Zátěžová diagnostika v tělovýchovné a sportovní praxi
MUNI PRESS
MUNI sport
M
Zátěžová diagnostika v tělovýchovné a sportovní praxi
Ivan Struhár, Jan Novotný, Martina Bernaciková, Kateřina Kapounková, Vladimír Pospíchal, Iva Tomášková
MASARYKOVA UNIVERZITA
Ivan Struhár a kolektiv autorů Zátěžová diagnostika v tělovýchovné a sportovní praxi
Masarykova univerzita Brno 2019
Autoři: Mgr. Ivan Struhár, Ph.D. prof. MUDr. Jan Novotný, CSc. Mgr. Martina Bernaciková, Ph.D. MUDr. Kateřina Kapounková, Ph.D. Mgr. Vladimír Pospíchal, Ph.D. MUDr. Iva Tomášková, Ph.D. Knihu recenzoval: Mgr. Michal Kumstát, Ph.D.
© 2018, 2019 Masarykova univerzita ISBN 978-80-210-9432-1 ISBN 978-80-210-9431-4 (brožováno)
3
Obsah Úvod
7
1. Zátěžová diagnostika jako komplexní nástroj posouzení tělesné zdatnosti 8 1.1 Anamnéza
9
1.2 Cíle a podstata zátěžových testů
10
1.3 Volba testu
10
1.4 Bezpečnost během vykonávání zátěžového testu
12
1.5 Úloha ergometrie a spiroergometrie
13
2. Testování anaerobní kapacity a silových schopností organizmu
15
2.1 Laboratorní možnosti testování
15
2.1.1 Spiroergometrie jako test anaerobních schopností
15
2.1.2 Wingate test
17
2.1.3 Anaerobní test na běhátku
24
2.1.4 Výskoková ergometrie (Boscův test a jeho modifikace)
28
2.1.5 Dynamometrie
35
2.2 Terénní možnosti testování
45
2.2.1
Sprint na 20 metrů
45
2.2.2
Sprint na schodech
47
2.2.3
Sprint fatique test
51
2.2.4
Running Based Anaerobic Sprint Test
53
2.2.5
Hexagon test
55
2.2.6
505 agility test
57
2.2.7
T-Test
59
2.2.8
Quadrant jump test
61
2.2.9
Zjištění jedno opakovatelného maxima v bench press testu
63
2.2.10 Zjištění jedno opakovatelného maxima v leg press testu
65
2.2.11 Vertikální výskok
68
2.2.12 Hod medicinbalem
70
2.2.13 Skok do dálky z místa
72
3. Testování aerobní kapacity a funkční zdatnosti oběhového systému
75
3.1 Laboratorní možnosti testování
75
4
3.1.1
Spiroergometrie jako test aerobních schopností (VO₂max, ventilační prahy)
75
3.1.2
Predikce maximální spotřeby kyslíku (VO₂max)
81
3.1.3
Test/Index W170 (W150, W130)
86
3.1.4
Polohový test s analýzou variability srdeční frekvence (VSF, HRV – heart rate variability)
91
3.2 Terénní možnosti testování
94
3.2.1
Step testy – obecná charakteristika
94
3.2.2
Cooperův test na vzdálenost 2,4 km
102
3.2.3
Andersen test
105
3.2.4
Vameval test
106
3.2.5
Beep test
108
3.2.6
Určení anaerobního prahu
111
4. Testování koordinačních schopností
113
4.1 Testy statické rovnováhy
113
4.2 Testy dynamické rovnováhy
113
4.3 Star excursion balance test
115
4.4 Hop testy
116
5. Případová studie – Spiroergometrie na běhátku
119
6. Všeobecné testy pro vybrané sporty
124
Literatura
126
5
Seznam použitých zkratek a [m . s⁻²]
zrychlení v aktivní fázi odrazu
ADP
adenozindifosfát
AED
automatický externí defibrilátor
ANS
autonomní nervový systém
ATP
adenozintrifosfát
CP
kreatinfosfát
EKG
elektrokardiografie
EPOC
excess post-exercise oxygen consumption, pozátěžový nadklidový
příjem kyslíku
Fmax
maximální síla
h [cm]
výška výskoku
h/tc [cm . s⁻¹]
výška výskoku/doba kontaktu
H/Q
poměr hamstringy vs. quadriceps
HF
high frequency, pásmo vysoké frekvence
HR
heart rate, minutová srdeční frekvence
HRR
heart rate reserve, maximální srdeční rezerva (HRMAX – HRKLID)
HRmax
maximal heart rate, maximální minutová srdeční frekvence
HRV
heart rate variability, VSF
LF
low frequency, pásmo nízké frekvence
LAmax [mmol . l⁻¹]
maximální koncentrace laktátu v maximálním testu
ΔLA₄₀ [mmol . l⁻¹]
vzestup koncentrace laktátu v krvi v submaximálním testu oproti
výchozí pozátěžové hodnotě
M
moment síly
Mpeak
maximální moment síly
MAOD
maximal accumulated oxygen deficit, maximální akumulovaný
kyslíkový deficit
MSR
maximální srdeční rezerva, HRR
MTB
mountain bike, horské kolo
Nu
normalized units, normalizované jednotky
O₂-deficit
kyslíkový deficit
O₂-debt
kyslíkový dluh (EPOC)
O₂
minutový příjem kyslíku
O₂max
maximální minutový příjem kyslíku
O₂max . kg⁻¹
maximální minutový příjem kyslíku v přepočtu na 1 kg hmotnosti
O₂peak
vrcholový minutový příjem kyslíku
6
(O₂/SF)max
maximální tepový kyslík
P
výkon (jednotka watt – W)
Pmax
maximální výkon
R
pozitivní kmit v EKG křivce
RCP
respiratory compensation point, bod respirační kompenzace
RER
respiratory exchange ratio, poměr výměny dýchacích plynů
(= VCO₂/VO₂)
SF
minutová srdeční frekvence, HR
SFmax
maximální minutová srdeční frekvence, HRMAX
SVB
sympatho-vagal balance, index sympatiko-vagové rovnováhy tmax
[s]
doba trvání maximálního testu
Tc [s]
doba kontaktu s podložkou
Tf [s]
doba letu
Pakt [W . kg⁻¹]
výkon v aktivní fázi odrazu
P [W. kg⁻¹]
průměrný výkon
TK
krevní tlak
TS
total score, celkové skóre aktivity ANS
v
rychlost pohybu tělesa vůči jinému tělesu
VA
vagal activity, aktivita vagu (parasympatiku)
CO₂
minutový výdej oxidu uhličitého
VE/VO₂
ventilační ekvivalent pro kyslík (množství ventilovaného vzduchu
při příjmu 1 l O₂)
VE/VCO₂
ventilační ekvivalent pro oxid uhličitý (množství ventilovaného
vzduchu při výdeji 1 l CO₂)
VLF
very low frequency, pásmo velmi nízké frekvence
VSF
variabilita srdeční frekvence, HRV
VT1
první ventilační práh
VT2
druhý ventilační práh (odpovídá RCP)
W170 (W150, W130)
výkon při SF 170 (150, 130)
W
práce
7
Úvod Tento učební text je primárně určen studentům tělovýchovných fakult. Nicméně svou komplexností, a hlavně reálnou využitelností najde své místo určitě i v trenérské praxi. Jedná se o druhé vydání, které jsme připravili s pečlivostí a důrazem na největší praktické využití přímo v terénu. Zaměřili jsme se zejména na přidání terénních testů, které jsou svou výpovědní hodnotou cenným zdrojem poznatků progrese sportovce. Text je vhodný i pro samotné sportovce všech sportovních disciplín. V předložené publikaci autoři poskytují komplexní přehled nejčastěji využívaných testů s cílem objektivního posouzení trénovanosti (výkonnosti) testované osoby a také zjištění reakce organismu (fyziologické i patologické) na zátěž. Klíčovým aspektem každého testování je následná interpretace získaných dat a její využití v praxi. Z tohoto důvodu poskytujeme čtenáři textu v mnoha případech normy, které slouží k rychlému zařazení testované osoby do konkrétní kategorie. V tomto duchu jsme přesvědčeni, že poznání jenom jednoho parametru nerozhoduje o dosaženém úspěchu, respektive neúspěchu v konkrétní sportovní disciplíně. Skutečné mistrovství spočívá v správné interpretaci dat, pečlivém a pravidelném záznamu dosažených výsledků s cílem využitelnosti v tréninku. Pevně věříme, že text se stane zdrojem informací, které využijete v praxi. Námi prezentované informace vycházejí ze současné odborné vědecké literatury. Skutečná věda se stává vědou jen tehdy, pokud je možné její výsledky využít v praxi. Proto si přejeme praktickou využitelnost textu. Autoři
8
1. Zátěžová diagnostika jako komplexní nástroj posouzení tělesné zdatnosti Kateřina Kapounková, Iva Tomášková, Ivan Struhár, Ján Novotný V současném pojetí můžeme tělesnou zdatnost rozdělit na dvě základní subkategorie:
– výkonově orientovaná zdatnost; – zdravotně orientovaná zdatnost. Výkonově orientovaná zdatnost podmiňuje pohybový výkon v konkrétní sportovní specializaci a zahrnuje komponenty jako reakční čas, síla, rychlost, rovnováha nebo koordinace. Na druhé straně zdravotně orientovaná zdatnost ovlivňuje zdravotní stav člověka a působí hlavně preventivně, například na zdravotní problémy spojené s nedostatkem pohybové činnosti (Caspersen, Powell, & Christenson, 1985). Mezi hlavní komponenty zdravotně orientované zdatnosti patří aerobní zdatnost, tělesná kompozice a svalová zdatnost. Zde je potřeba si uvědomit zásadní rozdíl mezi výkonově a zdravotně orientovanou zdatností. Uvedeme příklad sportovce, který může dosahovat vynikajících výsledků ve své sportovní disciplíně, ale například výrazně překračuje optimální úroveň tělesného tuku nebo nedosahuje aerobní zdatnosti vzhledem k pohlaví a věku. Sportovec má následně, i když pravidelně participuje na vykonávání svých specifických cvičení, vyšší předpoklad k rozvoji chronických neinfekčních onemocnění. Podpora zdravotně orientované zdatnosti proto není aktuální jen v běžné populaci. V souvislosti s tělesnou zdatností je také důležité ujasnit si dva častokrát nesprávně interpretované pojmy, a to pohybová aktivita a pohybové cvičení. Pohybové cvičení není synonymem pohybové aktivity. Jedná se o subkategorii, kterou můžeme definovat jako pohybovou aktivitu vyžadující fyzickou námahu, která je plánována, strukturována, pravidelně opakována s cílem zlepšení nebo udržení tělesné zdatnosti jako hlavního cíle (Caspersen, Powell, & Christenson, 1985). V tomto bodu chceme čtenáře upozornit na důležitost testování nejen jako zdroje dat, která nám umožňují modifikovat například tréninkový proces, ale i reálnou využitelnost při poznání tělesné zdatnosti člověka ve smyslu prevence chronických neinfekčních onemocnění. Úvod do zátěžových testů V následujícím textu poskytneme základní obecnou teorii, kterou je nezbytné znát před samotným testováním. Pro lepší orientaci se zaměříme na anamnézu, cíle a podstatu zátěžových testů, volbu testu a také na bezpečnost, kterou je nutné dodržet při každém testování.
1. Zátěžová diagnostika jako komplexní nástroj posouzení tělesné zdatnosti
9
1.1 Anamnéza Anamnéza (anamnesis = vzpomínání) je souhrn údajů. Anamnéza patří mezi nejdůležitější součásti vyšetření a je jedním ze základních předpokladů úspěšného výsledku testování. Tvoří základ vyšetření, proto by měla vždy předcházet i zátěžovému vyšetření. Stejně jako ostatní údaje jsou i anamnestická data předmětem ochrany dat každého probanda a podléhají povinné mlčenlivosti stanovené aktuálními právními předpisy státu.
V obsahu anamnézy lze rozlišit: – Objektivní údaje – zjistí nezávisle druhá osoba pozorováním (barva kůže, přítomnost třesu, zápachu, pocení, grimasování, zaujatá poloha klienta atd.). – Subjektivní údaje – sděluje proband sám (jeho vnímání zdravotního stavu). Patří mezi ně sdělení klienta o bolesti, svědění, nevolnosti, strachu, úzkosti, starostech, obavách atd. Všechny získané informace je nutné zaznamenat přesně a věcně. Struktura získávání anamnézy je rozdělena na (Obr. 1): – Anamnestické údaje, které lze získat buď z dostupné dokumentace (např. zdravotnické), nebo strukturovaným rozhovorem od probanda (respektive od doprovodu probanda – rodič, trenér apod.). – Zjištění příznaků (určujících znaků nebo rizikových faktorů a jejich příčin) prostřednictvím pozorování k posouzení aktuálního stavu nebo vyšetřením pomocí testů a škál. Anamnestická data je vždy nutné cílit. Anamnéza obsahuje: – Základní osobní informace, jako jsou nacionále, věk, pohlaví, zaměstnání a eventuálně zájmy. – Současné potíže (současný zdravotní stav) – anamnéza je cílena na akutní potíže, které jsou kontraindikací zátěžového vyšetření. Jsou to dotazy na akutní infekční onemocnění (chřipka, viróza apod.), akutní bolesti, dušnost, závratě, křeče, akutní stádium zhoubných nádorů, stavy po úrazech apod.; ze životosprávy je nutné se dotazovat na trvání a kvalitu spánku, stravovací a pitný režim. – Osobní anamnézu zahrnující choroby s trvalými nebo dočasnými následky (spála, infekční žloutenka a jiné). Další dotazy musí být cíleny na onemocnění, která patří mezi kontraindikace zátěžového vyšetření (hypertenze, nádorová onemocnění s metastázami, dekompenzovaný diabetes mellitus apod.). Je nutné zaznamenat škodlivé návyky probanda (kouření, alkohol, drogy). – Rodinnou anamnézu – rizikové faktory v rodině probanda zahrnující nemoci srdce, cév, metabolická a nádorová onemocnění. – Sociální anamnézu. Tato část může být vynechána.
10
Zátěžová diagnostika v tělovýchovné a sportovní praxi
Další anamnestická data souvisí s tím, za jakým účelem je zátěžové vyšetření prováděno. Pokud se jedná o sportovce, pak je vhodné anamnézu doplnit ještě i o sportovní anamnézu, která by měla být cílena na sportovní přípravu probanda. Slouží ke zjištění podstatných údajů o sportovní činnosti (trénink v posledním období). U některých probandů je anamnéza doplněna i o farmakologickou anamnézu. Především je nutné zjistit pravidelné užívání léků, které by mohly zkreslit výsledky zátěžových testů (například užívání betablokátorů).
Obr. 1 Anamnéza
1.2 Cíle a podstata zátěžových testů – Zjistit funkční schopnost člověka a posoudit připravenost k pohybovému (sportovnímu) výkonu: – vyhledávání talentů pro sport, – posouzení efektivity tréninku. – Získat vodítka pro řízení intenzity tréninkové zátěže nebo pohybové léčby. – Odhalit skryté oslabení organizmu (poruchy, nemoci). – Posoudit druh a míru poškození a dysfunkce orgánů a systémů.
1.3 Volba testu Podstatnou částí samotného koncipování testu je dodržení následujících vlastností, které je nutno vzít v potaz. Test by měl být:
1. Zátěžová diagnostika jako komplexní nástroj posouzení tělesné zdatnosti
1) 2) 3) 4) 5) 6) 7)
11
příslušný (specifický) a platný (validní) – skutečně zjišťuje to, co chceme zjistit, dostatečně přesný (precizní), dostatečně nebo přiměřeně citlivý (senzitivní), s co nejmenší chybou, spolehlivý (reliabilní) – dává stejné výsledky při jeho opakování, opakovatelný – lze jej opakovaně provádět stejným způsobem, objektivní – je co nejméně ovlivněn osobou testovanou i testující.
Uvedené vlastnosti testu mají zásadní význam zejména při porovnávání výsledků v průběhu času. Použití jiného testovacího protokolu, byť se stejným cílem testování, je faktor, který zásadně ovlivňuje získané hodnoty z testu. Vzhledem k častým chybám proto doporučujeme postupovat v následujícím pořadí: 1) Uvědomit si, co je cílem testu, kterého chceme dosáhnout. 2) Promyslet, který z ukazatelů (parametrů) testované vlastnosti člověka je nejvhodnější. 3) Promyslet vlastnosti různých testů, druhy a způsoby zatížení, měření a vyhodnocování výsledků. 4) Zvážit další podmínky realizace (prostorové, časové, finanční, organizační, personální, přístrojové, materiální). 5) Vybrat vhodný test. Dalším podstatným bodem je volba místa realizace testování. Laboratorní i terénní testování má své výhody i nevýhody. V níže uvedené tabulce uvádíme krátkou charakteristiku. Tab. 1 Charakteristika zátěžových testů vzhledem k místu realizace Zátěžové testy V laboratoři stabilnější
← VÝHODY – NEVÝHODY → fyzikálně-chemické podmínky prostředí vzduch, voda – teplota, proudění atd.
V terénu nestabilní
přesnější
zátěž, provedení, dávkování
variabilnější
lepší
možnost sledování odezvy organizmu
horší
menší – malá
podobnost zátěže – přenositelnost výsledků v testu a v tréninku či soutěži
větší – vysoká
lepší – dobrá
opakovatelnost, možnost srovnání výsledků
horší