Autonomní nervový systém (ANS): diagnostika a aplikace

1. Autonomní nervový systém (ANS): diagnostika a aplikace Michal Botek, Ph.D& Kateřina Neumannová, Ph.D. Fakulta tělesné kultury, UP Olomouc Tato prezentace byla zpracována v rámci řešení projektu FRVŠ (823/2013) s názvem Implementace poznatků z diagnostiky autonomní kardiální regulace a kardiopulmonálního systému do výuky na Fakultě tělesné kultury UP a Fakultě sportovních studií MU

2. Ach Ach NA ACh Periferní části ANS

3. SA UZEL AV UZEL ANS A PŘEVODNÍ SYSTÉM SRDCE • srdeční AUTOMACIE • SA uzel obsahuje P-buňky mající schopnost samotvorby akčního potenciálu • SA uzel - pacemaker rytmu 60 – 80 tepů • AV uzel – nodální rytmus 30 – 40 tepů (zpomalení vedení vzruchu na komory) • AV uzel – důležitost zpomalení: kompletní vyprázdnění síní • při blokádě ANS: VESTAVĚNÁ SF okolo110 tepů.min-1, která s věkem klesá

4. ELEKTRICKÁ AKTIVITA SRDCE šíření depolarizace po myokardu

5. REDISTRIBUCE KRVE ↑↑↑ METABOLISMU STRESOR a STRES – narušení homeostázy Akutní odpověď organismu POHYB = STRESOR AKTIVACE STRESOVÉ OSY snížení aktivity PARASYMPATIKU a zvýšení SYMPATIKU + vyplavení KATECHOLAMINŮ / Adrenalin + Noradrenalin / ADRENERGNÍ RECEPTORY α1; α2;β1; β2

6. SYMPATIKUSPARASYMPATIKUS (n.vagus) 62 69 75 79 SF=71 VARIABILITA SRDEČNÍ FREKVENCE (VSF) PERIFERNÍ ODDÍLY ANS

7. VARIABILITA SRDEČNÍ FREKVENCE (VSF) 62 69 75 79 SF=71 • VSF – změny v SF na úrovni po sobě jdoucích tepů - RR • VSF – reflektuje regulační funkci ANS • – výsledek zejména respiračně vázané aktivity vagu • – fyziol. fenomén – respirační sinusová arytmie (RSA) – RSA = cyklický útlum aktivity vagu (VA) při dýchání • – nádech = ↓VA + ↑ SF; výdech = ↑ VA + ↓SF

8. SF[tep.min-1] A markantní RSA (změny v SF mezi sousedními RR) B nádech výdech redukovaná RSA (změny v SF mezi sousedními RR)

9. SPEKTRÁLNÍ ANALÝZA VARIABILITY SRDEČNÍ FREKVENCE • neinvazivní metoda vyšetření aktivity obou větví ANS • (primárně vagu, sekundárně sympatiku, resp. sympatovagové balance) • transformací časových rozdílů mezi po sobě jdoucími • R-R intervaly do frekvenčních hodnot vzniká modifikované • výkonové spektrum v rozsahu od 0,02 do 0,50 Hz

10. POSUZOVÁNÍ INDIVIDUÁLNÍCH SPEKTRÁLNÍCH PARAMETRŮ HRV TaskForce (1996) • PVLF(0.02-0.05 Hz = 1,2 – 3 změny/min): původ zatím nejednoznačný • nejnižší vliv VA • PLF(0.05-0.15 Hz = 3 – 9 změny/min): vliv pouze SY; nebo SY i VA, • činnost baroreceptorů • PHF(0.15-0.50 Hz = 9 – 30 změny/min): vliv výhradně VA, • zrcadlí RSA • PT(0.02-0.50 Hz = 1,2 – 30 změny/min): = PVLF + PLF + PHF

11. POSUZOVÁNÍ VÝSLEDKŮ SA HRV Komplexní indexy SA HRV (Stejskal et al., 2002) (od -5 do 5 bodů) • vagové aktivity(VA) (od -2 do 2 bodů) SVB CS • sympatovagové balance(SVB) (od -2 do 2 bodů) PT • celkového skóre(CS) (od -1,5 do 1,5 bodu) • celkový spektrální výkon (PT) (od -2,5 do 2,5 bodů) VA

12. Příklad hodnocení úrovně aktivity ANS CS - FUNKČNÍ VĚK -20letý sportovec (KV - 20 let) podstoupí vysoce intenzivní trénink a funkční věk (FV) - 45, tzn. že aktivita ANS odpovídá člověku staršímu -negativní stav. - 20letý sportovec podstoupí pouze regenerační tréninky a FV -15, tzn. že aktivita ANS odpovídá člověku mladšímu - pozitivní stav.

13. DUKLA 2010

14. Faktory ovlivňující HRV ↓ únava ↓ přetížení, přetrénování ↓ onemocnění (DM II, IM, obezita, ↑TK) ↓ spánková deprivace ↓ věk ↓ tělesná zátěž ↓ alkohol / drogy ↓ mentální stres ↓ extrémní enviromentální podmínky ↑ spánek ↑ zdravý životní styl ↑ pohybová aktivita

15. KDY ? ráno – dopoledne (7 - 9 hodina) • KDE ? tichá uzavíratelná místnost + sklopné lehátko (karimatka) 5 minut 5 minut/60 sekund* • DÉLKA ? Standardní vyšetření 20 min (modifikace 12 min*) • ZPŮSOB ? Ortoklinostatický manévr (LEH – STOJ – LEH) 5 minut VYŠETŘENÍ AKTIVITY ANS • STANDARDNÍ podmínky

17. Diagnostickým systém DiANS PF8

18. 1. SA HRV jako nástroj OPTIMALIZACE ZATÍŽENÍ

19. sportovní výkonnost Tréninkové zatížení zotavení genetická výbava - talent

20. ANS • heartrate variability (HRV) + exercise :1989 • HRV + athlete : 208 http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=heart+rate+variability+exercise (10_2013) • sportovní výkon = multifaktoriální problém • mezi vítězi a poraženými je rozdíl 0,4 % • (Pyne et al., 2004: Progression and variability of competitive performance of Olympic swimmers)

21. VYUŽITÍ CELÉ ADAPTAČNÍ KAPACITY - ZVYŠOVÁNÍ SPORTOVNÍ VÝKONNOSTI nedostatečný rozvoj talentu přetížení přetrénování adaptační kapacita organismu • dávkování zatížení - empirie trenéra, pocity sportovce • Autonomní nervový systém (ANS) • zpětnovazebný ukazatel změn v organismu, které mohou být vyvolány tréninkovými a mimotréninkovými podněty (Arai et al., 1989; De Meersman, 1993; Iellamo et al., 2003; Lacko et al., 2003; Perini et al., 1989; Stejskal et al., 2001; Yamamoto et al., 2001; Zhong et al., 2005) optimalizace tréninkového zatížení – prevence přetrénování • (Aubert et al., 2003; Banzer et al., 2002; Botek, 2007; Kiviniemi et al., 2007, Lehmann et al., 1998;Pichot et al., 2000; Pober et al., 2004; Portier et al., 2000; Seiler et al., 2007; Uusitalo et al., 2000) • úroveň autonomní aktivity souvisí s aerobní a sportovní výkonností • (Atlaoui et al., 2007; Botek et al., 2013;Garet et al., 2004; Hautala et al., 2009; Kiviniemi et al, 2007; Pichot et al., 2002; Schmidt et al., 2006; Stejskal, 2002) JAK STANOVIT OPTIMÁLNÍ VELIKOST TRÉNINKOVÉHO ZATÍŽENÍ?

22. SMYSL OPTIMALIZACE • udržení relativně vysoké a stabilní aktivity ANS • vzestup nebo udržení výkonnosti a stabilní formy

23. CS [body] tréninkové jednotky Longitudinální vyšetření ANS • mapa ,,profil“ aktivity ANS • optimalizace 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

24. 5 (14%) 14 (50%) 3 (11%) 6 (21%) PRAKTICKÁ UKÁZKA OPTIMALIZACE • muž 20 let; 400m překážek; 32 TJ (28 optimalizovaných) CS

25. VSF a změna sportovní výkonnosti • vysoká a stabilní aktivita vagu v přípravě souvisí se zvyšováním výkonnosti změna sportovní výkonnosti Botek, M., McKune, A., Krejčí, J., Stejskal, P., Gaba, A. (2013). Change in performance in response to trainingloadadjustmentbased on autonomicactivity. International Journalof Sport Medicine, 34, 1-7.

26. 2. SA HRV jako nástroj proVÝBĚRtalentů

27. SF[tep.min-1] A Vyšší aktivita ANS VYSOKÁ TRÉNOVATELNOST A ODOLNOST HRÁČE VŮČI STRESU Nižší aktivita ANS SNÍŽENÁ TRÉNOVATELNOST = REDUKOVANÁ VÝKONNOST B

28. MÉNĚ TALENTOVANÝ SPORTOVEC TALENTOVANÝ – TRÉNOVATELNÝ SPORTOVEC

29. 3. SA HRV a trénink ve vyšší nadmořské výšce

30. Vysokohorská příprava Cíl: Zvýšení aerobní kapacity (VO2max) na základě adaptace na redukovaný parciální tlak kyslíku Empirie: • Bez vlivu nebo negativní vliv na sportovní výkonnost • Pozitivní vliv na sportovní výkonnost ?

31. Monitorování HRV při pobytu ve vyšší nadmořské výšce po 1. dnu zatížení po 2. dnu zatížení nížina po 3. dnu zatížení po 4. dnu zatížení po 5. dnu zatížení Liberec 24. - 25. 6. 2004

32. Hypoxikátor MAG-10 220 m 6000 m 4800 m Vliv simulované nadmořské výšky na aktivitu ANS Měření HRV řízené dýchání na úrovni 12 dechů.min-1

33. Vysokohorské soustředění Po návratupozitivní vlivna sportovní výkonnost Sportovci s vysokou aktivitou ANS Sportovci s nižší aktivitou ANS nebo s častou dysbalancí ANS Po návratunegativní vlivna sportovní výkonnost

34. žena, inline brusle, 18 let, mistryně ČR muž, atletika, 33 let, MČ, MS, OH

35. 4. SA HRV a Rychlý přechod přes časová pásma

36. posun v působení světla • přechodné narušení cirkadiánního rytmu • únava, poruchy spánku, změny nálady, … • porucha autonomní kardiální regulace • snížení výkonnosti a adaptační kapacity • rychlý přesun přes časová pásma ? JAK DLOUHO ? ? KDY ZAČÍT TRÉNOVAT ? ? JAKÉ ZVOLIT ZATÍŽENÍ ? SYNDROM JET LAG (Manfredini et al., 1998; Waterhouse et al., 2002)

37. SF[tep.min-1] lehstoj 4775 4186 0 4571 6. 4083 5. 4. 7. 4467 9. 4383 3. 4574 4172 8. 4678 1. 2. 4373 TRÉNINKOVÁ DOPORUČENÍ 5085 4881 zvýšit snížit 4481 optimální atlet, 33 let, Praha – Peking, +6 hodin Z

38. SF[tep.min-1] lehstoj 5180 5675 5595 5682 5989 6185 5771 2. 1b. 69102 0 6296 8. 7. závody . 1a. 3. TRÉNINKOVÁ DOPORUČENÍ 4. závody snížit 5. - 6. Z 5292 optimální 6296 plavkyně, 18 let, Praha – Bogota, -7 hodin

39. Využití SA HRV ve sportovní oblasti • Pro optimalizacizatíženía minimalizuje rizikovzniku přetížení nebo přetrénování • Pro objektivní hodnocení míry vnitřního zatížení organismu a tím i aktuální tréninkové kapacity sportovce • Pro hodnoceníprůběhu a kvality zotavenía stanovení optimálního začátku tréninku („timing“ tréninku a zotavení). • Přivýběru talentovaných (,,trénovatelných“) sportovců nebo nákupunových sportovních akvizic. • Pro hodnoceníprůběhu aklimatizacepři pobytu ve vyšší nadmořské výšce

40. SA HRV a preskripce PA: VAGOVÝ PRÁH definice, výpočet a možné využití v praxi

41. PODÍL AKTIVITY VAGU NA REGULACI KVS IZ 45 % MTR – TVA : není závislý na věku ani pohlaví AKTIVITA SAS AKTIVITA VAGU 45 % MTR = bezpečná IZ

42. DĚKUJI ZA POZORNOST