AEROBNI KAPACITET

1. AEROBNI KAPACITET Maksimalni primitak kisika

2. aerobni energetski procesi podrazumijevaju razgradnju hranjivih tvari u mitohondriju mišićne stanice uz prisustvo kisika • pojam koji je izravno povezan sa aerobnim energetskim procesima je pojam aerobne snage (aerobna izdržljivost, kardiorespiratorna izdržljivost, aerobni fitness) • mjera maksimalne aktivnosti aerobnog energetskog sustava je maksimalni primitak kisika VO2max • maksimalni primitak kisika je najveća količina kisika koju organizam može potrošiti u jednoj minuti za oksidaciju hranjivih tvari (aerobna snaga) • aerobni energetski procesi sastoje se od dvije komponente: • aerobna glikoliza, odnosno razgradnja glikogena, • metabolizam lipida, odnosno razgradnja masti

3. anaerobni energetski procesi podrazumijevaju stvaranje energije procesima bez korištenja kisika • kao energenti koriste se mišićni glikogen i kreatin-fosfat, a kao nusprodukt nastaje mliječna kiselina (laktat) • anaerobni energetski kapacitet označava dva pojma: • (1) ukupnu količinu energije koja stoji na raspolaganju za obavljanje rada - kapacitet sustava; • (2) maksimalni intenzitet oslobađanja energije - energetski tempo

4. izdržljivost je motorička sposobnost da se zadana opterećenja određenog inteziteta uspješno svladavaju što dulje vrijeme • dobro isplaniranim kondicijskim treningom moguće je funkcionalne sposobnosti srčano-žilnog i dišnog sustava podići na najvišu potrebnu razinu • srce je glavni mišić i primarna pokretačka snaga energetskih sustava: aerobnog i anaerobnog • pored mišićne srčane pumpe postoji i respiratorna pumpa, koja je vezana uz izmjenu plinova kisika i ugljičnog dioksida sa krvlju u tjelesnim tkivima

5. prisutnost kisika i mogućnost njegova oslobađanja direktno utječe na energetski sustav tijela • količina mliječne kiseline u krvi i mišićima određuje anaerobni maksimum kojim se mjere funkcionalne sposobnosti • da bi se postigli rezultati aerobnog treninga, potreban je minimum od 12 minuta neprekidnog rada srednjeg intenziteta • u tom vremenu oksidira više masnoće i srce snažnije radi duže vrijeme • dobro istreniran aerobni sustav povećava toleranciju mliječne kiseline u krvi i mišićima, ubrzava njezino odstranjivanje i skraćuje vrijeme oporavka

7. Faktori koji limitiraju aerobni kapacitet • količina kisika u udahnutom zraku; • količina hemoglobina; • difuzija kisika iz alveola do hemoglobina; • volumen krvi; • sposobnost srca da pumpa krv; • distribucija krvi; • prokrvljenost mišićnog tkiva; • motivacija

8. Funkcionalne sposobnosti • funkcionalne sposobnosti provjeravaju se u laboratorijima - laboratorijski testovi, ili na sportskom terenu, odnosno u dvorani - terenski testovi • od značaja je poznavanje vrijednosti: krvnog tlaka, frekvencije srca, primitak kisika, kako u mirovanju tako i za vrijeme rada • mnogobrojni su laboratorijski testovi • izdvajamo samo najvažnije: • harvardski step-test, • Astrandov test na biciklergometru, • test maksimalnoga primitka kisika i • test određivanje anaerobnoga praga

9. Spirometrija • za normalnu opskrbu organizma kisikom potrebna je, dovoljna ventilacija, ravnomjerna raspodjela udahnutog zraka u plućima, nesmetana difuzija kisika i ugljičnog dioksida kroz alveolarnu membranu i odgovarajući protok krvi u plućnim kapilarama • poremećaji ventilacije pluća često su primarni defekti koji predstavljaju osnovu za druge funkcionalne poremećaje • zbog toga se za potrebe medicine, sporta i rada najčešće mjere plućni volumeni i kapaciteti, kao i ventilacijska funkcija pluća

10. spirometrija (farmakodinamsko testiranje) je metoda za utvrđivanje ventilacijskih funkcija pluća koja omogućuje da se pouzdano i objektivno procjenjuje funkcionalno stanje pluća i na taj način realno ocijeni radna sposobnost za specifični rad • od testova ventilacijske funkcije pluća, mjere se dinamički testovi – vezani za vrijeme i statički testovi ventilacije – nisu vezani za vrijeme i daju uvid u volumen zraka koji pluća mogu sadržavati • najčešće upotrebljavani testovi za određivanje ventilacijske funkcije pluća su forsirani vitalni kapacitet (FVK) i forsirani ekspiracijski volumen u prvoj sekundi (FEV1)

11. veličine statičkih ili dinamičkih volumena, odnosno kapaciteta koji se dobiju mjerenjem pomoću vodenog spirometra, npr. tipa Bernstein, potrebno je korigirati s BTPS-faktorom • to je faktor korekcije koji izmjerene volumene korigira na vrijednosti pri temperaturi od 37°C, tlaka zraka od 760 mm Hg (1013 milibara) i zraka zasićenog vodenom parom • korekcija se vrši zbog toga što se zrak kao smjesa plinova ponaša u skladu s fizičkim zakonima za plinove, odnosno njegov se volumen mijenja s promjenom temperature i tlaka

12. Plućni volumeni i kapaciteti • unutar mjerenja kapaciteta pluća mogu se odrediti statički volumeni i kapaciteti, rezidualni volumen, funkcionalni rezidualni kapacitet i totalni plućni kapacitet • dišni volumen (DV)- volumen zraka koji se udahne, odnosno izdahne tijekom jednog ventilacijskog ciklusa, u mirovanju DV iznosi oko 500 ml • rezervni inspiracijski volumen (RIV)- volumen zraka koji se može maksimalno udahnuti nakon normalnog udaha, oko 3000ml u odraslog muškarca • rezervni ekspiracijski volumen (REV)- volumen zraka koji se još može maksimalno izdahnuti nakon normalnog izdaha, oko 3000ml u odraslog muškarca • rezidualni volumen (RV)- volumen zraka koji ostaje u plućima i nakon maksimalne ekspiracije, u mladog odraslog muškarca prosječno iznosi oko 1200 ml

13. ponekad se za bolje razumijevanje funkcije pluća razmatraju dva ili više plućnih volumena - plućni kapaciteti • totalni plućni kapacitet (TPK)- ukupni volumen zraka koji pluća mogu sadržavati, TPK predstavlja zbroj svih plućnih volumena, prosječno u mladog odraslog muškarca iznosi oko 5800 ml • vitalni kapacitet (VK) - volumen zraka koji se može maksimalno ekspirirati nakon maksimalne inspiracije to je zbroj rezervnog inspiracijskog volumena, dišnog volumena i rezervnog ekspiracijskog volumena, u mladog odraslog muškarca iznosi oko 4600 ml.

14. Harvardski step-test • test su konstruirali Johnson i Brouha s Harvardskoga sveučilišta • sastoji se od mjerenja izdržljivosti i reakcije frekvencije srca u oporavku na rad - ispitanik se trideset puta u minuti popne (nakorači) na klupicu visine 50,8 cm, odnosno, na modificiranu klupicu – modificirani step-test, visine 40 cm • nakon 5 minuta (završen test) ispitanik sjeda na stolac • poslije prve, druge i treće minute mirovanja mjeri se frekvencija srca u trajanju od 30 sekundi

15. zatim se izračunava indeks sposobnosti prema formuli: vrijeme penjanja u sekundama x 100 2 x (zbroj triju brojenja frekvencije srca) • izračunavanje bodova za ukupno vrijeme od 5 minuta olakšava bodovna tablica za pojedine vrijednosti frekvencije srca (zbroj otkucaja tijekom 3 intervala od po 1/2 min). • indeks ispod 55 znači lošu kondiciju, 55 do 64 nizak prosjek, 65 do 79 visok prosjek, 80 do 89 dobru kondiciju, a iznad 90 odličnu kondiciju.

17. Astrandov test na biciklergometru • Astrand i Ryhming konstruirali su test za procjenu maksimalno mogućega primitka kisika na temelju registracije frekvencije srca tijekom submaksimalnog opterećenja • konstrukcija testa osniva se na sljedećim eksperimentalno dokazanim činjenicama: • porast frekvencije srca u rasponu od 120 do 170 otkucaja linearan je tako da se na temelju frekvencije srca pri submaksimalnom radu može ocijeniti frekvencija srca za intenzitet rada pri kojemu bi se postigao maksimalni primitak kisika • postoji korelacija između frekvencije srca i primitka kisika.

18. na temelju tih rezultata izradili su nomograme • pomoću nomograma moguće je iz frekvencije srca, pri submaksimalnom opterećenju, ocijeniti aproksimativnu vrijednost koju bi taj ispitanik postigao pri testu maksimalnoga primitka kisika • metoda je vrlo jednostavna, ne traži skupu aparaturu za mjerenje primitka kisika, a ne zahtijeva ni maksimalno opterećenje ispitanika • za osobe oštećena zdravlja submaksimalni je napor često i jedino dopustiv s gledišta mjera opreza • za testiranje su potrebni: biciklergometar, dva zaporna sata, metronom (ako biciklergometar nema ugrađen brojač okretaja) i nomogram ili tablica za izračunavanje rezultata

19. Maksimalni primitak kisika • maksimalni primitak kisika (VO2 maks) ili aerobni kapacitet jest ona razina primitka kisika pri kojoj daljnje povećanje radnog opterećenja ne dovodi više do povećanja primitka kisika • predstavlja najveću količinu kisika koju organizam može primiti u jednoj minuti • aerobni kapacitet pojedine osobe ovisi o dobi,spolu, tjelesnoj masi, genotipu, životnoj, sportskoj i profesionalnoj aktivnosti, neke preboljene i aktualne bolesti • u fiziološkim uvjetima VO2 maks je najdirektniji izraz maksimalne sposobnosti srčano-žilnog sustava, odnosno maksimalnog minutnog volumena srca

20. izračuna se prema formuli: VO2ml/kg/min = VO2ml/min / TTkg • test se izvodi prema Horvatovoj modifikaciji Taylorovog testa na pokretnom sagu • radi se o primjeni faza progresivnog opterećenja, pri čemu se one izmjenjuju sa fazama oporavka u mirovanju • sukcesivno povećanje opterećenja koje je tijekom 3 minutnog rada (trčanje), konstantno, obavlja se na račun povećanja brzine saga, dok je njegov nagib tijekom čitavog testa jednak°, 5°

21. za izvođenje testa potreban je sljedeći instrumentarij: • pokretni sag, maska (ili usnik) s protupovratnim ventilima, provodne fleksibilne cijevi, razvodni sustav s ventilnim mjenjačem smjera cirkulacije zraka, • Douglasova vreća za sakupljanje ekspiriranog zraka, recipijent za uzimanje uzorka zraka iz Douglasove vreće, • plinski sat (mokroga tipa), • električna vakuum sisaljka, • Schollanderov aparat za analizu sastava zraka, • sredstva za zaptivanje spojeva, • dva precizna sata (štoperice), • instrumenti za registraciju mikroklimatskih uvjeta (barometar, higrometar, termometar), • odgovarajući formular

22. u novije se vrijeme koriste kompjutorizirane aparature, koje automatski trajno analiziraju sastav ekspiriranog zraka i mjere njegov protok • pomoću takvih aparata moguće je kontinuirano mjerenje primitka kisika

23. vrijednosti maksimalnog primitka kisika u netreniranih osoba deset puta su veće od primitka u mirovanju i iznose od 2.5 - 3.0 IO2 • trenirane osobe postižu veće vrijednosti, ovisno o vrsti sporta, opsegu treninga, sportskom stažu i masi tijela, a mogu doseći i 7.0 IO2 • u netreniranih muškaraca iznosi 40 - 50 ml 02/kg, a u treniranih od 50 - 60 ml 02/kg, odnosno u vrhunskih sportaša u disciplinama izdržljivosti do 90 ml O2/kg

24. Minutni volumen srca • najbitniji funkcionalni pokazatelj primitka kisika-maksimalnog primitka kisika ili aerobnog kapaciteta • 1000ml~150-160gHb • 1gHg veže 1,34 mlO2 • 1l krvi~200-214ml O2, odnosno 20% • VO2 umnožak MVS i arterijsko venske razlike podijeljen sa 100 • A-V raz.-je razlika u koncentraciji kisika između Arterijske i Venske (miješane) krvi, u mirovanju 5% a pri maksimalnom radu 15%

25. Udarni volumen (UV) količina krvi koju srčana komora pri svakoj normalnoj sistoli izbaci u krvotok (70-80ml) • MVS=UVxFS=70mlx70/min=4,9lkrvi/min • u mirovanju: VO2=5x5/100=0,25 lO2/min, VO2max=20x15/100=3 lO2/min, netrenirane osobe VO2max=40x15/100=6 lO2/min, trenirane osobe • vidljivo je da u pozadini opće aerobne energetske sposobnosti (kondicija) nalazi se funkcionalna sposobnost srca • Fickov princip MVSmax=VO2max/A-Vmaxx100 MVSmaxnetr=3/15 x100=20l/min MVSmaxtr=6/15 x100=40l/min

26. Test određivanja anaerobnog praga • anaerobni prag predstavlja onu razinu intenziteta aktivnosti, pri kojoj energetska potreba, osim pretežno aerobnih izvora energije, značajnije aktivira mehanizam anaerobne glikolize, a pri čemu koncentracija mliječne kiseline u krvi iznosi 4 mmola/l krvi • daljnji rad uvjetuje sve veći poremećaj homeostaze, što narušava funkcioniranje mišića te dolazi do pada zahtijevanog intenziteta aktivnosti • ako bismo sportaša podvrgnuli opterećenju kod kojega je postigao maksimalno mogući primitak kisika, tada bi on prekinuo rad nakon 8-10 minuta

27. pri tom ili većem opterećenju procesi eliminiranja mliječne kiseline zaostaju za procesima stvaranja • to dovodi do postupnog povećanja mliječne kiseline u krvi od vrijednosti u mirovanju, koje mogu iznositi od oko 1 mmola/l sve do 12 mmola kod treniranih sportaša, pa do iznad 20 mmola pri maksimalnom iscrpljenju • dvije su razine povećanja mliječne kiseline definirane kao: 2 milimola govorimo o aerobno-anaerobnom pragu i 4 milimola kao anaerobni prag • rad koji razinu mliječne kiseline podiže do najviše 4 milimola, tj. do anaerobnog praga, može se izvoditi trajno, tj. do iscrpljenja energetskih kapaciteta • netrenirana osoba može trajno koristiti 50-60% maksimalnog primitka kisika, dok trenirane osobe, ovisno o stupnju treniranosti, mogu koristiti 70-90%, a ponekad i 95%

28. Literatura • Dragan Milanović i suradnici: “PRIRUČNIK ZA SPORTSKE TRENERE”, 2., dopunjeno izdanje, Fakultet za fizičku kulturu Sveučilišta u Zagrebu, Zagreb, 1997; • Stjepan Heimer i uradnici: “PRAKTIKUM KINEZIOLOŠKE FIZIOLOGIJE”, 2., izmijenjeno i dopunjeno izdanje, Fakultet za fizičku kulturu Sveučilišta u Zagrebu, Zagreb, 1997; • Arthur C. Guyton, John E.Hall: “MEDICINSKA FIZIOLOGIJA” , deseto izdanje, Medicinska naklada, Zagreb, 2003.