UNIVERZITA PALACKÉHO V OLOMOUCI FAKULTA TĚLESNÉ KULTURY
Bakalářská práce
2011
Jan Šimůnek
Univerzita Palackého v Olomouci Fakulta tělesné kultury Katedra přírodních věd v kinantropologii
Vliv cyklistiky na vybrané somatické charakteristiky Bakalářská práce
Autor: Jan Šimůnek Obor: Tělesná výchova a sport Vedoucí práce: Doc. RNDr. Miroslava Přidalová, Ph.D. Olomouc 2011
Jméno a příjmení autora:
Jan Šimůnek
Název bakalářské práce:
Vliv
cyklistiky
na
vybrané
somatické
charakteristiky Pracoviště:
Katedra přírodních věd v kinantropologii
Vedoucí bakalářské práce:
Doc. RNDr. Miroslava Přidalová, Ph.D.
Rok obhajoby bakalářské práce:
2011
Abstrakt: Tato bakalářská práce se zabývá vlivem cyklistiky na vybrané somatické charakteristiky. Teoretická část obsahuje ucelený pohled na moderní cyklistiku. V praktické části je pak nastíněno, jaký vliv má trénink na různých úrovních na tělesné složení člověka. K měření byla využita metoda bioelektrické impedance, konkrétně multifrekvenční segmentální analýza tělesného složení a přístroje Tanita BC-418 MA a InBody 720.
Klíčová slova: cyklistika, multifrekvenčí segmentální analýza tělesného složení, Tanita BC-418 MA, InBody 720, Antropometrie
Souhlasím s půjčováním bakalářské práce v rámci knihovních služeb.
Author's first name and surname:
Jan Šimůnek
Title of the bachelor thesis:
The impact of cycling to selected somatic characteristic.
Department:
Department
of
Natural
Sciences
in
Kinanthropology Supervisor:
Doc. RNDr. Miroslava Přidalová, Ph.D.
The year of presentation:
2011
Abstract: This bachelor thesis deals with impact of cycling to selected somatic characteristic. The theoretical part contains a comprehensive view of modern cycling. The practical part is outlined what effect does training at different levels on body composition in humans. The measurements were used method of bioelectrical impedance, namely multisegmental body composition analysis via Tanita BC-418 MA and InBody 720 devices.
Key words: cycling, multifrequency segmental analysis of body composition, Tanita BC-418 MA, InBody 720, anthropometry
I agree the thesis paper to be lent within the library service.
Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci zpracoval samostatně pod vedením vedoucí práce Doc. RNDr. Miroslavy Přidalová, Ph.D. Uvedl jsem všechny použité literární zdroje a dodržoval zásady vědecké etiky. V Olomouci dne 15.8.2011
………………………………….
Poděkování Děkuji vedoucí bakalářské práce Doc. RNDr. Miroslavě Přidalové, Ph.D. a technické pracovnici Renátě Slezákové za pomoc a cenné rady, které mi poskytly při zpracování bakalářské práce.
OBSAH 1
ÚVOD ............................................................................................................ 9
2
TEORETICKÁ ČÁST ................................................................................... 10 2.1
Cyklistika ............................................................................................... 10
2.1.1
Historie cyklistiky ............................................................................ 10
2.1.1.1 Silniční cyklistika ....................................................................... 10 2.1.1.2 Horská cyklistika........................................................................ 13 2.1.2
Dělení cyklistiky .............................................................................. 15
2.1.3
Antropometrická charakteristika a tělesné složení cyklistů ............. 31
2.1.4
Fyziologická charakteristika............................................................ 35
2.2
Základní kinantropologické pojmy ......................................................... 41
2.2.1
Kinantropologie .............................................................................. 41
2.2.2
Antropologie ................................................................................... 42
2.3
Tělesné složení ..................................................................................... 43
2.3.1
Metody odhadu tělesného složení .................................................. 44
2.3.1.1 Antropometrie ............................................................................ 44 2.3.1.2 Biofyzikální a biochemické metody............................................ 45 2.3.1.2.1 Bioelektrická impedance (BIA) ............................................ 45 2.3.1.3 Další metody pro odhad tělesného složení ............................... 50 2.3.2
Modely tělesného složení ............................................................... 51
2.3.3
Tělesný tuk ..................................................................................... 52
2.3.4
Tukuprostá hmota (aktivní tělesná hmota) ..................................... 54
2.3.5
Tělesná voda .................................................................................. 55
3
CÍLE ............................................................................................................ 57
4
METODIKA MĚŘENÍ ................................................................................... 58 4.1
Charakteristika jednotlivých probandů .................................................. 58
4.2
Průběh měření ...................................................................................... 58
4.3
Použité přístroje .................................................................................... 58
4.3.1
Tanita ............................................................................................. 59
4.3.2
InBody 720 ..................................................................................... 60
5
VÝSLEDKY ................................................................................................. 64
6
ZÁVĚR ........................................................................................................ 75
7
SOUHRN ..................................................................................................... 76
8
SUMMARY .................................................................................................. 77
9
REFERENČNÍ SEZNAM ............................................................................. 78
10
PŘÍLOHY ..................................................................................................... 81
1 ÚVOD Tato práce je zaměřena na vliv cyklistiky, ať už vrcholové nebo jen amatérské, na tělesné složení člověka. Cyklistiku jsem si vybral proto, že se o ni sám aktivně zajímám. Navíc je cyklistika jedním z celosvětově nejrozšířenějších sportů vůbec, v závodní sféře je tolik různých odvětví, že si tu „svou“ disciplínu může najít snad každý, může se tu uplatnit adrenalinový nadšenec, kterému bude naprosto vyhovovat sjezd a jemu podobné disciplíny, nebo borec s obrovskou aerobní kapacitou a chutí najezdit velké objemy kilometrů, tomu se bude určitě líbit silniční cyklistika, popřípadě horské crosscountry nebo cyklokros. Cyklistika, hlavně ta závodní, prochází neustálým vývojem, ať už se jedná o technické vybavení nebo metody tréninku. Díky novým technologiím se snižuje váha všeho cyklistického vybavení, karbon se dostal od kol už i na přílby, navíc se výrobci předhánějí ve výrobě co neaerodynamičtějších doplňků. Rychlost jízdy se tedy pořád zvyšuje. Např. při časovkách dosahují nejlepší cyklisté průměrné rychlosti více jak 50 km/h. Na tomto zrychlování má svůj velký podíl také optimalizace tréninku a vybírání talentů. Všechno je to možné díky rozvoji různých testů fyziologických předpokladů jedince pro vykonávání tohoto druhu zátěže. Nedílnou součástí tohoto testování je i diagnostika tělesného složení, která se využívá, jak pro výběr talentů, tak k optimalizaci tréninkového plánu. Metoda bioelektrické impedance (BIA) je jednou z nejpřesnějších ale zároveň nejjednodušších metod měření, jedinou větší nevýhodou je cena špičkových přístrojů, která se pohybuje od 100000 do 500000 Kč. K testování jsem přizval čtyři cyklisty různého zaměření a výkonových kategorií. V červnu 2011 proběhlo měření na přístrojích Tanita BC-418 MA, InBody 720 a Bodystat. Každý proband dostal své výsledky s vysvětlením a doporučením jak postupovat v tréninku.
9
2 TEORETICKÁ ČÁST 2.1 Cyklistika Základní charakteristikou cyklistiky ve všech jejích podobách je jízda na kole. Jedná se o sport s bohatou tradicí a celosvětovou popularitou. Jízda na kole je umožněna pohybem dolních končetin, které roztáčejí kliky s ozubeným převodovým kolem, z něhož se síla převádí řetězem na zadní kolo. Jedná se o typický cyklický pohyb prováděný střídavou prací svalstva jedné a pak druhé dolní končetiny. Pohyb druhé končetiny je v závislosti na technické vyspělosti jezdce více či méně pasivní. Plynulostí pohybu dolních končetin je cyklistika předurčena k tomu, aby byla doporučována jako doplňkový a regenerační sport pro jiná sportovní odvětví ale i pro většinu lidské pracovní činnosti (Havlíčková a kol., 1993).
2.1.1 Historie cyklistiky
2.1.1.1 Silniční cyklistika Přístroj s dřevěným rámem pevným kolem vzadu a řiditelným kolem vpředu si poprvé nechal patentovat německý baron Karl Friedrich Drais von Sauerbronn. Draisíny pojmenované po něm inspirovaly řadu dalších podobných přístrojů nazývaných „kostitřasy“. Nebyla to opravdová kola - jezdec je poháněl tak, že se nohama odrážel o zem. Skutečným určujícím rysem kola se potom stal vynález pedálu. V roce 1839 sestrojil skotský kovář Kirkpatrick Macmillan přístroj, jehož zadní kolo poháněly šlapky - ukázaly se však neefektivní. V roce 1861 připojil pařížský karosář Pierre Michaux kliky a pedály k přednímu kolu „kostitřasu“ a vznikl velociped. Michauxův vynález se stal populárním a v evropských městech se objevily stovky velocipedů. V roce 1866 přihlásil Pierre Lallemet, Michauxův dřívější zaměstnanec, patent na velociped v Americe. Pouhé tři roky na to, 31. května 1869, se v Parc de St-Cloud v Paříži uskutečnil první závod velocipedů - vyhrál Angličan James Moore. První závod mezi městy se konal z Paříže do Rouenu 7. listopadu 1869. Opět vyhrál Moore, který vzdálenost 123 kilometrů překonal průměrnou rychlostí 12 km/h. Závod z Paříže do Rouenu se koná každý rok až do dnes. 10
Závody velocipedů motivovaly konkurenční týmy k vývoji rychlejších strojů. Prvním dokladem jejich snah byl rychlý nárůst velikosti předního kola. S pedály připojenými přímo k přednímu kolu je vzdálenost, kterou kolo urazí na jedno utočení pedálu, určena obvodem poháněného kola. Tak vznikla kola s obrovským předním a maličkým zadním kolem. Jezdec seděl přímo nad velkým kolem - kolo bylo proto velmi nestabilní a docházelo k mnoha pádům a zraněním. Přesto lidé okamžitě rozpoznali potenciál přístroje a gentlemani z vyšších vrstev si jich začali kupovat celé stovky na projížďky a závodění. Cyklistika obyčejných lidí se však začala rozvíjet o desítky let později. Pracující lidé buď neměli čas, nebo peníze, aby se jízdě na kole mohli věnovat. Problém vysokých kol spočíval v tom, že velikost kola, a tím i jeho potenciální rychlost, byla omezena délkou nohy jezdce. To spolu s pověstnou nehodovostí kola vedlo k vývoji kola Rover, které na trh uvedl Angličan John Kemp Starley v roce 1888. Na rozdíl od vysokých kol, která měla kola o průměru 1,2 - 1,5 metru, se kolo Rover s koly o průměru 76 centimetrů dalo mnohem lépe zvládnout. Po francouzko pruské válce v roce 1870 se v Evropě staly velice populární cyklistické silniční závody. V roce 1903 uspořádal redaktor jednoho z časopisů, které o těchto závodech psaly, L’Auto závod okolo Francie, aby udělal svému časopisu reklamu. Tak vznikl závod Tour de France. První byl dlouhý 2428 kilometrů. Vítězem se stal kominík Maurice Garin. V USA získávaly na popularitě závody na tratích vybudovaných v zářezu spolu s šestidenními závody (neděle se vynechávala z náboženských důvodů). V Evropě však v roce 1914 ukončilo období obrovského rozvoje cyklistiky vypuknutí první světové války. Kola nicméně získala řadu užitečných funkcí i na bojišti. Obě strany je využívaly pro přesun jednotek, předávání zpráv a převoz munice. Po první světové válce poklesl v USA prodej kol, protože lidé přecházeli na auta - tento dopravní prostředek byl vhodnější na dlouhé vzdálenosti. Britové však neměli peněz nazbyt a používání kol se zde dále rozšiřoval. V Evropě se opět rychle začalo závodit. V roce 1919 byl na Tour de France poprvé v historii jezdec vedoucí v celkovém čase 5500 kilometrů dlouhého závodu odměněn žlutým trikotem - žlutým podle barvy stránek časopisu L’Auto, který závod pořádal.
11
Obnova závodění podnítila soutěž o budování rychlejších kol. Zlepšování vyústilo ve vznik galusek, které měly plášť našitý kolem vnitřní duše a tvořily tak spolu jeden celek. Ital Tullio Campagnolo jel v červnu roku 1927 při Giro d’Italia sněhem v Dolomitech, když píchl. Rukama znecitlivělýma od mrazu nemohl povolit křídlové matice kola. Vzdal závod, ale později vymyslel dutou hřídel a mechanismus rychloupínáku, který se používá u většiny dnešních kol. O šest let později vytvořil tentýž vynálezce přehazovačku mechanismus, který dovoloval na zadním kole přehazovat mezi různými ozubenými koly. Možnost řazení usnadnila cyklistům život v kopcovitém terénu. Svého vrcholu dosáhlo využití kola ve většině Evropy včetně Velké Británie ke konci druhé světové války, kdy jej miliony lidí využívaly jak pro zábavu, tak jako dopravní prostředek. Při poválečném budování cest však v Británii měli na zřeteli především auto. V Holandsku, Německu a Belgii naproti tomu při přestavbě vybudovali cyklostezky, které dodnes tvoří součást jejich infrastruktury. V Severní Americe kolo jako dopravní prostředek vyšlo z módy vinou zvyšující se dostupnosti aut. Až do roku 1960 dominovali silničním závodům převážně jezdci z kontinentální Evropy. Potom konkurenci rozšířil Angličan Tom Simpson, v roce 1961 vyhrál Tour de Flanders, v roce 1962 oblékl žlutý trikot v Tour de France a v roce 1965 vyhrál titul na mistrovství světa. V sedmdesátých letech dosáhl vrcholu své kariéry Eddie Merckx, jeden z nejlepších cyklistů všech dob. V roce 1974 vyhrál Tour de France, Giro d’Italia a mistrovství světa. V roce 1984 pomohla Italovi Franceskovi Moserovi aerodynamická technologie dosáhnout nového světového hodinového rekordu. V tomtéž roce se v Los Angeles konaly první olympijské cyklistické závody žen a v roce 1986 vyhrál Tour de France první Američan, byl jím Greg Lemond. Na konci 80. let vyhrála Jeannie Longo z Francie, asi nejlepší cyklistka všech dob, pětkrát světový silniční šampionát, třikrát World Time Trial Championship a třikrát World Pursuit Championship na dráze. Dnes je cyklistika rozmanitým sportem rozšířeným po celém světě. Na kole jezdí a závodí lidé všech věkových skupin (Sidwells, 2004, 10 - 14).
12
2.1.1.2 Horská cyklistika Jízdní kolo se využívalo pro jízdu mimo zpevněné cesty už od doby svého vzniku. Již dříve se člověk rád pohyboval v terénu a už začátkem 20. století se pořádaly první terénní závody. Výroba prvních širokých pneumatik jízdu mimo silnice ještě usnadnila. Vývoj dnešního horského kola začal ovšem teprve na začátku 70. let v USA. Na rozvoji horské cyklistiky mají největší podíl čtyři Američané Gary Fisher, Charly Kelly, Joe Breeze a Tom Ritchey. Gary Fisher se jako první začal zabývat montáží přehazovačky na horské kolo. Tento vynález byl však jen jedním krůčkem na cestě k popularitě. Tím nejdůležitějším zůstal i nadále sjezd hory Mount Tam v Kalifornii. V září 1976 zorganizoval Charly Kelly poprvé legendární Repack Downhill. Kelly nebyl nijak zvlášť důsledný, ale svým publikováním v časopise Outside Magazine roku 1979 a vydáním prvního magazínu horské cyklistiky s názvem Fat Tyre Flyer značně přispěl k popularizaci tohoto nového sportovního trendu z Kalifornie. V září
1977,
kdy
staré rámy
Schwinn přestaly
vyhovovat
stoupajícím
požadavkům, vyvinul Joe Breeze rám nový. Tento ocelový rám se v konstrukci a geometrii značně podobal dnešním rámům a stal se prototypem. Ve věku 21 let byl Tom Ritchey proslulý stavbou rámů silničních kol. Inspirován Joe Breezem postavil Ritchey koncem roku 1978 svá první horská kola. Jejich úspěch přivedl Fishera a Breeze v roce 1979 na myšlenku založit firmu „Ritchey Mountain Bikes“. Tak vznikl termín označující horská kola - mountainbike. Protože podobně zaměření výrobci na trhu chyběli, musela si firma sama vyrábět jednotlivé komponenty
jako
řidítka,
představce
a
středová
složení.
Jiné
díly,
jako
osmnáctirychlostní přehazovačka Suntour, byly převzaty ze silniční oblasti. Do konce roku se prodalo 400 kusů těchto kol. Rozšíření horské cyklistiky se však omezovalo pouze na severní Kalifornii.
13
V lednu roku 1980 bylo „Ritchey mountain bike“ představeno na mezinárodní cyklistické show v Annaheimu. Dostalo se na titulní stranu renomovaného amerického odborného časopisu Bicykling magazíne a vyvolalo nadšení v celé zemi. Mike Synard, zakladatel a majitel firmy „Specialized“ se chopil příležitosti, koupil čtyři Ritcheyho kola a tři z nich poslal do Japonska k masové výrobě. Výsledkem bylo kolo „Stumpjumper“, které přišlo na trh v roce 1981. Fisher a Kelly se v roce 1983 oddělili od Ritcheyho a začali, jako mnozí jiní, podnikat na vlastní pěst, což se stalo impulsem pro spoustu dalších podobných počinů. Dnes je sektor horských kol jedním z ekonomicky nejdůležitějších odvětví cyklistické branže. Zároveň se zrodem horského kola vznikaly v USA i první závody horské cyklistiky. V roce 1983 se konalo první mistrovství USA pod názvem Norba (National Offroad Bicycle Association). Současně s rozvíjejícím se trhem pomalu vznikaly první profesionální týmy. V roce 1987 se konal první velký závod na evropské půdě, neoficiální mistrovství světa ve Villars de Lans. V roce 1988 se tento mechanismus rozběhl i v Evropě. Německý výrobce elektroniky Grundig organizoval pod označením Grundig Chalenge Cup sérii závodů v celé Evropě, které v roce 1991 pokračovaly jako Grundig World Cup. V Evropě se kromě MS poprvé konalo také ME. Obě mistrovství se konala ve Švýcarsku. V USA se závody Norba Nationals rozšířily na celou sérii a byly zavedeny nové disciplíny jako trial, hillclimb, dualslalom a downhill. Na rozdíl od dnešních soutěží startovali tehdy závodníci ve všech disciplínách, neboť existovalo jediné hodnocení, které ustanovilo celkového vítěze víkendu. Neoficiální MS se konalo naposledy v roce 1989, a to hned dvakrát: jednou ve Spa v Belgiia druhé v Mammoth Lakes v Kalifornii. V roce 1990 zahrnula UCI (Union Cycliste Internationale) horskou cyklistiku do svého programu vedle silničních, dráhových a cyklokrosových závodů. V září se setkalo 24 reprezentačních týmu v Durangu v Coloradu k prvnímu oficiálnímu MS. Olympijský závod horských kol (crosscountry) v Atlantě 1996 se stal milníkem v historii horské cyklistiky. Závod se konal před obrovským publikem a byl živě přenášen do celého světa. V roce 2000 byl poprvé udělen titul mistra světa v duálním slalomu. Tato disciplína se však už v roce 2002 změnila na fourcross (4X). V roce 2003 se také konečně konalo oficiální mistrovství světa v disciplíně maraton. Olympijskou disciplínou však zůstávají pouze závody horských kol (crosscountry), (Gerig & Frischknecht, 2004; Hrubíšek, 1994). 14
2.1.2 Dělení cyklistiky Cyklistiku můžeme dělit podle mnoha kritérií, např. podle terénu v jakém se jede, druhu zatížení, délky trvání výkonu, použitého vybavení a dala by se jistě najít i další. Já jsem pro své účely vybral kombinaci výše uvedených možností. 1. Silniční; 2. Dráhová; 3. Horská (MTB): crosscountry (XC, MTB); cyklokros; downhill (sjezd); fourcross (4X); biketrial; bilos (BMX Racing); 4. Sálová cyklistika: kolová; krasojízda;
15
1. Silniční cyklistika Silniční závody se jezdí ve skupině na uzavřeném okruhu nebo na otevřené silnici na vzdálenost 50 - 200 kilometrů (některé části etapových závodů měří i přes 200 kilometrů). Závodu se účastní okolo 60 závodníků, na uzavřeném okruhu i více. Vítězí jezdec, který jako první projede cílem (Sidwells, 2004). Existují jednodenní závody ale i vícedenní (etapové), které trvají několik dní a jsou rozděleny do různě dlouhých a náročných etap. Mezi nejznámější etapové závody patří Tour de France, Giro d‘Italia, Závod míru, Vuelta a España. Silniční cyklistika se dělí na různé disciplíny: •
Časovka jednotlivců - kratší tratě, vysoká rychlost, důraz na aerodynamiku, trvání do jedné hodiny;
•
Časovka družstev - celý tým jede najednou (8 - 9 jezdců), trvání okolo 2 hodin;
•
Silniční závod jednotlivců - klasické silniční závody, trvání 2 - 6 hodin;
•
Silniční kritérium - disciplína velmi podobná bodovacímu závodu na dráze;
Olympijský sport: od roku 1896 (ženy 1984) První MS: 1927 (ženy 1958)
16
Obrázek 1. Silniční kolo (upraveno dle http://www.bikerumor.com/2010/03/22/rockracing-road-bikes-components-now-online)
2. Dráhová cyklistika Na dráze se jezdí mnoho různých závodů. Víceméně se dají rozdělit na sprinty a vytrvalostní závody. Probíhají na uzavřených přibližně 8 metrů širokých okruzích, v délkách 250, 333 a 400 metrů, s klopenými zatáčkami o sklonu až 45 stupňů. Tyto zatáčky bývají vyšší než 6 m. Jezdci se dělí do kategorií podle věku a schopností (Sidwells, 2004). První mistrovství světa v dráhové cyklistice se konalo v roce 1893 (ženy 1958) a olympijským sportem je od roku 1896 (ženy 1988).
17
Tabulka 1. Závodní disciplíny na dráze (Sidwells, 2004, 165) Disciplína Sprint dvojic Časovka Stíhací závod Bodovací závod Závod s pevným startem
Obrázek
2.
Popis Dva jezdci závodí proti sobě na tři kola. Jezdci jezdí jednotlivě proti hodinám na 1 km. Závodníci nebo týmy startují na protilehlých stranách dráhy a závodí na 4 km: vyhrává, kdo první projede cílem. Jezdci závodí o body, které získávají každých několik kol. Několik jezdců závodí na danou vzdálenost: vítězí ten, kdo první projede cílem
Dráhové
kolo
s pevným
http://www.lstanek.estranky.cz/clanky/moje-kola.html)
18
převodem
(upraveno
dle
3. Horská cyklistika (MTB - mountain biking) Horská cyklistika se od silniční liší hlavně terénem, ve kterém je provozována a pak také vybavením. Kola používaná pro tento druh cyklistiky mají široké a hrubé pneumatiky, široká řidítka, v dnešní době často mívají odpruženou přední nebo i zadní vidlici, jinak poskládané převody, odlišné brzdy a v neposlední řadě jinou konstrukci rámu. Cyklista zaujímá na svém horském kole méně aerodynamický posaz než je tomu u kola silničního. Jízda v terénu je náročnější na technickou vyspělost jezdce. Horská cyklistika v sobě ukrývá mnoho sportovních disciplín. Olympijský sport: od roku 1996 První MS: 1987
Crosscoutry (XC) Disciplína crosscoutry se pořádá na terénních okruzích, ve kterých jsou obsaženy pokud možno všechny druhy terénních překážek (prudké výjezdy a sjezdy, kamenité úseky, bahno, technická jízda mezi stromy, …). Při závodě se jede několik těchto okruhů (50 - 120 km) s hromadným startem. Na jezdce jsou kladeny vysoké nároky, co se týče fyzické, psychické i technické připravenosti.
19
Obrázek 3. Horské kolo (upraveno dle http://www.jizdnikola.net/?2588,horske-kolosuperior-xp-920d-model-2010)
Cyklokros „Terénní cyklistický závod spojený s během a nesením kola v nesjízdných úsecích trati. Vznikl ve Francii jako doplněk letní cyklistické činnosti.“ (Anonymous. Cyklokros.
Retrieved
14.6.2011
from
the
World
Wide
Web:
http://encyklopedie.seznam.cz/heslo/13402-cyklokros) U nás se jedná o jednu z nejpopulárnějších cyklistických disciplín. Kolo na cyklokros je v podstatě silniční kolo se speciálními plášti do terénu. Tyto pláště jsou silnější a mají hrubší vzorek pro lepší záběr na nezpevněné ploše než pláště pro silniční cyklistiku. Závody v cyklokrosu se konají většinou v zimním období a to v každém počasí (sníh, déšť, mráz). Okruhy bývají dlouhé 2 - 5 km a celý závod 15 25 km. Náročnost trati bývá koncipována tak, že 1/3 vede po asfaltu, 1/3 po nezpevněných cestách (bláto, tráva, lesní cesty) a 1/3 je v podstatě nesjízdná (prudké kopce nahoru i dolů, schody, umělé retardéry, …) a jezdci musí nést svůj bicykl na zádech. Starty jsou hromadné na silničním úseku.
20
Obrázek 4. Cyklokrosové kolo (upraveno dle http://cestovani.idnes.cz/technickasonda-do-cyklokrosu-dkl-/ig_kolo.aspx?c=A060928_120752_ig_kolo_tom)
21
Downhill (sjezd, DH) V této disciplíně se jedná o sjezd z kopce dolů. Patří do skupiny technických disciplín, kde není důležitá ani tak fyzická zdatnost jako technika jízdy. Tratě jsou označené, dlouhé v rozmezí 1,5 - 5 km, vytyčené většinou v přírodním terénu (v poslední době získávají na popularitě tratě vytyčené např. ve městech a starých dolech). Po sjezdovkách, rozbitých cestách a úvozech, přes kamení, kořeny, ale i uměle vybudované překážky v podobě různých skoků. O vítězi nerozhoduje způsob zvládnutí jednotlivých technických pasáží, ale jen rychlost projetí, o které vypovídá cílový čas. Pro větší bezpečnost se startuje v časových odstupech po jednom. Tím je vyloučeno i jakékoliv taktizování. Sjezd je velmi spravedlivá disciplína, až na malé výjimky. Několikrát se stalo, že v průběhu závodu začalo pršet a závodnická špička, která startuje jako poslední, musela závod odjet ve zhoršených podmínkách. Časové odstupy v cíli jsou mezi jednotlivými závodníky v současné době velmi malé, mnohdy rozhodují i setiny vteřiny. Převažuje snaha o stavbu sice hodně rychlých, ale současně i technicky náročných tratí s důrazem na technickou vyspělost jezdce a jeho schopnost dopouštět se co nejméně chyb, který znamenají v konečném součtu časovou ztrátu (Dressler, 2003, 129). Náročnost současných tratí vyžaduje použití speciálních celoodpružených kol s velkými zdvihy, nejčastěji okolo 180 - 200 mm vzadu i vpředu. Vzhledem k náročnosti tratí a rychlostem, kterými se jezdci pohybují je pro sjezd předepsaná povinná základní výbava, bez níž nemůže jezdec startovat. Do ní spadají integrální přilba, chrániče nohou a rukou, dlouhoprsté rukavice, brýle a zádové krunýře chránící páteř (Dressler, 2003).
22
Obrázek 5. Sjezdové kolo (upraveno dle http://www.bikerumor.com/2009/11/17/spyshots-intense-cycles-prototype-29er-downhill-mountain-bike)
Fourcross (4X)
4X je technická disciplína MTB. Jezdí se na horských kolech na trati, která je vytyčená v podstatě na malém prostoru nějakého kopce. Na trati je množství skoků a „klopenek“. Dráha je široká zhruba 6 metrů a její délka je většinou v rozmezí 300 až 400 metrů. Hodnoty jsou ale spíš orientační, protože se jednotlivé tratě hodně liší, a to právě dává 4X jeho rozmanitost. Na trať vyráží čtveřice jezdců, které do jednotlivých jízd pouští startovací zařízení. Nejrychlejší v cíli jednotlivých jízd postupují dál až do finálové jízdy. Ve fourcrossu není nouze o atraktivní souboje „loket na loket“ a „kolo na kolo“ a jde tedy o napínavou podívanou. I díky tomu, že se vše odehrává na malém prostoru a v rychlém sledu jízd, je 4X asi divácky nejvíce navštěvovanou disciplínou. Kolo na fourcross má malý pevný rám s odpruženou přední vidlicí, nebo celoodpružený rám s malými zdvihy. Pneumatiky jsou široké a liší se, jako u jiných disciplín, svým dezénem podle povrchu, na jaký jsou určeny (Dressler, 2003).
23
Obrázek
6.
Kolo
na
fourcross
(upraveno
dle
http://www.bike-
centrum.cz/d.NSFO3.fourcrossove-kolo-core-i-ns-bikes-2011.html)
Biketrial Biketrial (dříve cyklotrial) je individuální sport, kde musí jezdec na speciálně upraveném kole překonat rozmanité přírodní nebo uměle vytvořené kontrolní úseky během určeného časového limitu s co nejmenším počtem trestných bodů. Ty dostává hlavně za dotyk nohy nebo těla o zem či překážku. V jednom KÚ (kontrolní úsek) je možné nasbírat od 0 do 5 trestných bodů. Vítězem se tedy stává soutěžící, který má po projetí všech KÚ nejmenší počet trestných bodů. Pořadatel připraví 6 až 10 kontrolních úseků a jezdci je absolvují v daném pořadí dvou či tříkolově (nejčastěji se jede 10 KÚ a dvě kola). V KÚ je zakázán trénink. Úsek je vyznačen páskou a je dlouhý cca 20 až 30 metrů a široký minimálně jeden metr. Závodníci startují do závodu v jedno až dvouminutových intervalech a po vyznačeném okruhu projedou jednotlivé KÚ, kde je ohodnotí bodový rozhodčí. Čas na soutěž, během kterého musí jezdec zdolat všechny stanovené sekce, je kolem 4 - 5 hodin (Dressler, 2003). „Biketrial se jezdí buď na 20 palcových speciálech, nebo na upravených horských kolech s 26 palcovými koly.“ (Dressler, 2003, 95).
24
Obrázek
7.
Biketrialové
kolo
(upraveno
dle
http://www.teepek.cz/skaut-
out/sportujem/3058-biketrial)
Bikros (BMX Racing) Bikros je individuální sport, při němž závodí skupina jezdců mezi sebou na speciálně upravených tratích, zhruba 300 až 500 metrů dlouhých s řadou skoků. Celá trať se většinou rozkládá na malé ploše, a je tudíž plná zatáček, které bývají klopené. Mezi startem a cílem je jen malý výškový rozdíl. Rozhodující je zde rychlost, výbušnost, ale také cit pro kolo při dlouhých skocích. Další vlastností potřebnou pro úspěch je průbojnost někdy až drzost potřebná při bojích po startu a v zatáčkách. Závody se jezdí ve skupinách po osmi jezdcích. Každá skupina odjede tři kvalifikační jízdy a čtyři nejlepší závodníci postupují dál. Čas není v této disciplíně důležitý, hlavní je probojovat se vždy do první čtveřice a postupovat tak dál v závodě. Tato klání jsou pro svou rychlost a technickou náročnost velmi přitažlivá pro diváky, ale zároveň při četných kolizích velmi bolestivá pro jezdce. Proto závodníci vozí povinnou výbavu v podobě přilby, rukavic, dresu s dlouhými rukávy a dlouhými kalhotami. Mnozí pak doplňují svoji výstroj o chrániče loktů, kolen a páteře. Jezdci jezdí na dvaceti až dvacetičtyřpalcových speciálech, ale v poslední době se stává moderní také kategorie na dvacetišestipalcových kolech (Dressler, 2003). 25
Obrázek 8. Bikrosové kolo (upraveno dle http://www.shop.tbb-bike.cz/eshop/bmxkolo-redline-2011-flight-expert-19-5-tt-detail-BUA0000101.aspx)
26
4. Sálová cyklistika
Jak už napovídá sám název je sálová cyklistika provozována v halách. Jedná se v podstatě pouze o dvě disciplíny a to o kolovou a krasojízdu na kole. Kolová Kolová je sport podobný sálovému fotbalu, jen hráči po hřišti jezdí na kolech. V každém týmu hrají dva hráči, kteří kontrolují pohyb míče po hřišti na upravených kolech bez brzd a pevným převodem (tzv. furtošlap). Dále se hráči mohou míče při hře dotknout pouze hlavou. Brankář v brankovišti může ale zakročit jakkoli. Není přípustné šlápnout nohou na zem. Poprvé byla tato hra představena roku 1893 němco-američanem Nicholasem Edwardem Kaufmannem. První mistrovství světa se pak konalo v roce 1929. Kolová je populární v Belgii, Česku, Dánsku, Francii, Itálii, Japonsku, Německu, Rakousku, Rusku, Švédsku a Švýcarsku. S kolovou je úzce spřízněná krasojízda, ve které atleti předvádějí jistý druh gymnastiky či akrobacie prováděné na kolech. Nejúspěšnějšími hráči kolové všech dob jsou Češi. Bratři Pospíšilové dokázali získat titul mistrů světa dvacetkrát, což je velmi unikátní absolutní rekord (a to i ve srovnání mezi všemi ostatními sporty vůbec), (Anonymous. Kolová. Retrieved 14.6.2011 from the World Wide Web: http://cs.wikipedia.org/wiki/Kolov%C3%A1).
27
Obrázek 9. Kolo na kolovou (upraveno dle http://www.otoupalik-bikes.cz/kolakolova.aspx)
28
Krasojízda Cyklistická krasojízda je jedno z odvětví cyklistiky. Skládá se z těchto disciplín: krasojízda jednotlivců, dvojic a čtveřic (dále i šestic, čtveřic a šestic jednokolek, avšak tyto disciplíny nesoutěží na této úrovni). Od roku 2008 jsou v krasojízdě nová pravidla, kde sportovec musí zvládnout 30 cviků v 5 minutách. Novinkou je také to, že krasojezdec nemusí jezdit celá kola, ale stačí půlkola. Další novinkou je, že dvojice může být smíšená. Hudba je pro krasojízdu spíše doprovodná. Každý si může vybrat, na jakou hudbu chce jezdit, ale většinou jsou to pomalé písničky. Dvojice zahajují svoji jízdu na dvou kolech. Během jízdy se navzájem domluví, čí stroj je v lepším technickém stavu, a v polovině sestavy na toto kolo přesednou a své vystoupení dokončí. To je zcela v souladu s pravidly. Hudba je v krasojízdě pouze doprovodná podkreslující vystoupení a nemusí přesně navazovat na provádění cviků. Jízdní kola jsou speciály. Jejich hlavní specifikum spočívá v převodu 1:1 a tzv. „furtošlapu“. Díky této vymoženosti se může jezdec na tomto stroji pohybovat dopředu i dozadu a nepotřebuje brzdy. Při jednotlivých jízdách diváci sledují, popřípadě krátkým potleskem ocení provedení konkrétního prvku a hlasivky šetří na zápasy kolové, kde řev a povzbuzování je vítáno (Anonymous. Cyklistická krasojízda. Retrieved 14. 6. 2011 from
the
World
Wide
Web:
Cyklistick%C3%A1_krasoj%C3%ADzda).
29
http://cs.wikipedia.org/wiki/
Obrázek 10. Krasojezdkyně při vystoupení (upraveno dle http://www.komora-kbbrno.com/fotogalerie/ples-2011)
30
2.1.3 Antropometrická charakteristika a tělesné složení cyklistů Zjištění somatotypu a tělesného složení u sportovců je nedílnou součástí zátěžové diagnostiky. Složení těla je pro většinu sportovců klíčovým ukazatelem s vysokou korelací ke sportovnímu výkonu a je rovněž velmi důležitou pomůckou při hodnocení stravovacích návyků sportovce (Sekera & Vojtěchovský, 2008). Při dobrém tělesném rozvoji cyklisty se svalová hmota soustřeďuje hlavně v oblasti dolních končetin a s nárůstem výkonnosti se zvětšuje. U specialistů na jednotlivé cyklistické disciplíny lze pozorovat podstatné rozdíly v morfologických ukazatelích. Např. dráhoví sprinteři (krátké tratě) mají celkové tělesné rozměry větší než stíhači (delší tratě) a silničáři jsou celkově nižší, štíhlejší, mají nižší hmotnost a výraznější kontury svalstva než obě předchozí skupiny (Havlíčková a kol., 1993). Tabulka 2. Porovnání vybraných parametrů tělesného složení u dráhových a silničních cyklistů (upraveno dle Havlíčková a kol., 1993) Dráhoví cyklisté Silničáři
Svalová hmota (kg) 45,5 44,1
Tuková hmota (kg) 7,1 6,4
Podkožní tuk (kg) 3,1 2,6
V tabulce 2 jsou uvedeny absolutní hodnoty. Relativní svalovou hmotu mají dle Havlíčkové a kol. (1993) nejvyšší silničáři (62,9 %) a nejnižší dráhoví sprinteři (60,9 %). Tyto hodnoty jsou zcela logické. Silniční cyklisté, kteří při závodě jedou převážně střední intenzitou (s výkyvy až do maxima) po dobu 2 - 6 hodin nepotřebují mít obrovský maximální výkon a ohromné svalstvo na dolních končetinách, naopak potřebují mít co nejvyšší relativní výkon (W/kg) a vysokou aerobní kapacitu (VO2max.). Oproti tomu závod dráhových sprinterů trvá okolo 60 sekund (1 kilometr), takže potřebují mít co největší maximální výkon (W) ale také vysokou aerobní a anaerobní kapacitu.
31
V rychlostní cyklistice (silniční, dráhová, cyklokros, XC) dochází vlivem tréninku ke svalové hypertrofii ve všech typech svalových vláken. Největší hypertrofie však byla pozorována ve vláknech I. typu (pomalá oxidativní). Zastoupení pomalých vláken je u rychlostních cyklistů podstatně vyšší než u běžné populace. Zatímco silniční cyklisté mají poměr rychlých glykolytických (II B) vláken k rychlým oxidativně glykolytickým (II A) vláknům 1 : 2, dráhoví cyklisté mají tento poměr 1 : 1, což je dáno větším podílem anaerobní zátěže u dráhových cyklistů (Havlíčková a kol., 1993).
Dráhoví cyklisté Dráhoví cyklisté bývají vzhledem k většímu množství svalstva endomorfnější než jejich silniční kolegové. Procento tělesného tuku u nich musí být co nejmenší, neboť zvětšuje frontální odpor vzduchu při rychlé jízdě. Sprinteři na 200 m jsou nápadní mohutně vyvinutým svalstvem stehen a výrazně mezozomorfním somatotypem. Výška těla je ovlivněna biomechanickými výhodami (kratší nohy s krátkými stehny umožňují rychlejší akceleraci) a v průměru slabě přesahuje 180 cm s hmotností cca 80-85 kg. Závodníci na trati 1000 metrů jsou mírně vyšší a těžší (185 cm/90 kg), s delšíma nohama než sprinteři. Somatotypy bývají více ekto-mezomorfní. Stíhači na 4 km jsou vysocí a štíhlí (180-190 cm/75-80 kg), s dlouhýma nohama, jejichž páky jim pomáhají vyvinout vyšší kinetickou energii při jízdě s těžkými převody (Cacek & Grasgruber, 2008, 208 a 209). Tabulka 3. Tělesná výška, hmotnost a BMI TOP 10 dráhových cyklistů na MS 2004 a OH 2004 (Cacek & Grasgruber, 2008) Časovka 1 km
Sprint 200 m
Muži MS 2004 Muži OH 2004
Těl. výška (cm) hmotnost (kg) 182,2 cm 86,6 kg 180,6 cm 80,2 kg
BMI (kg/m2) 26,09 24,59
Těl. výška (cm) hmotnost (kg) 185,9 cm 89,6 kg 184,9 cm 88,7 kg
Stíhací závod 4 km BMI (kg/m2) 25,93 25,94
Těl. výška (cm) hmotnost (kg) 185,8 cm 77,7 kg 186,1 cm 78,4 kg
BMI (kg/m2) 22,51 22,64
U těchto cyklistů byla také zjištěna zvýšená nervosvalová dráždivost. Jejím ukazatelem je mimo jiné i chronaxie. U sprinterů byla neměřena hodnota 0,1 s, u stíhačů 0,13 s, zatímco u silničářů bylo naměřeno 0,16 s (Havlíčková a kol., 1993). 32
Tabulka 4. Procentuální zastoupení jednotlivých typů svalových vláken (m. vastus lat.) u dráhových cyklistů (upraveno dle Havlíčková a kol., 1993) Typ vlákna
Zastoupení v % 22,5
II B (FG) II A (FOG) I (FO)
19,5 58
Silniční cyklisté Většina silničních cyklistů dosahuje průměrné tělesné výšky a jejich somatotypy se koncentrují v ekto-mezomorfní části somatografu (kolem 2-5-3,5).
Množství
tělesného tuku u silničních cyklistů osciluje během sezony mezi 8-10%, u vrchařů činí i méně (6%). Časovkáři připomínají méně robustní kopie dráhových stíhačů; spurtéři se podobají méně osvaleným dráhovým sprinterům; vrchaři jsou naopak velmi štíhlých, často menších postav (Cacek & Grasgruber, 2008, 209). Tabulka 5. Tělesná výška a hmotnost cyklistů na Tour de France 2003 (Cacek & Grasgruber, 2008, 209) Počet
Tělesné rozměry
Peleton Top 50
49
178,9 cm/67,2 kg
Rozmezí max. a min. BMI hodnot (kg/m2 ) 164-193 cm/54-83 kg 21,01
Peleton Top 10
10
178,2 cm/68,7 kg
170-186 cm/60-73 kg
21,63
Vrchaři Top 10
10
177,6 cm/66,1 kg
169-186 cm/58-73 kg
20,96
Virenque 179/65
Časovka Top 10
10
182,2 cm/72,8 kg
172-191 cm/67-83 kg
21,93
Millar 191/77
Squrtéři Top 10
10
178,2 cm/70,9 kg
171-183 cm/66-81 kg
22,33
Cooke 178/73
33
Vítěz 1.Armstrong 179/71 2.Ullrich 183/73 3.Vinokurov 175/72
Cyklistika sice patří mezi široce přístupné sporty nevyžadující extrémní proporce, přesto jsou mezi specializovanými závodníky patrné fyzické rozdíly, které mají logické biomechanické opodstatnění. Při pohledu na kategorie specialistů při Tour de France vyniká zvláště rozdíl mezi těžšími mezomorfními squatéry a lehkými vrchaři, respektive mezi vysokými časovkáři a zbytkem peletonu. Čtvrtinu závodu tvoří těžké horské etapy, čemuž odpovídá nízké BMI většiny závodníků. Nejlepší cyklisté se vyznačují kompromisním tělesným typem a vysokou výkonností ve všech kategoriích (Cacek & Grasgruber, 2008, 209). Stavba a biochemické vlastnosti kosterního svalstva pozitivně korelují s hodnotou VO2max. U cyklistů můžeme pozorovat i větší kapilarizaci svalů. Trénovaný silniční cyklista má převažující podíl vláken I. typu (pomalá oxidativní), která jsou charakterizována vysokým objemovým procentem mitochondrií a vysokými aktivitami oxidativních enzymů. Silničáři musí být velmi všestranní, s čímž koresponduje zvýšení počtu rychlých vláken typu II A (rychlá oxidativně - glykolytická) na úkor vláken typu II B (rychlá glykolytická), (Havlíčková a kol., 1993). Tabulka 6. Procentuální zastoupení a průměr jednotlivých typů svalových vláken (m. vastus lat.) u souboru cyklistů - silničářů (upraveno dle Havlíčková a kol., 1993) Průměr svalových vláken (µm)
Zastoupení svalových vláken (%)
II B
II A
I
II B
II A
I
10,6
18,8
70,6
85,5
92,8
90,7
V tabulce 6 je vidět, že u silničářů převažují pomalá oxidativní vlákna, což plně koresponduje s vytrvalostním charakterem zátěže u silniční cyklistiky. Cyklisté na horských kolech (bikeři) Stavbou těla jsou bikeři velmi podobní vrchařům ze silniční cyklistiky (trénink většinou probíhá na silničním kole a je v podstatě stejný jako u silničních cyklistů), tedy často menších postav a velmi štíhlí. Průměr deseti nejlepších bikerů na OH 2004 byl 176,1 cm/67,7 kg (170 - 188 cm/62 - 77 kg), (Cacek & Grasgruber, 2008).
34
2.1.4 Fyziologická charakteristika Pro cyklistiku je typický cyklický pohyb vytrvalostního charakteru, prováděný střídavou prací svalstva dolních končetin. Energetický výdej při jízdě na kole je závislý na věku, pohlaví a na hmotnosti jedince, zvyšuje se v těsné závislosti na rychlosti jízdy. Průměrně se pohybuje mezi 250-750 % náležitého bazálního metabolizmu. Funkční parametry, tj. výkonnost vnitřních orgánů, zejména srdečněcévního systému a energetického využití zdrojů energie ve svalech je na vysoké úrovni (Landa, 2005, 23).
Cyklistika je sportem vytrvalostního charakteru s vysokým aerobním podílem a fázemi anaerobní práce svalu např. při změně terénu, ve stoupání, sprintu nebo v závěrečném finiši, kdy se ve svalech tvoří za procesu fermentace (mléčného kvašení) laktát (Anonymous. Výživa. Retrieved 23.6.2011 from the World Wide Web: http://cs.wikipedia.org/wiki/Kolov%C3%A1).
Dráhoví cyklisté Podle struktury výkonu můžeme dráhovou cyklistiku rozdělit na dvě hlavní skupiny, sprinterské a stihačské. Výkony v jednotlivých disciplínách trvají od 10 sekund do 60 minut, z tohoto rozmezí je jasné, že dráhová cyklistika klade na jezdce vysoké nároky z hlediska silových, rychlostních, rychlostně vytrvalostních i čistě vytrvalostních schopností.
35
Tabulka 7. Rozdělení a specifikace jednotlivých dráhových disciplín (upraveno dle Havlíčková a kol., 1993) Závody jednotlivců
Specifikace
Skupinové závody
Specifikace
Sprinty
doba trvání 10 - 15 s (200 m) respektive 60 - 70 s (1000 m), rychlost reakce, výbušná síla, schopnost udržet vysoké otáčky, schopnost pracovat v acidóze jednotlivci i družstva, doba trvání 4 - 5 min. (muži 4 km, ženy 3 km)
Bodovací závody
technicko tatická vyspělost, doba trvání od 5 do 60 minut podle charakteru závodu
Stíhací závody
Vylučovací závody Handicapy Závody dvojic
V dráhové cyklistice je tělo závodníka podpíráno a tělesná hmotnost nemůže negativně ovlivňovat výkonnost jako např. u běžců (pokud markantně nezvýší frontální odpor těla). Na nejkratších tratích do 1 km, kde je základem úspěchu co největší pracovní výkon při startu, jsou proto závodníci velmi muskulární a jejich maximální sportovní výkon dosahuje i více než 1800 W. V testech maximálního výkonu při Wingate testu se proto běžně setkáme s hodnotami přes 18 W/kg a s průměrným výkonem při 30 s testu kolem 15 W/kg. Pohyb při sprintu na 200 m (okolo 11s + úvodní dvoukolový rozjezd) je z cca 95 % hrazen anaerobně. U časovkářů na 1 km (doba trvání okolo 60 s) stoupá aerobní podíl na 50 % a v 60 s Wingate testu se jejich průměrné výsledky pohybují okolo 11 W/kg. Na delších dráhových tratích (od 1 km výše), kde jsou používány nejtěžší převody, je role silově-rychlostních faktorů mnohem menší. Ve stíhacím závodě na 4 km (okolo 4 m 20 s) je 85 %energie produkováno aerobně. Stíhači proto fyziologicky připomínají mílaře; při startu vyvinou max. výkon přes 1000 W a během závodu nepřekročí 600 W. Hodnoty VO2max. dosahují u některých závodníků 7l/min., respektive 90 ml/kg . min. (Cacek & Grasgruber, 2008, 210 a 211). Energetická náročnost v dráhové cyklistice je závislá na délce trati, a tedy na době trvání výkonu. Intenzita výkonu se tak pohybuje od maximální přes submaximální až ke střední. U nejkratších tratí se spotřeba energie pohybuje okolo 15000 % náležitého bazálního metabolizmu, u nejdelších distancí je to 6000 - 7000 % náležitého bazálního metabolismu (Havlíčková a kol., 1993). 36
Silniční cyklisté Silniční cyklistika se neřadí mezi nejintenzivnější sportovní výkony, ale dobou trvání výkonu se řadí mezi výkony o vysokém pracovním objemu. Ovšem rozdíly mezi jednotlivými disciplínami jsou obrovské. Některé závody bývají dlouhé jen několik kilometrů (časovky) jiné jednorázové běžně přes 200 km. Etapové závody trvají od několika dnů po několik týdnů a jejich délka se pohybuje od 500 do 3500 km (Havlíčková a kol., 1993). Tabulka 8. Porovnání antropometrických a fyziologických parametrů profesionálních silničních cyklistů a špičkových amatérů (Lucia a kol., 1998) Těl.výška
VO2max.
(cm)
BMI
hmotnost
(kg/
Věk
(ml/kg.min. VO2max. ,
2
(kg)
m)
l/min.)
Profesio-
177,1±4,2
22,1 25
73,9 5,1
nálové
69,2±5,3
Špičkoví
176,1±3,9
amatéři
67,3±6,3
±2 21,7 23 ±3
Výkon na
(W)
Max
Laktát
VT
HR
Mmol/l
(%VO2max. VT )
(W/kg)
Výkon
(W)
na HR na (W/k VT g)
466,0
6,7
±7,4 ±0,6 ±30,8
±0,4
72,9 4,9
6,4
428,6
±5,7 ±0,4 ±31,7
±0,5
37
190
7,4
87,0 %
±1,5 192
9,4 ±3,0
80,4 %
385,9
5,5
±25,3
±0,4
323,2
5,0
±70,5
±0,5
172
171
Podobně jako u běžců platí inverzní závislost mezi ekonomikou a VO2max. Nejekonomičtější cyklisté (90-100 W/l . min.) dosahují VO2max. jen kolem 70 ml/kg . min, méně ekonomičtí přes 80 ml/kg . min. Anaerobní kapacita má okrajovou roli, nicméně vystupuje do popředí při stoupání, únicích a závěrečných finiších. Vrchaři jsou lépe přizpůsobeni pohybu s kolísavou, intervalovou intenzitou, který osciluje mezi aerobní a anaerobní zónou, zatímco časovkáři jsou adaptováni na plynulý pohyb. Subtilní fyziologické rozdíly lze najít v požadavcích jednotlivých specializací. Laboratorní testy ukazují, že předpoklady pro výkonnost na rovné ploše se nejlépe zjišťují přepočtem pracovního výkonu ve W/kg0,32 a VO2max. v l/min., zatímco vrchařské kvality ve W/kg, reps. ml/kg . min. Časovkáři nebo spurtéři jsou na VO2max. schopni výkonu i přes 500 W, vrchaři překračují relativní výkon 7 W/kg. Na úrovni anaerobního prahu dosahují spičkoví silniční cyklisté více než 400 W. (Při srovnávání pracovního výkonu je nutno přihlédnout k délce laboratorních protokolů, protože při 1 min. testech bývá dosahováno vyšších hodnot než při 5 min. testech). Silniční závody s vysokým procentem horských etap (Tour de France) favorizují štíhlé typy závodníků s vysokým relativním i absolutním pracovním výkonem, kteří po tělesné stránce stojí na pomezí mezi vrchaři a časovkáři. Podobně jako u jiných vytrvalostních sportovců se i u silničních cyklistů setkáváme s nadprůměrným podílem pomalých vláken, nicméně vzhledem k fyziologickým odlišnostem u různých specializací není extrémní (okolo 70 %), (Cacek & Grasgruber, 2008, 211 a 212). Energetický výdej při jízdě na kole se zvyšuje v těsné závislosti na rychlosti jízdy. Dále je samozřejmě závislý na věku, hmotnosti a pohlaví jedince. U delších silničních závodů se jako průměr uvádí spotřeba energie 700 - 750 % náležitého bazálního metabolizmu, u sprinterských disciplín toto číslo vzroste i přes hodnotu 10000 % nál. BM.
38
Tabulka 9. Ukázka spotřeby energie při různých rychlostech jízdy (testování v terénních podmínkách), (upraveno dle Havlíčková a kol., 1993) Spotřeba energie (% nál. BM) 320 2048
Rychlost (km/h) 12,5 41
Z tabulky 9 vyplývá, že spotřeba energie je v terénních podmínkách závislá na rychlosti jízdy exponenciálně, kdežto v laboratorních podmínkách je dle Havlíčkové a kol. (1993) tato závislost lineární. Z tohoto poznatku je vidět, jak je výkon v silniční cyklistice závislý na vnějším prostředí (odpor vzduchu, kvalita povrchu, …). Z výše uvedeného můžeme dojít k závěru, že cyklistika patří k fyzicky nejnáročnějším sportům. Jedná se o výkony nízké až střední intenzity se střídáním úseků submaximální intenzity s opakovanými návraty do nízké až střední intenzity, které trvají i více než 3 - 5 hodin (Havlíčková a kol., 1993). Tabulka 10. Specifika jednotlivých silničních disciplín (upraveno dle Havlíčková a kol., 1993) Disciplína Časovka jednotlivců Časovka družstev
Silniční závod jednotlivců Silniční kritérium
Specifika vysoká aerobní i anaerobní kapacita, schopnost práce v zakyselení okolo anaerobního prahu po dobu 30 - 45 min. vysoká aerobní i anaerobní kapacita, schopnost rychle vyrovnávat změny v acidobazické rovnováze vnitřního prostředí při době trvání zátěže okolo 2 hodin schopnost pracovat co nejdéle s co největším podílem VO2max. při době trvání zátěže 2 - 6 hodin (vysoká aerobní kapacita) vynikající neuromuskulární funkce, vysoká aerobní i anaerobní kapacita, schopnost rychlého zotavení
39
Cyklisté na horských kolech (bikeři) Vzhledem k tomu, že bikeři většinu tréninku stráví na silničním kole a na horském kole jezdí jen kvůli získání potřebných technických dovedností, je jejich fyziologická charakteristika velmi podobná až shodná se silničními cyklisty (vrchaři). Tabulka 11. Srovnání antropometrických a fyziologických parametrů bikerů a silničních cyklistů - elitní australští závodníci (Cacek & Grasgruber, 2008, 213)
24,4±3,4
Těl. výška (cm) hmotnost (kg) 178±7 65,3±6,5
24,2±4,9
184±3 74,7±3,8
Věk Bikeři (18)
Siln. cyklisté (30)
Výkon na VO2max.
VO2max.
W
W/kg
l/min
6,1±1
413±36
6,3±0,5
7,9±1,8
431±12
5,8±0,3
% tuku
ml/kg.min
ANP (% VO2max.)
Laktát (mmol/l)
5,1±0,5
78,1±7,6
86±6
10,1±2,6
5,4±0,1
72,3±1,3
88±4
10,6±1,4
Z tabulky 11 vyplývá, že bikeři byli menší a lehčí, měli méně tuku, vyšší pracovní výkon v přepočtu na tělesnou hmotnost a vyšší relativní VO2max. (Cacek & Grasgruber, 2008, 213).
U ostatních cyklistických disciplín je rozhodujícím faktorem technika jízdy, a proto zde nejsou žádné vyhraněné antropometrické ani fyziologické požadavky. Je samozřejmostí, že vrcholoví jezdci musí i v těchto technických odvětvích cyklistiky být perfektně fyzicky připravení, ale už to není o tom mít ideální postavu a co největší VO2max. např. sjezd a kolová jsou disciplíny, ve kterých jde téměř výlučně jen o techniku.
40
2.2 Základní kinantropologické pojmy 2.2.1 Kinantropologie Základ samotného názvu Kinantropologie můžeme hledat v řečtině (kinein pohybovat se, anthropos - člověk, logos - slovo, věda). Z tohoto překladu můžeme vyvodit, že kinantropologie je vědní obor zabývající se studiem cílevědomé pohybové činnosti člověka v celé šíři a rozsahu a jejím vlivem na jeho tělesný, motorický, psychický a sociální rozvoj (Komeštík, 2006). Kinantropologie, jako samostatný vědní obor, vznikla kvůli složitosti studia lidského pohybu. Dle Hebbelincka a Rosse (1974) jsou jejími součástmi: anatomie, kinantropometrie, biomechanika, fyziologie, pedagogika a psychologie, sociologie i kulturní vědy (Riegerová, Přidalová & Ulbrichová, 2006). Z hlediska zaměření této bakalářské práce na tělesné složení nás z těchto subdisciplín nejvíce zajímá kinantropometrie, což je podle Riegerové, Přidalové a Ulbrichové (2006) „oblast studia lidského pohybu vztahující se k rozměrům, tvaru, proporcím, složení těla, ale i některým funkčním parametrům, s ohledem na růstové zákonitosti, tempo dospívání, pohybovou aktivitu, výkonnost a výživu“.
41
2.2.2 Antropologie „Antropologie spolu se zoologií a botanikou patří k trojici základních biologických oborů.“ (Hajn, 2003, 9). Pojem antropologie pochází z řeckých slov anthropos (člověk) a logos (rozum, slovo, nauka). Současnou antropologii je možné vymezit jako holistickou, interdisciplinární a komparativní vědu, která se zabývá studiem biologické a kulturní variability lidských populací v čase a prostoru. Charakteristickým rysem současné antropologie je programová snaha antropologů využívat stále širšího spektra poznatků různých přírodních a společenských věd. Biologické a kulturní antropology v tomto úsilí o integraci různých vědních disciplín spojuje společný předmět jejich výzkumu - člověk (Soukup, 2011, 54). „Antropologie je přírodovědná disciplína, která studuje původ a vývoj člověka, jeho fyzické organizace a rasy, jakož i faktory, které tento vývoj ovlivňovaly a ovlivňují.“ (Hajn, 2003, 9). Fyzická antropologie je základní antropologická disciplína, která studuje růst, vývoj a zvláštnosti stavby a funkce lidského organizmu, tělesné vlastnosti příslušníků různých lidských skupin, dědičnost, individuální a druhový vývoj člověka, jakož i biologické změny lidského organismu, k nimž dochází vlivem různých životních podmínek; sleduje individuální variace tvaru a funkce těla, růstové změny od raných stádií zárodečného vývoje až do stáří, pohlavní dimorfismus, vlastnosti tělesné stavby člověka, které vznikají vlivem rozličných životních podmínek a pracovních činností (Wolf a kol., 1977, 57). Funkční antropologie je relativně mladým oborem fyzické antropologie. Její náplň lze odvodit z prací J. E. Purkyně, který již v roce 1828 ve své úvodní přednášce na univerzitě ve Vratislavi, uvedené pod názvem „Antropologie jako vstupní nauka veškeré fyziologie“, položil mimořádný důraz na spojení morfologie a funkce organismu. Současná funkční antropologie je v tomto smyslu zaměřena na studium vztahů mezi morfologickou a funkční variabilitou člověka (Riegerová, Přidalová & Ulbrichová, 2006, 6). 42
Sportovní antropologie se dle Riegerové, Přidalové a Ulbrichové (2006) jako součást oboru sportovního lékařství, které se věnuje rozvoji tělesné zdatnosti a výkonnosti člověka, zabývá výzkumem morfologických a funkčních podmínek lidské motoriky a vlivem morfologických parametrů na sportovní výkon.
2.3 Tělesné složení Složení těla je u každého člověka unikátní. Dle Pařízkové (1973) se složení těla liší „podle pohlaví od nejútlejšího věku a podléhá změnám v průběhu celého života nejen v závislosti na stupni vývoje či stárnutí, ale především podle kalorické rovnováhy a úrovně i rychlosti obratu energie v organismu za jednotku času. Toto je určováno hlavně výživou a pohybovou aktivitou (tj. svalovou prací)“. Základním morfologickým parametrem pro zkoumání lidského pohybu je tělesná hmotnost. Vzhledem ke složitosti lidského pohybu bylo nutné zkoumat i komponenty lidského těla (frakce nebo také segmenty). Frakcionalizaci pak můžeme chápat ze dvou pohledů: 1. tělesné složení (body composition): zkoumáme podíl jednotlivých tkání na hmotnosti těla 2. distribuce hmoty těla: zkoumáme hmotnosti jednotlivých segmentů (článků kinematického řetězce), (Anonymous. Tělesné složení. Retrieved 16. 6. 2011 from the World Wide Web: http://eamos.pf.jcu.cz/amos/kat_tv/externi/antropomotorik/ morfologicka_stavba/stranky/tel_slozeni.htm).
43
Obrázek
11.
Standardní
složení
lidského
těla
(upraveno
dle
http://regerelax.webnode.cz/in-body-230)
2.3.1 Metody odhadu tělesného složení Jako nástroje k odhadu tělesného složení jsou používány tři metody: antropometrie, biofyzikální a biochemické metody.
2.3.1.1 Antropometrie „Je to antropologická metoda (teorie a praxe) zjišťování tělesných rozměrů vhodnými nástroji a přístroji, aby byly co nejobjektivněji zjištěny tvarové, popisné a některé funkční znaky, jakož i zpracována vyhodnocení získaných dat.“ (Wolf a kol., 1977, 61). U nás se k odhadu tělesného složení nejčastěji používá metoda součtu deseti kožních řas podle Pařízkové (1962), přičemž se však stále uplatňuje i původní Matiegkova metoda (Fetter, 1967), či její modifikace podle Drinkwatera (1980) (Riegerová, Přidalová & Ulbrichová, 2006).
44
2.3.1.2 Biofyzikální a biochemické metody S technickým rozvojem bylo možné nahradit složité měření kaliperem, zaviněné především různou stlačitelností tkání u osob s krajními variantami tělesného složení, modernějšími a jednoduššími metodami měření tělesného složení. U těchto nových metod nedochází k přímému kontaktu mezi měřenou osobou a tím, kdo měří. Navíc jsou tyto metody rychlejší a méně náročné.
2.3.1.2.1
Bioelektrická impedance (BIA)
Dle Riegerové, Přidalové a Ulbrichové (2006) je BIA neinvazivní, levnou, terénní, bezpečnou a velmi rozšířenou metodou a lze ji využít u zdravých jedinců i u pacientů s různými klinickými diagnózami. Metodou bioelektrické impedance měříme složení těla na základě stanovení odporu těla průchodem malého proudu o vysoké frekvenci. Dostupné přístroje se liší podle umístění elektrod – mohou být umístěny po dvou na zápěstí a nad hlezenním kloubem pravostranných končetin (Bodystat). Další možností je umístění elektrod na ploskách nohou nášlapné váhy (bipedální umístění, Tanita) nebo na madlech pro uchopení rukama (Omron). Výhodou metody je, že nezatěžuje pacienta a není časově náročná. Nevýhodou je závislost na hydrataci a na anatomických poměrech (vliv lokalizace tukové tkáně u žen při umístění elektrod pouze na horních nebo dolních končetinách, rozdíly v délce jednotlivých segmentů těla), (Kunešová & Hainer. Obezita - diagnostika. Retrieved 19. 6. 2011 from the World Wide Web: http://www.cls.cz/dokumenty2/os/t171.rtf).
Multifrekvenční bioimpedanční analýza (BIA) je založena na šírení střídavého proudu nízké intenzity biologickými strukturami při využití většího počtu frekvencí od 0 do cca. 100 kHz. Princip metodiky je založen na odlišných elektrických vlastnostech tkání, tuku a hlavně tělesné vody. Spočívá v tom, že tukuprostá hmota, obsahující vysoký podíl vody a elektrolytu je dobrým vodičem proudu, zatímco tuková tkáň se chová jako izolátor a špatný vodič. Na základě regresních rovnic jsou pak z hodnot impedance vypočteny hodnoty celkové tělesné vody (TBW), procento tělesného tuku (FM), hodnoty aktivní tělesné hmoty (ATH), buněčné hmoty (BCM 45
body cell mass) atd. Proud o nízké frekvenci cca. 1 a 5 kHz neproniká do intracelulárního prostoru, lze jím tak měřit hodnoty pouze extracelulární tekutiny (ECW) a naopak proud o vysoké frekvenci cca. 50 až 100 kHz proniká přes buněčnou membránu do buňky a lze jím tak měřit hodnoty celkové tělesné vody (TBW). BIA je velice citlivá na stav hydratace organismu a je schopna zachytit příjem nebo ztrátu tekutiny v objemu nižším než 0, 5 litru (Stablová, Skorocká & Bunc. Bioimpedanční metody používané v Laboratoři sportovní motoriky. Retrieved 5. 7. 2011
from the World Wide Web: http://www.lekarna-invest.cz/downloads/P1-010-
e.pdf) Při měření tělesného složení metodou BIA proud prochází tekutinami ve svalových tkáních, ale při průchodu tukovými tkáněmi se setkává s odporem. Tento odpor tukových tkání vůči průchodu proudu je přesně měřen přístrojem na měření tělesného tuku. Z naměřené hodnoty impedance, poměru výšky, hmotnosti a dalších korekcí přístroj vypočítá procento tělesného tuku a další hodnoty (Anonymous. Bioelektrická impedance. Retrieved 19. 6. 2011
from the World Wide Web:
http://www.inbody.cz/soucasnost.php). Analýza tělesného složení na základě bioelektrické impedance představuje analýzu hmotnosti ve smyslu: tukové složky, aktivní tělesné hmoty, obsahu celkové vody, obsahu extracelulární a intracelulární vody, stupně bazálního metabolismu. Metoda BIA je velmi citlivá na stav hydratace organizmu, což může být její výhodou i nevýhodou. Dále záleží na termoregulaci a povrchové teplotě kůže (Riegerová, Přidalová & Ulbrichová, 2006, 38). Pro měření tělesného složení metodou bia je vyráběno mnoho druhů přístrojů. Většina z nich pro měření využívá proudu 800 µA s frekvencí 50 kHz. Přístroje mohou být bipolární (mají dvě elektrody), u nichž proud protéká pouze horní nebo dolní polovinou těla (záleží na tom, zda se jedná o ruční nebo nožní přístroj), nebo tetrapolární, které mají čtyři elektrody a proud vysílají do celého těla (pro odborné měření jsou vhodnější).
46
Obrázek
12.
Ukázka
připojení
elektrod
při
BIA
(upraveno
dle
http://www.inbody.cz/soucasnost.php) Na obrázku jsou vyznačeny body pro připojení elektrod případně styčné body při měření metodou BIA. Dále jsou zde zobrazeny dráhy průtoku elektrického proudu lidským tělem.
Obrázek 13. Přístroj na ruční měření (upraveno dle http://www.inbody.cz/pristrojebia.php)
47
Obrázek 14. Přístroj na nožní měření (upraveno dle http://www.inbody.cz/ pristrojebia.php)
Obrázek 15. Tetrapolární přístroj (upraveno dle http://www.inbody.cz/pristrojebia.php) Na obrázcích 13 - 15 jsou ukázky přístrojů pro měření tělesného složení metodou BIA se zobrazením průtoku elektrického proudu tělem během měření. U všech těchto přístrojů probíhá měření vestoje.
48
Obrázek 16. Přístroj bodystat (upraveno dle http://healthierfuture.co.uk/body.aspx) Na přístroji Bodystat probíhá měření vleže. Důležitou roli pro přesnost měření hraje umístění elektrod (každé posunutí oproti danému umístění znamená odchylku ve výsledcích až několik procent). Pro dosažení co nejpřesnějších výsledků je potřeba před samotným měřením 4 5 hodin nejíst a nepít, 12 hodin před testem necvičit, nepožívat alkohol 24 hodin před testem, vyprázdnit močový měchýř a organismus opětovně zavodnit neslazenou tekutinou. Během měření musí být elektrody a svém místě, v místnosti musí být běžná pokojová teplota a pacient musí ležet v klidu s roztaženýma rukama i nohama, jednotlivé části těla se nesmějí dotýkat (Riegerová, Přidalová & Ulbrichová, 2006).
49
2.3.1.3 Další metody pro odhad tělesného složení Z hlediska zaměření této práce na metodu BIA ostatní metody pouze rozdělím do dvou kategorií a zmíním se o nich formou seznamu. Metody měření tělesného složení můžeme rozdělit na dvě skupiny a to: Metody přímé - založeny na denzitě a chemickém složení těla; Metody nepřímé - svou technikou spadají do klasické antropometrie; Mezi metody přímé řadíme: Denzitometrii, hydrostatické vážení, volumetrii, pletysmografii, hydrometrii, DXA Duální rentgenovou absorpciometrii, měření celkového tělesného draslíku (K), In vivo neutronovou aktivační analýzu (IVNAA), měření celkového tělesného dusíku (N), měření celkového tělesného vápníku (Ca), kreatininurii, celkový plasmatický kreatinin, vylučování 3 - methylhistidinu. Mezi metody nepřímé patří: Radiografie, ultrazvuk, NIRI (použití paprsku, který je blízký infračervenému záření).
50
2.3.2 Modely tělesného složení Původní pohled na komponenty tělesného složení byl dán chemickým či anatomickým modelem. Chemicky je tělo tvořeno tukem, bílkovinami, sacharidy, minerály a vodou. Tento klasifikační systém je preferován ve vztahu k tělesným energetickým zásobám. Anatomicky je tělo tvořeno tukovou tkání, svalstvem, kostmi, vnitřními orgány a ostatními tkáněmi. Anatomický klasifikační systém je preferován v těch případech, kdy jsou studovány vlastní otázky tělesného složení (Riegerová, Přidalová & Ulbrichová, 2006, 25).
Obrázek
17.
Tělesné
složení
(upraveno
dle
http://eamos.pf.jcu.cz/amos/
kat_tv/externi/antropomotorik/morfologicka_stavba/ stranky/tel_slozeni.htm) Obrázek 17 ukazuje procentuální složení lidského těla ze tří různých hledisek a to z hlediska chemického, anatomického a dvoukomponentového.
51
2.3.3 Tělesný tuk Tuk je nejvariabilnější komponentou hmotnosti těla. Jeho množství se dá jednoduše ovlivnit výživou a prováděnou pohybovou aktivitou, jeho přebytek nebo naopak nedostatek však může velmi negativně ovlivnit zdraví jedince. Množství podkožního tuku u nesportujících mužů se pohybuje vesměs kolem 15% a u žen mezi 20 - 25 %. Za ideální sportovní normu jsou považovány hodnoty 5 - 10 % u mužů a 14 - 18 % u žen. Nezdravý a riskantní je pokles tělesného tuku pod 3 % (muži), resp. 12 % (ženy). Pokles množství tělesného tuku na cca 10 % a méně, jak je to někdy možno pozorovat u vytrvalkyň, kulturistek či modelek, již vyvolává zdravotní problémy jako např. poruchy menstruace. Pro indikaci obezity u nesportující populace se často využívá tzv. BMI = body mass index, index tělesné hmoty (kg/m2). Rozmezí normálu u mužů je zhruba 20 - 25 kg/m2, u žen 19 - 24 kg/m2; 17,5 kg/m2 je u žen hranice mentální anorexie, resp. brány do světa top modelingu (Cacek & Grasgruber, 2008, 176).
Tabulka 12. Standardy % FM (fat mass) pro muže a ženy (dle Lohmana, 1992) Standardy % tuku zdravotní minimum tuku nízká hodnota (podprůměr) střední hodnota (průměr) vysoká hodnota (nadprůměr) norma pro obezitu (riziko)
muži <5 6 - 14 15 16 - 24
ženy 8 - 12 9 - 22 23 24 - 31
> 25
> 32
52
Vysoké množství podkožního tuku má negativní vliv na výkon v naprosté většině sportů, neboť snižuje pohyblivost i relativní sílu, zhoršuje ekonomiku pohybu a v některých sportech (lyžování, cyklistika, rychlobruslení) ovlivňuje i odpor prostředí při pohybu zvětšením objemu těla. Větší množství tuku je naopak vhodné např. u dálkových plavců, kde podporuje vztlak a vytváří tepelnou izolaci vůči působení chladu. Vrhačům pomáhá udržet stabilitu při odhodu a na některých pozicích při kontaktních sportech (americký fotbal, ragby apod.) může vytvářet ochranou „podušku“ proti tvrdým nárazům. V ultravytrvalostních sportech slouží vysoký podíl tuku jako dlouhodobý zdroj energie (Cacek & Grasgruber, 2008, 176). Tabulka 13. Průměrné hodnoty procentuálního podílu tuku u sportovců (Riegerová, Přidalová & Ulbrichová, 2006, 51) Sport Baseball Basketbal Kulturistika Cyklistika Fotbal (obránci) Fotbal (útok) Gymnastika Skok do výšky Lední hokej Raketbal
Muži (%) 12 - 15 6 - 12 5-8 5 - 15 9 - 12 15 - 19 5 - 12 7 - 12 8 - 15 8 - 13
Ženy (%) 12 - 18 20 - 27 10 - 15 15 - 20 10 - 16 10 - 18 12 - 18 15 - 22
Sport Veslování Golf Lyžování Sprint Plavání Tenis Triatlon Volejbal Vzpěrači Zápas
Muži (%) 6 - 14 16 - 20 7 - 12 8 - 10 9 - 12 12 - 16 5 - 12 11 - 14 9 - 16 6 - 16
Ženy (%) 12 - 18 20 - 28 16 - 22 12 - 20 14 - 24 16 - 24 10 - 15 16 - 25 -
Tabulka 13 ukazuje, že v některých sportovních odvětvích se % tělesného tuku ocitají na hranici zdravotního rizika.
53
2.3.4 Tukuprostá hmota (aktivní tělesná hmota) Tělesná hmota bez tuku. Tvoří ji z cca 60 % svalstvo, z 25 % kosti a vaziva a z 15 % vnitřní orgány. Pro sportovní účely je podstatný hlavně podíl svalstva na celkové hmotnosti těla. Ten se stanovuje různými metodami. Asi vůbec nejpoužívanější je metoda Matiegkova (Cacek & Grasgruber, 2008). V lidském těle se nacházejí tři základní druhy svalstva: příčně pruhované (kosterní) svalstvo; hladké svalstvo; srdeční svalovina; Tabulka 14. Rozvoj svalstva u sportovců (Matiegkova metoda - podíl svalstva na hmotnosti - regionální zvláštnosti), (Riegerová, Přidalová & Ulbrichová, 2006, 61) Sport Sprint Střední tratě Dlouhé tratě
Svalstvo % M Ž 50 46 49 45 49 44
KPN KPP KPS KPL M Ž M Ž M Ž M Ž 9,5 7,5 8,0 7,0 16,5 14,5 12,5 11,0 8,0 6,5 8,0 6,5 16,0 14,5 11,5 11,0 8,0 6,0 7,5 6,5 15,5 14,5 11,5 11,0
Dálka Výška Tyč
51 50 54
47 48
8,5 8,5 9,5
7,5 7,5
Koule Disk Oštěp
54 53 54
46 12,5 10,0 10,5 8,5 20,0 17,0 13,5 11,0 48 12,5 10,0 10,5 8,5 19,0 17,0 13,0 11,0 47 10,0 9,0 10,0 8,5 19,0 15,5 12,0 10,0
Kajak (rychl.) Veslování Plavání Gymnastika Krasobruslení Basketbal Volejbal Házená Lyže
49 50 50 52 51 48 48 49 50
45 10,0 47 10,0 48 9,5 49 9,0 46 8,0 43 9,0 42 10,5 9,5 9,0
8,5 9,5 9,0 7,0 6,5 7,0 7,5
8,5 7,0 16,5 14,5 11,5 11,5 8,5 7,0 16,5 15,0 11,5 11,0 9,0 16,5 12,0
9,5 9,5 9,5 8,0 8,0 8,5 9,5 9,5 8,5
8,5 8,5 8,5 7,0 6,5 7,5 7,0
15,0 17,0 15,0 15,0 16,0 17,0 17,0 11,5 17,0
KPN - paže, KPP - předloktí, KPS - stehna, KPL - lýtka
54
14,0 16,0 15,0 13,5 15,0 15,0 15,0
11,0 12,0 11,0 11,0 11,0 12,0 12,0 11,5 11,0
10,0 11,5 10,0 8,5 10,5 10,5 10,5
Na jednotlivých segmentech těla se přírůstky svalstva během ontogenetického vývoje liší. Z biomechanického hlediska jsou tyto regionální zvláštnosti rozvoje svalstva velmi podstatné. Riegerová, Přidalová a Ulbrichová (2006) říkají: „Rozvoj svalstva na jednotlivých tělesných segmentech zásadně ovlivňuje distribuci hmoty těla, určující polohu dílčích těžišť i celkového tělesného těžiště.“.
2.3.5 Tělesná voda Tělesná voda je nejvýznamnější složkou tělesné hmotnosti. Její množství je závislé na ostatních antropometrických parametrech každého jedince (věk, pohlaví, tělesná hmotnost). Tabulka 15. Procento tělesné hmotnosti tvořené vodou u jednotlivých vývojových stádií (Riegerová, Přidalová & Ulbrichová, 2006) Procento tělesné hmotnosti tvořené vodou Kojenec Dítě Dospělý muž Dospělá žena
80 - 85 75 63 53
Tabulka 15 ukazuje, jak se během ontogenetického vývoje postupně snižuje podíl vody na celkové tělesné hmotnosti. Riegerová, Přidalová a Ulbrichová (2006) říkají: „Nejvíce vody je v krvi a v ostatních tělních tekutinách (91 - 99 %), ve svalové tkáni (75 - 80 %) a v kůži. Podstatně menší množství se nachází v tukové tkáni (10 %) a kostech (22 %).“.
55
Tělesná voda má v těle mnoho důležitých funkcí; slouží jako transportér živin a ostatních látek, funguje jako rozpouštědlo, je nezbytná pro průběh metabolických reakcí, hraje klíčovou roli při trávení a vstřebávání, účastní se na procesu tvorby energie, pomáhá při regulaci tělesné teploty, chová se jako lubrikant a chrání okolí kloubů včetně míchy, v těhotenství se nachází v amnionu jako plodová voda a obklopuje a chrání plod (Anonymous. Tělesná voda. Retrieved 16. 6. 2011 from the World Wide Web: http://www.inbody.cz/telesna-voda.php). Celková tělesná voda je rozdělena do dvou kompartmentů (prostorů) – intracelulárního a extracelulárního (Rokyta et al, 2008). Extracelulární voda (ECW) – tvoří podle Rokyty et al (2008) 20 % celkové tělesné hmotnosti, to znamená 1/3 (33 %) celkové tělesné vody (u mužů). U žen pak 21 % tělesné hmotnosti. Intracelulární voda (ICW) – tvoří dle Rokyty et al (2008) 40 % tělesné hmotnosti, neboli 66 % veškeré tělesné vody (u mužů). U žen pak 32 % tělesné hmotnosti.
Obrázek 18. Vývoj celkové (CTV), extracelulární (ETV) a intracelulární (ITV) vody (upraveno dle Maliny, 1969) 56
3 CÍLE Cílem této práce je pomocí metody bioelektrické impedance (měřeno na přístrojích InBody 720 a Tanita BC-418 MA) ukázat vliv tělesného zatížení na vybrané somatické charakteristiky u cyklistů. Dílčí cíle: •
Analýza vybraných parametrů tělesného složení dle metody bioelektrické impedance prostřednictvím přístrojů InBody 720 a Tanita BC-418 MA s ohledem na tukovou a tukuprostou složku vzhledem k výkonnosti sledovaných probandů.
•
Determinace segmentální analýzy tukové a svalové frakce u sledovaných cyklistů s různou výkonností.
•
Zhodnocení vlivu objemu a intenzity tréninku u jednotlivých probandů s ohledem na vybrané parametry tělesného složení.
57
4 METODIKA MĚŘENÍ 4.1 Charakteristika jednotlivých probandů K měření byli přizváni čtyři cyklisté z různých výkonnostních kategorií, jednalo se o jednadvacetiletého silničního cyklistu, který závodí na republikové úrovni, jednatřicetiletého bývalého vrcholového triatlonistu, jenž přešel k amatérské silniční cyklistice,
šestadvacetiletého
sjezdového
a
fourcrossového
závodníka
a
o
čtyřiadvacetiletého hoby bikera. Bližší popis jednotlivých probandů se nachází ve výsledcích.
4.2 Průběh měření Měření proběhlo dne 30. 6. 2011, tedy asi uprostřed cyklistické sezony, v laboratoři katedry přírodních věd v kinantropologii FTK UP v Olomouci. Měření se odehrálo v dopoledních hodinách za dodržení standardních a hygienických podmínek. Probandi ve spodním prádle byli změřeni na přístroji InBody 720, poté přešli na Tanitu BC - 418 MA, kde se podrobili dvěma měřením, nejprve s využitím standardní a poté atletické regresní rovnice.
4.3 Použité přístroje K měření byly použity přístroje Tanita BC−418 MA a InBody 720. Oba tyto přístroje používají k měření výše popsanou metodu bioelektrické impedance, která je založena na průchodu malého elektrického proudu o vysoké frekvenci tělem měřeného člověka. Oba také využívají tzv. segmentální analýzu, kdy je tělo při měření rozděleno na pět válců (končetiny a trup), měření je provedeno v každé části zvlášť a jednotlivé segmenty se nemohou ovlivňovat. Tím je zajištěna vysoká přesnost měření (jednotlivá po sobě provedená měření mají odchylku okolo 1 %).
58
4.3.1 Tanita Tanita BC-418 MA provádí segmentální analýzu tělesného složení, kdy pomocí slabého elektrického proudu procházejícího tělem měřeného jedince zjišťuje zastoupení jednotlivých frakcí v těle probanda. Tento model k měření používá celkem 8 snímacích katod, 4 jsou umístěny na spodní platformě, další 4 snímače jsou integrované v ručních madlech (Anonymous. Tanita BC-418 MA. Retrieved 7. 7. 2011 from the World Wide Web: http://www.fitham.cz/2027-vaha-tanita-bc-418-ma).
Obrázek 19. Tanita BC-418 MA (upraveno dle http://www.fitham.cz/2027-vaha-tanitabc-418-ma) Na obrázku 19 je přístroj, na kterém probíhalo naše měření. Na spodní platformě jsou vidět 4 katody, na které si měřený jedinec stoupne. Po stranách části s displejem a tiskárnou jsou zavěšena madla, se zabudovanými čtyřmi zbylými katodami, která proband při měření uchopí a drží je kousek od těla, tak aby se horní končetiny nedotýkaly trupu.
59
Tanita BC-418 MA nám na výstupu poskytuje tyto hodnoty: •
tělesná hmotnost;
•
BMI;
•
tuková hmota %;
•
tuková hmota v kg;
•
tukuprostá hmota v kg a v %;
•
predikovaná svalová hmota v kg;
•
celková tělesná voda v kg;
•
celková tělesná voda v %;
•
hodnota bazálního metabolizmu;
•
segmenální analýza (dolní končetiny − levá a pravá, horní končetiny − levá a pravá a trup) tukové složky v kg a v %.
4.3.2 InBody 720 InBody 720 využívá multifrekvenční segmentální analýzy těla, tato metoda je v podstatě jediná, která dokáže měřením rozlišit obsah intracelulární a extracelulární tekutiny v těle. Jedná se o čtyřpolární přístroj s osmi dotykovými místy (4 nohy a 4 ruce). Měření probíhá ve dvou hlavních fázích. Nejprve je změřena impedance jednotlivých segmentů (jednotlivé končetiny a trup) a to šesti různými frekvencemi (1, 5, 50, 250, 500 a 1000 kHz) a poté reaktance, také na všech pěti segmentech, ale pouze třemi různými frekvencemi. Přístroj tedy provede 45 jednotlivých měření (Anonymous. InBody 720. Retrieved 7. 7. 2011 http://www.biospace.cz/inbody-720-pb4.php).
60
from the World Wide Web:
Obrázek 20. InBody 720 (upraveno dle http://runnersfeed.com/the-cure-for-muscularimbalances) Z obrázku 20 je patrné, že přístroj InBody 720 je hardwarovým řešením velmi podobný Tanitě BC-418 MA. Na spodní platformě má také umístěny 4 katody pro styk s chodidly měřeného jedince a další 4 jsou na madlech pro uchopení do rukou.
61
Standardní podmínky přesného měření na InBody 720: •
před jídlem (nejméně 2 hodiny po posledním jídle);
•
před měřením použít toaletu (moč a odpadní látky jsou vyhodnocovány jako tuk);
•
před měřením necvičit;
•
v klidu stát asi 5 minut (tendence přesunu vody do spodní části těla);
•
neprovádět test po sprchování nebo saunování;
•
test provádět při normální teplotě (20–25°C);
•
opakovaný test by měl být proveden při identických podmínkách (šaty, před cvičením atd.);
•
správné držení těla;
•
zadat přesné osobní údaje;
•
správné držení rukojeti a postavení na podložce pro chodidla (Anonymous. InBody 720. Retrieved 7. 7. 2011
from the World Wide Web:
http://www.inbody.cz/soubory/lookin-body/vyklad-vysledku-a-aplikaceinbody720.pdf).
62
Výsledky analýzy poskytované přístrojem InBody 720: •
tělesná hmotnost (kg), celková tělesná voda - TBW (kg), vnitrobuněčná voda ICW (kg), mimobuněčná voda - ECW (kg), proteiny, kostní/nekostní minerály, tuková hmota (kg a %), svalová hmota (kg a %), tukuprostá hmota (kg);
•
BMI, procentuální podíl tělesného tuku, poměr pasu k bokům (WHR), avšak nikoliv na základě antropometrických parametrů;
•
celková hmotnost kosterního svalstva (kg), hmotnost kosterního svalstva v jednotlivých segmentech těla (kg);
•
celkový edém a edém v jednotlivých tělesných částech - hodnotí vztah mezi ECW a TBW (ECW/TBW);
•
oblast tělesného tuku, pro děti mladší 18 let je poskytováno zhodnocení tělesné výšky v růstovém grafu;
•
nutriční diagnóza (proteiny, minerály, tuk, edém);
•
tělesná rovnováha - funkce tělesné rovnováhy ověřuje, zda jsou svaly v každé části těla vyvinuty vyváženým způsobem;
•
cílová hmotnost, kontrola hmotnosti, tuková kontrola, svalová kontrola, stav tělesné zdatnosti, stupeň obezity, BCM, BMC, BMR, AC, AMC;
•
fitness skóre - je založené na zastoupení svalové a tukové frakce vzhledem k hmotnosti jedince;
•
historie tělesného složení (výsledky 10 testů) (Anonymous. InBody 720. Retrieved 7. 7. 2011 from the World Wide Web: http://www.inbody.cz/inbody720.php).
63
5 VÝSLEDKY U čtyř cyklistů různé výkonnosti jsme sledovali vybrané somatické parametry tělesného složení. Zaměřili jsme se především na analýzu tukové hmoty v kg, procentuálního zastoupení tukové hmoty, tukuprosté hmoty v kg, celkové tělesné vody v kg, intracelulární vody v kg, extracelulární vody v kg, segmentální analýzu tukové a svalové hmoty horních a dolních končetin a trupu v kg. V tabulkách 16 a 17 jsou také uvedeny věk a hmotnost probandů, což jsou hodnoty nezbytné pro výpočet výše uvedených parametrů. Na začátku výsledků uvádíme individuální hodnoty všech klientů, které jsou následně popsány u každého klienta samostatně. Tabulka 16. Základní tělesné parametry dle přístroje Tanita BC-418 MA Výška (cm) Hmotnost (kg) BMI (kg /m2) BMR (kJ) 1 BMR (kJ) 0 Tělesný tuk (%) 0 Tělesný tuk (%) 1 Tělesný tuk (kg) 0 Tělesný tuk (kg) 1 FFM (kg) 0 FFM (kg) 1 FFM (%) 0 FFM (%) 1 TBW (kg) 0 TBW (kg) 1 TBW (%) 0 TBW (%) 1
Klient 1 178,0 72,2 22,8 8184,0 8149,0 7,6 8,0 5,5 5,8 66,7 66,4 92,4 92,0 48,8 48,6 67,5 67,3
Klient 2 179,0 84,5 26,4 8569,0 8351,0 17,2 19,5 14,5 16,5 70,0 68,0 82,8 80,4 51,2 49,8 60,5 59,0
Klient 3 177,0 73,0 23,3 7916,0 7791,0 11,0 12,6 8,0 9,2 65,0 63,8 89,0 87,4 47,6 46,7 65,0 64,0
Klient 4 189,0 78,8 22,1 8924,0 8878,0 7,3 7,7 5,8 6,1 73,1 72,7 92,8 91,5 53,5 53,2 68,0 67,5
FFM = tukuprostá hmota; TBW = celková tělesná voda; BMR = hodnota bazálního metabolismu; 1 = hodnoty naměřeny s využitím regresní rovnice standard; 0 = hodnoty naměřeny s využitím regresní rovnice athletic
Tělesná výška sledovaných probandů se pohybovala v rozmezí 177 − 189 cm. Tělesná hmotnost dosahovala rozmezí 72,2 − 84,5 kg. BMI i vzhledem k výraznějšímu zastoupení svalové hmoty u cyklistů dosahoval rozmezí normální hmotnosti, s výjimkou klienta 2, který disponoval vyšším zastoupením tělesného tuku.
64
Hodnocení zastoupení tělesných frakcí dle atletické a standardní regresní rovnice vykazovalo u celkové tělesné vody minimální rozdíly. Zastoupení tělesného tuku v kg a %, podobně jako FFM (kg, %) se lišilo pouze minimálně. Vyšší diference jsme zaznamenali u klienta 2, který měl vyšší tělesnou hmotnost, obecně více tuku, což vypovídá o větší disproporci mezi tukuprostou hmotou a tukovou frakcí. Hodnota bazálního metabolizmu koresponduje se zastoupením svalové frakce. Nejnižší hodnotu BMR jsme nalezli u klienta 3, který měl také nejméně svalové hmoty. Tabulka 17. Základní tělesné parametry dle přístroje InBody 720 Klient 1
Výška (cm) Hmotnost (kg) BMI (kg /m2) BMR (kcal) Fitness skóre (body) Tělesný tuk (kg) Tělesný tuk (%) Hmotnost kosterního svalstva (kg) Podíl kosterního svalstva na těl. hmotnosti (%) Celková tělesná voda (kg)
Klient 2
Klient 3
Klient 4
177,6 71,9 22,8 1797,0 87,0 5,8 8,1 38,0
179,0 84,3 26,3 1855,0 85,0 15,6 18,4 39,2
176,5 72,7 23,3 1745,0 85,0 9,0 12,4 36,6
189,0 78,6 22,0 1907,0 84,0 7,5 9,5 40,9
52,9
46,5
50,3
52,0
48,3
50,3
46,7
52,2
Celková tělesná voda (%)
67,2
59,7
64,2
66,4
Intracelulární tekutina (kg) Intracelulární tekutina (%) Extracelulární tekutina (kg) Extracelulární tekutina (%) Buněčná hmota (kg)
30,7 42,7 17,6 24,5 44,0
31,6 37,5 18,7 22,2 45,3
29,6 40,7 17,1 23,5 42,4
32,9 41,9 19,3 24,6 47,1
BMR = hodnota bazálního metabolismu; ECW (extracellular water) = extracelulární tekutina; ICW (intracellular water) = intracelulární tekutina
65
Pro zhodnocení aerobních schopností organizmu jsou využívány indexy FFMI, BCMI, BFMI, kdy se zastoupení metabolicky aktivní hmoty vztahuje k tělesné výšce na druhou a vypovídá o aerobní zdatnosti organizmu. Hodnoty FFMI se u našich klientů lišily pouze velmi málo, pohybovaly se v rozmezí 19,78 - 21,44. BFMI dosahoval rozmezí 1,84 - 4,87. Nejvyšší hodnotu jsme zaznamenali u klienta 2, který také disponoval nejvyšší hmotností, nejvyšším BMI a nejvyšším zastoupením tělesného tuku. Zastoupení metabolicky aktivní hmoty v podobě body cell mass, tedy buněčné hmoty vykazovalo rovněž velmi malé diference. Hodnoty se pohybovaly v rozmezí od 13,19 do 14,14. Nejvyšší hodnoty dosahoval klient 2. Tabulka 18. Hmotnostně−výškové indexy FFMI (kg/m2) BFMI (kg/m2) BCMI (kg/m2)
Klient 1 19,78 1,84 13,95
Klient 2 21,44 4,87 14,14
Klient 3 20,45 2,89 13,61
Klient 4 19,90 2,10 13,19
FFMI = fat free mass index, BFMI = body fat mass index, BCMI = body cell mas index
Z hodnot uvedených v tabulce 18 je patrné, že doporučené hodnoty pro index FFMI dle Kyle et al. (2007), 14,6 - 16,7 kg/m2, všichni měření jedinci vysoce překračují. Je to dáno vysokým procentem tukuprosté hmoty v jejich těle. Takto vysoké hodnoty potom také negativně ovlivňují BMI (body mass index). Optimální hodnoty BMI jsou dle World Health Organization (2004) v rozmezí 18,50 - 24,99 kg/m2. Všichni klienti se drží v horní polovině tohoto rozmezí, ale vzhledem k tomu, že jejich BFMI se dle Kyle et al. (2007) hodnotami okolo 2 kg/m2 drží spíše u spodní meze optimálního pásma (1,8 - 5,1 kg/m2), jsou tato čísla výsledkem vysokého podílu tukuprosté hmoty v tělech probandů. Jedinou výjimku tvoří klient 2, který má díky vysokému podílu tukové i tukuprosté hmoty indexy BFMI (s 4,87 kg/m2 pořád v normě) i FFMI (s 21,44 kg/m2 výrazně nad normou) vyšší než ostatní probandi, a proto i jeho BMI s hodnotou 26,3 kg/m2 překračuje výše uvedené normované hodnoty. Hodnoty BCMI se dle Kyle et al. (2007) pohybují nad doporučenými hodnotami 8,43 - 12,79 kg/m2.
66
Tabulka 19. Výsledky segmentální analýzy tukové hmoty z přístroje Tanita pro klienty 1a2
PHK LHK Trup PDK LDK
Tuk (%) 1 11,0 11,6 7,2 7,2 9,3
Tuk (%) 0 10,9 11,7 6,5 7,0 9,1
Klient 1 Tuk Tuk (kg) (kg) 1 0 0,5 0,5 0,5 0,5 2,7 2,5 0,9 0,9 1,1 1,1
FFM (kg) 1 3,9 3,9 35,0 11,9 11,1
FFM (kg) 0 4,0 3,9 35,8 11,9 11,2
Tuk (%) 1 18,5 19,3 22,0 14,7 16,5
Tuk (%) 0 12,7 13,0 19,7 14,4 15,0
Klient 2 Tuk Tuk (kg) (kg) 1 0 0,9 0,6 1,0 0,7 10,3 9,0 2,1 2,1 2,3 2,2
FFM (kg) 1 4,0 4,0 36,4 12,1 11,6
FFM (kg) 0 4,3 4,4 36,7 12,4 12,2
FFM = tukuprostá hmota; PDK = pravá dolní končetina; LDK = levá dolní končetina; PHK = pravá horní končetina; LHK = levá horní končetina; 1 = hodnoty naměřeny s využitím regresní rovnice standard; 0 = hodnoty naměřeny s využitím regresní rovnice athletic
Tabulka 20. Výsledky segmentální analýzy tukové hmoty z přístroje Tanita pro klienty 3a4
PHK LHK Trup PDK LDK
Tuk (%) 1 11,8 12,4 12,8 11,9 13,2
Tuk (%) 0 6,6 6,6 11,5 11,5 11,9
Klient 3 Tuk Tuk (kg) (kg) 1 0 0,5 0,3 0,6 0,3 5,0 4,5 1,5 1,4 1,6 1,5
FFM (kg) 1 3,9 3,9 34,4 11,0 10,6
FFM (kg) 0 4,3 4,2 34,6 11,0 10,9
Tuk (%) 1 9,7 9,9 5,8 9,7 10,5
Tuk (%) 0 4,1 3,8 6,9 9,6 9,2
Klient 4 Tuk Tuk (kg) (kg) 1 0 0,5 0,2 0,5 0,2 2,5 2,9 1,3 1,3 1,4 1,2
FFM (kg) 1 4,4 4,5 39,2 11,9 11,6
FFM = tukuprostá hmota; PDK = pravá dolní končetina; LDK = levá dolní končetina; PHK = pravá horní končetina; LHK = levá horní končetina; 1 = hodnoty naměřeny s využitím regresní rovnice standard; 0 = hodnoty naměřeny s využitím regresní rovnice athletic
Tabulka 21. Výsledky segmentální analýzy kosterních svalů z přístroje InBody 720
PHK LHK Trup PDK LDK
Hmotnost kosterního svalstva (kg) Klient 1 Klient 2 Klient 3 Klient 4 3,74 3,84 3,84 4,38 3,69 3,87 3,78 4,29 28,50 29,50 29,00 32,30 10,48 10,41 9,62 11,62 10,26 10,24 9,47 11,54
Hmotnost kosterního svalstva (%) Klient 1 Klient 2 Klient 3 Klient 4 118,7 115,1 122,6 124,0 117,0 116,2 120,7 121,5 108,3 105,9 110,9 109,6 109,0 102,4 100,7 107,8 106,7 100,6 99,1 107,0
PDK = pravá dolní končetina; LDK = levá dolní končetina; PHK = pravá horní končetina; LHK = levá horní končetina; Relativní hmotnost kosterního svalstva v jednotlivých segmentech těla se vztahuje k populačnímu průměru.
67
FFM (kg) 0 5,0 4,9 40,2 12,0 12,0
Klient 1 Jedná se o jednadvacetiletého studenta FTK UP v Olomouci. Cyklistice se začal věnovat před sedmi lety a svou závodnickou kariéru odstartoval o rok později. Začínal jako biker, který si občas zajel nějaký silniční závod. Od roku 2009 se věnuje hlavně silniční cyklistice, ale občas si zajede na nějaký bikový maraton. Jeho výkony se pohybují na republikové úrovni, účastní se Českého poháru, ale zúčastňuje se i závodů krajské amatérské ligy. Na začátku své kariéry trénoval pod klubovým trenérem. Od roku 2007, kdy přešel do kategorie mužů, až do minulého roku trénoval sám. Nyní má osobního trenéra. V sezoně jezdí na kole 6x až 7x za týden (přes zimu 3x až 4x), za rok najede asi 18000 km, tuto sezonu má najeto přibližně 10000 km. Na jaře trénuje až 100 hodin měsíčně, vysoký objem ale nízká intenzita, přes závodní období to dělá 70 - 80 hodin měsíčně, nižší objem ale vysoká intenzita. Protože nemá problémy s udržením hmotnosti, je jeho jediným stravovacím stereotypem zaměření výhradně na bílé maso (kuře a ryby), ostatní druhy mu nechutnají. Dále se vyhýbá smaženým jídlům. V zimní sezoně se věnuje doplňkovým sportům jako je běžecké lyžování, běh, plavání, hry v tělocvičně a cvičení se švihadlem. V hlavní cyklistické sezoně chodí pouze kompenzačně plavat. Z tabulky 16 vyplývá, že klient 1 má podprůměrné množství tělesného tuku. Heyward a Wagner (2004) uvádějí, že pro muže tohoto věku je zdravotní minimum 8 % tukové hmoty, klient 1 se drží těsně okolo této hranice. Je zajímavé, že ač se jedná o silně trénovaného jedince, hodnoty tukuprosté hmoty na dolních končetinách nejsou nijak zvlášť vysoké. Celková tělesná voda by se u dospělého muže měla dle Riegerové, Přidalové a Ulbrichové (2006) pohybovat okolo 63 % z celkové tělesné hmotnosti, klient 1 tuto hodnotu se svými 67 % lehce překračuje. Změna ze standardní na atletickou regresní rovnici nepřinesla u tohoto probanda žádnou výraznější změnu. Použití rovnice athletic přineslo pouze snížení podílu tuku o 0,4 % z 8,0 na 7,6 %, zvýšení podílu FFM o 0,3 kg z 66,4 na 66,7 kg a zvýšení podílu celkové tělesné vody z 67,3 % na 67,5 %. U segmentální analýzy se výsledky liší maximálně o 0,2 %, pouze u trupu je při použití regresní rovnice athletic změna větší. Podíl tuku se zmenší o 0,7 % ze 7,2 na 6,5 % a tukuprostá hmota zaznamenala nárůst z 35,0 na 35,8 kg. 68
Hodnoty z přístroje InBody 720 (tabulka 17) potvrzují to, co bylo naměřeno Tanitou, klient 1 má nízký obsah tělesného tuku (5,8 kg, 8,1 %) a nadprůměrné množství kosterního svalstva (38 kg). Celková tělesná voda (67,2 %) se, dle Rokyty et al. (2008), drží lehce nad doporučovanými hodnotami. Stejné je to i v případě intracelulární (42,7 %) a extracelulární (24,5 %) tekutiny. Zajímavý je pohled na tělesnou vyváženost, jedná se o hmotnost kosterního svalstva na jednotlivých segmentech těla probanda (Tabulka 21), kdy i přes to, že trénuje pouze na kole a posilovně se spíše vyhýbá, jsou na tom jeho horní končetiny lépe než dolní. Až na nízký obsah tukové hmoty a vysoký podíl kosterního svalstva je, dle přístroje InBody, klient 1 ve všech ostatních sledovaných hodnotách průměrný.
69
Klient 2 Tento bývalý vrcholový triatlonista se nyní věnuje amatérsky cyklistice. Je mu 31 let, triatlonu se věnoval 10 let, v roce 2007 tuto kariéru ukončil a přešel k amatérské cyklistice, které se věnuje dodnes. Jezdí výhradně na silničním kole, za rok najede 7000 - 9000 kilometrů, tuto sezonu má zatím najeto 5500 kilometrů. Od dubna do září trénuje přibližně 4x - 5x týdně, najede asi 400 km za týden. Trenéra žádného nemá, trénuje podle svých pocitů a podle volného času. Co se stravování týče, nedodržuje žádné speciální diety ani jiná speciální doporučení. V zimním období se snaží jezdit co nejvíce na běžkách a chodí 1x týdně hrát florbal. Jinak žádné doplňkové sporty pravidelně neprovozuje. Na výsledcích klienta 2 je vidět, že už se nevěnuje vrcholovému sportu a cyklistiku dělá spíše rekreačně. Množství tuku, okolo 18 % z celkové tělesné hmotnosti, je hodnota příliš vysoká pro cyklistu. Doporučená hodnota zastoupení tělesného tuku (Heyward & Wagner, 2004) je pro sportující populaci v tomto věku okolo 10 %. Celková tělesná voda (60 %) se drží v průměrných hodnotách. U klienta 2 se změna regresní rovnice projevila snížením podílu tukové hmoty 19,5 na 17,2 % a zvýšením podílu tukuprosté hmoty z 68 na 70 kg. Celková tělesná voda se zvýšila z 59,0 na 60,5 %, respektive ze 49,8 na 51,2 kilogramů. Při segmentální analýze se tyto změny ještě zvětšily. Na pravé horní končetině se po změně rovnic na atletickou snížil naměřený podíl tukové hmoty z 18,5 na 12,7 % a podíl tukuprosté hmoty se zvýšil ze 4,0 na 4,3 kg. Na levé horní končetině spadl tuk z 19,3 na 13,0 % a podíl tukuprosté hmoty se zvedl ze 4,0 na 4,4 kilogramy. Hodnoty naměřené na trupu a dolních končetinách mají stejné tendence jako hodnoty na horních končetinách, pouze rozdíly už nejsou tak markantní. Například na pravé dolní končetině je po použití rovnice athletic naměřeno 15,0 % tuku oproti 16,5 % naměřených s použitím rovnice standard.
70
Podle přístroje InBody 720 má klient 2 mírnou nadváhu, váží 84,3 kg, zatímco průměrné hodnoty jsou dle InBody 59,9 - 81,1 kg. Celková tělesná voda (59,7 %) je dle Rokyty et al. (2008) v normě. Intracelulární (37,5 %) a extracelulární voda (22,2 %) se drží okolo ideálních hodnot. Hmotnost kosterního svalstva je 39,2 kg, čímž mírně překračuje průměr. Hodnota BMI 26,3 kg/m2 o 1,3 kg/m2 přesahuje průměrné hodnoty, což je důsledkem vysokého obsahu kosterního svalstva. Svalová rovnováha u tohoto muže je ovlivněna jeho dřívějším zaměřením na triatlon, horní polovina těla je oproti dolním končetinám lépe vyvinutá, než je tomu u „čistých“ cyklistů.
71
Klient 3 Tomuto cyklistovi je 26 let a na republikové úrovni se 5 let věnuje sjezdu a fourcrossu. Jezdí pouze na sjezdovém speciálu. Jeho roční nájezd kilometrů je tedy nízký, asi 2000 - 4000 kilometrů (odhad) a jedná se převážně o jízdu z kopce. Jeho trénink je tedy zaměřen na techniku jízdy a zpevnění celého těla s ohledem na pohyblivost, aby byl schopen co nejlépe ovládat kolo. Na kole trénuje 2x - 4x týdně podle volného času, a doplňuje to cvičením v posilovně alespoň jednou týdně. Ve výživě nedodržuje klient 4 žádné diety ani jiné zvláštní stravovací návyky. Jako doplňkové sporty využívá tenis (příležitostně), běh, plavání (1x týdně), inline bruslení (podle počasí 1x - 2x týdně) a výše zmíněné cvičení v posilovně. Klient 3 má na cyklistu větší obsah tělesného tuku (12 %), což může být způsobeno jeho technickým zaměřením. Celková tělesná voda (65 %) lehce převyšuje normované hodnoty dle tabulky 15. Změna regresních rovnic ze standardní na atletickou znamenala u tohoto probanda pokles tuku z 12,6 na 11,0 % respektive z 9,2 na 8,0 kg. Podíl tukuprosté hmoty vzrostl z 63,8 na 65,0 kg a tělesná voda se zvýšila ze 46,7 na 47,6 kilogramů. Při segmentální analýze došlo k výraznějším změnám u horních končetin klienta. Na pravé horní končetině poklesla tuková hmota 0,2 kg tedy 5,2 % z 0,5 na 0,3 kg. Hodnota FFM zde narostla z 3,9 na 4,3 kg. Na levé horní končetině byl pokles tukové složky ještě markantnější a to z 12,4 na 6,6 % (z 0,6 na 0,3 kg), tukuprostá hmota vzrostla z 3,9 na 4,2 kg. U trupu a dolních končetin nebyly změny tak výrazné, na pravé dolní končetině dokonce ke změnám skoro nedošlo (pouze v řádu desetin kilogramu). Pokles tukové složky na trupu byl z 12,8 na 11,5 % (z 5 na 4,5 kg) a nárůst FFM na tomtéž segmentu z 34,4 na 34,6 kg. Na levé dolní končetině bylo po změně regresních rovnic na atletické naměřeno 11,9 % (1,5 kg) tuku a 10,9 kg tukuprosté hmoty, zatímco při předchozím měření to bylo 13,2 % (1,6 kg) tuku a 10,6 kg FFM. Podle přístroje InBody 720 má klient 3 nadprůměrné množství kosterního svalstva, které je ovšem uloženo hlavně v horní polovině těla. Hodnoty u dolních končetin (9,62 a 9,47 kg) se pohybují někde uprostřed průměrných hodnot, což je dáno, stejně jako větší množství tuku (12,4 %), zaměřením tohoto jezdce na sjezdové disciplíny. Hodnoty celkové tělesné vody (64,2 %) a intracelulární vody (40,7 %) jsou dle Rokyty et al. (2008) v normě. Extracelulární voda je s 23,5 % mírně zvýšená. Ostatní sledované parametry se dle InBody 720 pohybují v průměrných mezích. 72
Klient 4 Tento cyklista je studentem FTK UP v Olomouci a je mu 24 let. Cyklistice se ve větší míře věnuje od roku 2006, pouze na úrovni hoby, občas se zúčastní nějakého amatérského závodu typu Bobrcup. Jezdí výhradně na horském kole, podle času 3x 6x týdně, alespoň 100 kilometrů za týden. Ročně najede mezi 3000 - 6000 kilometry, tuto sezonu je to zatím přibližně 2000 kilometrů. Klient 4 nemá žádný tréninkový plán, jezdí podle toho, jak se cítí a kolik má času. Ve stravování se neřídí žádnými dietami ani omezeními, pouze se snaží vynechávat jídla z fastfoodů. Jako doplňkové sporty využívá mimo cyklistickou sezonu běh, běžecké lyžování (o víkendech), plavání (asi 3x měsíčně), badminton (3x až 4x měsíčně) a posilování s vlastním tělem (kliky a sedy-lehy), v sezoně se věnuje hlavně cyklistice a příležitostně sportům na vodě (kanoistika, kajak). Klient 4 má dle výsledků z Tanity málo tělesného tuku (6 kg, 7,5 %) a z toho vyplívající vysoké zastoupení tukuprosté hmoty (73 kg). Celková tělesná voda s 68 % zastoupením lehce převyšuje normované hodnoty uvedené v tabulce 15. Změna regresních rovnic ze standardních na atletické nevyvolala u naměřených hodnot základních tělesných parametrů tohoto probanda žádné výraznější změny. Podíl tukové složky se snížil ze 7,7 na 7,3 % respektive z 6,1 na 5,8 kg. Tukuprostá hmota zaznamenala nárůst ze 72,7 na 73,1 kilogramů a objem tělesné vody stoupl z 53,2 na 53,5 kg, což je změna o 0,5 % z 67,5 na 68 %. Na hodnotách naměřených při segmentální analýze se tato změna projevila markantněji. Na pravé horní končetině tohoto probanda došlo k poklesu tuku z 9,7 na 4,1 % (z 0,5 na 0,2 kg) a nárůstu FFM ze 4,4 na 5,0 kg. Na levé horní končetině se naměřené hodnoty změnily následovně; tuková složka poklesla z 9,9 na 3,8 % (z 0,5 na 0,2 kg) a FFM vzrostla ze 4,5 na 4,9 kg. Na trupu klienta 4 došlo změnou regresních rovnic k poklesu tukové hmoty z 6,9 na 5,8 % respektive z 2,9 na 2,5 kg a nárůstu tukuprosté hmoty z 39,2 na 40,2 kg. U pravé dolní končetiny k poklesu tuku nedošlo a hodnota FFM se zvýšila jen z 11,9 na 12,0 kg. U levé dolní končetiny byly změny výraznější podíl tukové složky se snížil z 10,5 na 9,2 % (z 1,4 na 1,2 kg) a hodnota tukuprosté hmoty narostla z 11,6 na 12,0 kilogramů.
73
I podle přístroje InBody má klient 4 podprůměrné množství celkového tělesného tuku (7,5 kg, 9,5 %). Hodnoty naměřené u celkové tělesné vody (66,4 %), intracelulární tekutiny (41,9 %) a extracelulární tekutiny (24,6 %) jsou dle Rokyty et al. (2008) mírně nadprůměrné. Ostatní hodnoty se pohybují dle InBody v průměru. U klienta 4 je možné pozorovat, že i přes zaměření na cyklistiku má lépe vyvinuté svalstvo na horních končetinách. Dle InBody jsou sice hodnoty na dolních končetinách (11,62 kg a 11,54 kg) u horní meze průměru, ale hmotnost kosterní svalové hmoty na horních končetinách (4,38 kg a 4,29 kg) průměrné hodnoty ještě o kousek převyšují.
74
6 ZÁVĚR U testovaných jedinců se celkový tělesný tuk pohyboval od 7 do 19 %, podle trénovanosti a zaměření klienta. Hodnota BMI se pohybuje v průměrných hodnotách pro běžnou populaci. Pouze klient 2 se s 26,3 kg/m2 pohybuje nad průměrem. Všichni až na klienta 4 vykazovali nadprůměrné množství kosterního svalstva. Nejlépe na tom byl klient 1, tedy profi silniční jezdec. Z hlediska tělesné rovnováhy byli testovaní klienti vyrovnaní, pouze klient 3, který se věnuje sjezdovým disciplínám, byl hodnocen jako slabě nevyrovnaný, měl silnější horní polovinu těla. Z analýzy také vyplývá, že ani tvrdý trénink v silniční cyklistice nevede k zásadní hypertrofii svalů na dolních končetinách. Svaly pouze zlepší ekonomiku své práce, čímž dojde ke zlepšení poměru výkon/hmotnost, který je pro silniční a horské cyklisty nejdůležitější. Výsledky celkové tělesné vody se pohybovali u horní hranice referenčních hodnot. Hodnoty naměřené pro extracelulární (mimobuněčnou) vodu se také pohybovaly u horní hranice referenčních hodnot, pouze u klienta 2 byla tato mez slabě překročena. Průměr pro intracelulární tekutinu všichni klienti mírně překračují, s výjimkou klienta 4, jehož hodnota 19,3 kg se nachází pod horní mezí. Změna regresních rovnic ze standardních na atletické při měření na přístroji Tanita se u všech klientů projevila snížením naměřených hodnot pro tukovou frakci a naopak zvýšením podílu tukuprosté hmoty. Podle fitness skóre byli všichni měření klienti hodnoceni jako normální. Všichni se ovšem blížili spíše k atletickému typu.
75
7 SOUHRN Cílem této práce bylo pomocí metody bioelektrické impedance (měřeno na přístrojích Tanita BC-418 MA a InBody 720) ukázat vliv tělesného zatížení při cyklistice na vybrané somatické charakteristiky. V syntéze poznatků jsem se věnoval především cyklistice. S pomocí odborné literatury a internetových zdrojů jsem sepsal poznatky o tomto sportovním odvětví. Popsal jsem jednotlivé disciplíny a vybavení v nich používané. Je zde také popsaná fyziologická i antropometrická stránka cyklistiky a ukázky vybraných somatických charakteristik u vrcholových cyklistů. V další části se věnuji tělesnému složení, metodám odhadu tělesného složení, především pak metodě bioelektrické impedance, která byla použita pro měření cyklistů v této bakalářské práci. Praktická část je zaměřena na nastínění vlivu různých výkonových úrovní v cyklistice na tělesné složení člověka. Byli změřeni čtyři cyklisté různého zaměření a z různých výkonnostních kategorií a výsledky prezentovány formou tabulek a kazuistik jednotlivých probandů. K měření byly použity přístroje Tanita BC-418 MA a InBody 720, které k analýze tělesného složení využívají metodu bioelektrické impedance. Tělesná výška sledovaných probandů se pohybovala v rozmezí 177 − 189 cm. Tělesná hmotnost dosahovala rozmezí 72,2 − 84,5 kg. BMI i vzhledem k výraznějšímu zastoupení svalové hmoty u cyklistů dosahoval rozmezí normálních hodnot, s výjimkou klienta 2, který disponoval vyšším zastoupením tělesného tuku. Podíl tělesného tuku byl naměřen v rozmezí od 7,3 % do 18,4 %. Zastoupení tukuprosté hmoty (FFM) se pohybovalo od 65,0 % do 73,1 % a podíl kosterního svalstva od 46,5 % do 52,9 %, což jsou nadstandardní hodnoty. Celková tělesná voda (TBW) se s hodnotami mezi 59,7 % až 68,0 % drží u horní meze až lehce nad ideálem. Intracelulární i extracelulární voda se drží spíše nad ideálními hodnotami. Z těchto výsledků vyplývá, že cyklisté mají velmi nízké zastoupení tukové frakce a naopak vysoký podíl tukuprosté hmoty, respektive kosterního svalstva. Ostatní sledované parametry se buď vůbec, nebo jen nepatrně odchylovaly od hodnot ideálních pro běžnou populaci. Po přečtení této práce by měl čtenář získat celkový náhled na moderní cyklistiku a určitý přehled o metodách měření tělesného složení, hlavně o metodě bioelektrické impedance.
76
8 SUMMARY The aim of this bachelor thesis is to show the impact of body load on chosen somatic characteristics while cycling, using the method of bioelectrical impedance, measured by Tanita BC-418 MA and InBody 720. I focused on cycling in the synthesis of data. Using specialized literautre and internet sources, I wrote down findings about this sports field. I described individual disciplines and the equipment used while doing these diciplines. I also described physiological and anthropometric aspects of cycling and examples of somatic characteristics at professional cyclists. The next part is focused on body composition, methods of assessing body composition, mainly the method of bioelectrical impedance, which was used while measuring cyclists in this bachelor thesis. The practical part deals with the outline of the impact on body composition while different performance levels of cycling. I measured four cyclists with different specialization and with different performance levels. The results were presented in tables and case interpretation of each client. I used the following devices: Tanita BC418 MA and InBody 720 which use the method of bioelectrical impedance to analyse body composition. The body height was between 177 - 189 cm. The body weight was between 72,2 - 84,5 kg. Despite distinctive representation of muscle mass at cyclists, BMI was at normal level, excluding client no. 2 whose body fat was higher. Representation of body fat was between 7,3 % and 18,4 %. Representation of fat free mass (FFM) was between 65 % and 73,1 % and representation of skeletal muscle mass was between 46,5 % and 52,9 % that is above-standard. Total body water (TBW) was between 59,7 % and 68,0 % - that is at upper limit, slightly above the ideal level. Intracellular and extracellular water was rather above ideal level. In conclusion, cyclists have low representation of fat fraction and on the other hand high representation of fat free mass or rather skeletal muscle. Other monitored parameters were slightly different from values of ordinary people. After reading this bachelor thesis, the reader should get a general overview of modern cycling and also of the methods of measuring body composition, mainly the method of bioelectrical impedance.
77
9 REFERENČNÍ SEZNAM Bioelektrická impedance (n. d.). Retrieved 19. 6. 2011 from the World Wide Web: http://www.inbody.cz/soucasnost.php
Cyklistická krasojízda (n. d.). Retrieved 14. 6. 2011
from the World Wide Web:
http://cs.wikipedia.org/wiki/ Cyklistick%C3%A1_krasoj%C3%ADzda
Cyklokros
(n.
d.).
Retrieved
14.6.2011
from
the
World
Wide
Web:
http://encyklopedie.seznam.cz/heslo/13402-cyklokros
Dressler, P. (2003). Encyklopedie. Brno: Computer press. Gerig, U., & Frischknecht, T. (2004). Jezdíme na horském kole. 1.vyd. České Budějovice: Koop. Grasgruber, P., & Cacek, J. (2008). Sportovní geny. 1.vyd. Brno: Computer press.
Hajn, V. (2003). Antropologie. 1. Olomouc: Univerzita Palackého. Havlíčková, L., et al. (1993). Fyziologie tělesné zátěže II. 1.vyd. Praha: Karolinum. Hrubíšek, I. (1994). Horské kolo od A do Z. Praha: Sobotáles.
InBody 720 (n. d.). Retrieved 7. 7. 2011
from the World Wide Web:
http://www.biospace.cz/inbody-720-pb4.php
InBody 720 (n. d.). Retrieved 7. 7. 2011
from the World Wide Web:
http://www.inbody.cz/soubory/lookin-body/vyklad-vysledku-a-aplikace-inbody720.pdf
InBody 720 (n. d.). Retrieved 7. 7. 2011 http://www.inbody.cz/inbody720.php
78
from the World Wide Web:
Kolová
(n.
d.).
Retrieved
14.6.2011
from
the
World
Wide
Web:
http://cs.wikipedia.org/wiki/Kolov%C3%A1
Komeštík, B. (2006). Kinantropologie - antropomotorika - metodologie. 1.vyd. Olomouc: Univerzita Palackého.
Kunešová, & Hainer. Obezita - diagnostika. Retrieved 19. 6. 2011 from the World Wide Web: http://www.cls.cz/dokumenty2/os/t171.rtf
Kyle, J. M., et al. (2007) ACSM's health-fitness facility standards and guidelines. Champaign: Human Kinetics.
Landa, P., et al. (2005). Cyklistika: Trénink a jeho plánování. 1.vyd. Praha: Grada.
Lohman, T. (1992). Advances in body composition assessment. Champaign (IL): Human Kinetics.
Lucia, A., a kol. (1998) Physiological diffrences between professional and elite road cyclists. International Journal of Sports and Medicine, 5/1998, 342-348 Pařízková, J. (1973). Složení těla a lipidový metabolismus za různého pohybového režimu. Praha: AVICENUM Riegerová, J., Přidalová, M., & Ulbrichová, M. (2006). Aplikace fyzické antropologie v tělesné výchově a sportu (příručka funkční atropologie). Olomouc: Hanex. Rokyta et al. (2008). Fyziologie pro bakalářská studia v medicíně, ošetřovatelství, přírodovědných,
pedagogických
a
tělovýchovných
oborech.
Praha:
nakladatelství. Sekera, J., & Vojtěchovský, O. (2008). Cyklistika: Průvodce tréninkem. 1.vyd. Praha: Grada.
Sidwells, Ch. (2004). Velká kniha o cyklistice. Bratislava: Slovart. 79
ISV
Soukup, V. (2011). Antropologie: teorie člověka a kultury. Praha: Portál. Stablová, Skorocká, & Bunc. Bioimpedanční metody používané v Laboratoři sportovní motoriky. Retrieved 5. 7. 2011
from the World Wide Web: http://www.lekarna-
invest.cz/downloads/P1-010-e.pdf
Tanita BC-418 MA (n. d.). Retrieved 7. 7. 2011
from the World Wide Web:
http://www.fitham.cz/2027-vaha-tanita-bc-418-ma Tělesná voda (n. d.). Retrieved 16. 6. 2011
from the World Wide Web:
http://www.inbody.cz/telesna-voda.php Tělesné složení (n. d.). Retrieved 16. 6. 2011
from the World Wide Web:
http://eamos.pf.jcu.cz/amos/kat_tv/externi/antropomotorik/morfologicka_stavba/strank y/tel_slozeni.htm
Výživa
(n.
d.).
Retrieved
23.6.2011
from
http://cs.wikipedia.org/wiki/Kolov%C3%A1 Wolf, J., & kol. (1977). ABC člověka. Praha: Orbis.
80
the
World
Wide
Web:
10 PŘÍLOHY
Příloha 1. Vysvětlivky k výstupnímu protokolu z přístroje Tanita BC-418 MA
81
Příloha 2. Vysvětlivky k výstupnímu protokolu z přístroje InBody 720
82
Příloha 3. Výstupní protokol klienta 1 z přístroje InBody 720
83
Příloha 4. Výstupní protokol klienta 2 z přístroje InBody 720
84
Příloha 5. Výstupní protokol klienta 3 z přístroje InBody 720
85
Obrázek 6. Výstupní protokol klienta 4 z přístroje InBody 720
86
