Fyziologické aspekty kondičního tréninku

Fyziologická únava

Únava bývá definována jako stav snížené výkonnosti na základě předcházející aktivity, tedy jako stav, kdy do tréninku přichází sportovec ne zcela zregenerován po předcházejícím zatížení. Únavu lze chápat také jako pokles výkonnosti a neschopnost pokračovat v pohybové aktivitě. Stav únavy je považován za druh ochrany organismu před vyčerpáním nebo v krajních situacích až před ohrožením života (dehydratace, hypoglykémie). Je průvodním jevem jakékoliv činnosti, signalizující funkční změny v organismu, ať již se jedná o činnost sportovní či pracovní. V tomto kontextu jde o únavu fyziologickou, pro kterou je charakteristická určitá dynamika, jenž je pro řízení kondičního tréninku velmi důležitá (cyklus zatížení-únava-zotavení). Základním rysem fyziologické únavy je její nástup – kulminace a postupné vymizení v rámci zotavení, přičemž se sportovec stává plně zotaveným.

Únavu je možné dělit z několika aspektů:   

1.  fyzická vs. mentální,   
2. lokální vs. globální (dělení podle počtu zapojených svalových skupin),   
3. akutní vs. chronická, 
4. periferní (svalový aparát) vs. centrální (CNS – motoneurony), 
5. subjektivní vs. objektivní. 

Únava fyzická a mentální  

Fyzická únava vzniká během tělesné práce a má za následek postupný pokles výkonu až přerušení činnosti. Na jejím vzniku se může podílet více fyziologických faktorů, které budou popsány níže. Mentální únava se projevuje ve snížené schopnosti koncentrace, vnímavosti, zpomalení vedení vzruchů atd. Duševní únava hraje významně negativní roli při sportovním tréninku a sportovním výkonu obecně.  

Únava lokální a globální

O lokální (místní) svalové únavě se hovoří v souvislosti s pohybovou činností, do které je zapojen nižší počet svalových skupin (např. lokalizované posilování). V případě globální únavy se do pohybové činnosti zapojuje více jak 2/3 svalových skupin (běžecké lyžování, plavání, veslování, atd.). 

Únava akutní a chronická

Během intenzivní tělesné práce dochází na úrovni svalového vlákna, potažmo krve k chemických a fyzikálních změnám (zvýšení parciálního tlaku CO₂, poklesu pH, zvýšení koncentrace H⁺, nebo zvýšení teploty), které společně vedou k únavě. Dlouhodobá (chronická) únava na rozdíl od akutní je výsledkem dlouhodobého nerespektování signálu únavy vznikajících například z důvodu disproporce mezi objemem stresových podnětů a adaptační kapacitou organismu.

Periferní svalová únava

Mezi základní fyziologické příčiny vzniku svalové únavy patří: 

1. redukce využitelných energetických substrátů (sacharidů, CP, ATP – nelze za fyziologických podmínek vyčerpat): intenzita zatížení na úrovni ANP nebo vyšší,  
2. kumulace metabolitů ve svalové buňce a krvi – laktát a zejména H⁺ (intenzivní zatížení), 
3. dehydratace + hyponatrémie  (vytrvalostní zatížení),  
4. iontová dysbalance na buněčné membráně a ve svalové buňce (Na⁺, K⁺, Cl^-, Ca²⁺) má souvislost s narušením funkce Na-K pumpy (nižší dostupnost ATP),
5. zvýšená koncentrace intersticiálního K⁺ – vyvolává poruchy průběhu či vzniku akčního potenciálu.    

Zvýšená koncentrace H⁺ ve svalové buňce potažmo v krvi vyvolává následující změny: 

1. snižuje pH,
2. inhibuje aktivitu regulačního enzymu anaerobní glykolýzy – fosfofruktokinázy (PFK),
3. vytěsňuje ionty Ca²⁺z vazby na troponin, čímž narušuje mechanismus svalové kontrakce, 
4. dráždí nervová zakončení umístěná ve svalu, což se projevuje jako pocit ,,pálení",  
5. v mozku stimuluje receptory bolesti a může vyvolávat nauzeu, dezorientaci,  
6. sníženou senzitivitu aktin-myozinového aparátu na přítomnost Ca²⁺. 

Centrální únava 

Kromě periferie (svalového vlákna) může únava vzniknout také na úrovni řídících a regulačních struktur čili v CNS. Únava jako mechanismus bývá spojována s útlumem aktivity CNS. Bylo prokázáno, že z pohledu rychlosti vzniku únavy je nejméně unavitelné nervové vlákno, přičemž rychleji dolehne únava na nervosvalovou ploténku, konktrétně na synapse, a nejrychleji se únava při vysoké intenzitě manifestuje na funkčních změnách buněk vyšších oddílů CNS.  Během pohybové aktivity se únava CNS dává do souvislosti s činností neurotransmiterů (dopaminu, acetylcholinu nebo serotoninu). 

Únava subjektivní a objektivní

Únavu lze kategorizovat také na subjektivní a objektivní. Míra percepce únavy a také její snesitelnosti se během pohybové aktivity u každého jedince liší, ale obecně platí, že únava subjektivní předchází únavu objektivní. Subjektivní únava má širokou škálu projevů jako například pocit slabosti, závratě nebo nauzeu. Z objektivních fyziologických parametrů signalizujících vzestup únavy lze uvést například zvyšování SF při konstantním zatížení nebo zvyšující hladina laktátu.  

Nástup únavy během pohybové aktivity je determinován různými faktory: 

1. věkem, 
2. trénovaností, 
3. zevními vlivy (teplota, vlhkost, nadmořská výška, apod.), 
4. biorytmy.  

Únava při dynamické a statické práci 

Při dynamické práci, kdy dochází k cyklickému opakování svalové kontrakce a relaxace, vedou ke vzniku svalové únavy výše zmiňované faktory. Úplně jinou situaci reprezentuje statická svalová práce, při níž se vlivem zvyšujícího se nitrosvalového tlaku (kontrakce svalových vláken) snižuje průtok krve cévami, které do svalu přivádějí kyslík a živiny, ale v tomto případě především odvádějí zplodiny metabolismu a CO₂. Míra svalové mikrocirkulace krve závisí na vyvíjené síle svalového stahu, který se hodnotí jako procento z maximální volní kontrakce (MVC). Uvádí se, že při úsilí převyšující 70 % MVC se průtok krve významně omezuje, až přerušuje, což vede ke vzniku lokální ischemie, k poklesu pH a nástupu únavy. Při porovnání rychlosti nástupu únavy při dynamické a statické práci, únava se zpravidla objevuje dříve u statické svalové práce.    

Patologická únava 

V literatuře je možné se v souvislosti s patologickou únavu setkat s termíny jako je například přetížení, schvácení, přepětí, krátkodobé přetrénování, přetrénování. V anglicky psané literatuře se tyto pojmy skrývají pod názvy overloading (přetížení, schvácení, přepětí), overtraining (přetrénování), overreaching (krátkodobé přetrénování). Termín přepětí bývá vysvětlován jako akutní, dočasné narušení normálních funkcí organismu, které bylo vyvoláno nadměrnými nároky na organismus, přičemž dochází k velkému vyčerpání a častokrát bývá narušena normální funkce oběhové soustavy (hypotonie, hypoxie). Jsou popisovány bolesti hlavy nebo v krajině srdeční, závratě a celková slabost. Stav přetížení nebo přetrénování je svou frekvencí výskytu typický spíše pro vrcholové sportovce. Přetížení (overreaching) se popisuje jako krátkodobé přetrénování a je považováno za přirozenou součást kondičního tréninku. Chronická forma únavy je často spojována se  stavem přetrénování, které nastává v důsledku opakovaného a dlouhodobého překračování adaptační kapacity organismu (disproporce zatížení – zotavení),které má za následek trvalejší pokles výkonnosti a ztrátu sportovní formy.V současnosti bylo zjištěno více jako 80 symptomů syndromu přetrénovaní, ale za přesvědčivý ukazatel lze považovat pouze pokles výkonnosti a ztrátu sportovní formy.

Z fyziologických faktorů může k poklesu výkonnosti přispívat například:

1. snížení neurosvalové dráždivosti,   
2. snížení citlivosti kůry nadledvinek na ACTH (adrenokortikotropní hormon), 
3. snížená hustota β-adrenergních receptorů, 
4. redukce aktivity sympatiku.

Syndrom přetrénování se dělí na dvě formy, které souvisí s typickými změnami v aktivitě ANS: formu sympatickou a parasympatickou (vagovou). Sympatikotonická (hyperaktivita sympatiku) forma přetrénování se vyskytuje častěji u silově-rychlostních sportů, zatímco parasympatická – vagová (hypoaktivita sympatiku) forma je typická spíše pro vytrvalostní sporty.  

Pro sympatickou formu přetrénování jsou typické symptomy jako například narušený spánek; snížená chuť k jídlu; redukce hmotnosti; klidová tachykardie; vyšší bazální metabolismus, zpomalené zotavení, deprese nebo svalový třes. Naopak u parasympatické formy přetrénování se často objevuje abnormální únava; klidová bradykardie (relativní převaha vagu jako výsledek utlumení sympatiku); porucha koordinace; flegmatičnost; snížená nervosvalová excitace; snížená senzitivita na katecholaminy nebo zpomalená reakční doba. 

Návrat k původní sportovní výkonnosti ze syndromu přetrénování je otázkou několika měsíců i let, ale jsou známy i případy, kdy se přetrénovaný sportovec už nikdy na vysokou sportovní výkonnost nedokázal vrátit. 

Zotavení

Zotavení se obecně považuje za přirozený biologicko-anabolický proces, při kterém dochází k postupnému návratu klidových funkcí organismu, obnově energetických substrátů, které byly v průběhu zatížení redukovány (především sacharidy) a/nebo k proteosyntéze. Základní funkcí zotavení je odstranění únavy. Průběh zotavných procesů je determinován faktory, které lze rozdělit na vnější a vnitřní. 

Mezi vnitřní faktory se řadí: 

1. pohlaví,
2. věk, 
3. genetické predispozice, 
4. trénovanost,  
5. psychologické faktory, 
6. rychlost odstraňování katabolitů. 

Mezi vnější faktory patří: 

1. typ pohybové aktivity, 
2. dostupnost suplementů, 
3. časové posuny. 

Z časového hlediska nemá průběh zotavných procesů lineární charakter. Podle dostupných údajů je možné u zotavení rozlišovat fázi rychlou (časnou) a fázi pomalou. V první rychlé fázi dochází k začátku splácení kyslíkového dluhu, k čemuž slouží tzv. zotavný kyslík. Ten se využívá pro obnovu zásob kyslíku v krvi a svalovém myoglobinu. Během rychlé fáze se obnovují zásoby ATP, CP, které spolu s návratem sodíku (Na⁺) a draslíku (K⁺) na buněčné úrovni do původních koncentrací trvá zhruba 2 minuty. V časné fázi dochází k významnému snižování SF (ukazatel trénovanosti), která souvisí s rychlostí pozátěžové reaktivace vagu.

Druhou pomalejší fázi reprezentuje metabolizace (přeměna) laktátu na glykogen, při které je spotřebováno zhruba 60% přijatého kyslíku a zbylých 40% je využito na tvorbu energie potřebné pro termoregulaci. Uvádí se, že kyslíkový dluh je vyrovnán v průběhu 30 minut po ukončení tělesné práce. V pomalé fázi zotavení je možné identifikovat změny v SF, respektive ve variabilitě srdeční frekvence ještě i 24 hodin od ukončení zatížení. Uvádí se, že během 24 hodinového zotavení zůstává mírně zvýšená hodnota VO₂. Obnova svalového glykogenu zabere po aerobním výkonu zhruba od 10 do 48 hodin a po absolvování cvičení anaerobního charakteru se doba resyntézy udává přibližně mezi 5 a 24 hodinami. Obnovu jednotlivých fyziologických funkcí po různém typu zatížení prezentuje obrázek 1.9.  

Obrázek 1.9 Doporučený čas pro zotavení po vyčerpávajícím cvičení (Fox, 1984, upraveno)

S obnovou energetických substrátů souvisí pojem superkompenzace (obrázek 1.10), který lze definovat jako přechodné zvýšení energetických substrátů nad výchozí úroveň. Období superkompenzace je považováno za optimální okamžik pro zahájení dalšího tréninkového zatížení, protože organismus disponuje zvýšeným energetickým potenciálem v podobě glykogenových zásob. Proces superkompenzace je považován za jeden ze základních principů sportovního tréninku, který se podílí na zvyšování výkonnosti. Zvyšování energetických zásob během superkompenzace je limitováno genetickými možnostmi každého jedince.

Obrázek 1.10 Schématické znázornění průběhu glykogenové superkompenzace

Proces zotavení je možné urychlit například: 

• správnou rehydratací,
• výživou (antioxidanty, aminokyselinami, proteino-sacharidovými nápoji),
• aktivním zotavení (zatížení o intenzitě 60 % VO₂max pro rychlejší úpravy pH),
• fyzikální terapií (hydroterapie, termoterapie, elektroterapie, apod.). 

 

Kontrolní otázky

1. Jaký je základní rozdíl mezi únavou fyziologickou a patologickou?
2. Co v organismu způsobuje zvýšená koncentrace vodíkových iontů?
3. Co je to superkompenzace?
4. Na základě kterého parametru lze spolehlivě usuzovat na přítomnost syndromu přetrénování?

Literatura

Åstrand, P.-O., Rodahl, K., Dahl, H., & Strømme, S. B. (2003). Textbook of work physiology: Physiological bases of exercises (4th ed.). Champaign, IL: Human Kinetics.

Brooks, G. A., Fahey, T. D., & White, T. P. Baldwin, K. M. (2000). Exercise physiology: Human bioenergetics and its applications (3rd ed.). New York, NY: McGraw-Hill Companies.

Dovalil, J., Choutka, M., Svoboda, B., Hošek, V., Perič, T., Potměšil, J., Vránová, J., & Bunc, V. (2009). Výkon a trénink ve sportu. Praha: Olympia.

Fox, E. L. (1984). Sports physiology. Philadelphia, PA. Saunders College Publishing.

Grasgruber, P., & Cacek, J. (2008). Sportovní geny. Brno: Computer Press. 

Hamar, D., & Lipková, J. (2001). Fyziológia telesných cvičení. Bratislava: Univerzita Komenského. 

Jirka, Z. (1990). Regenerace a sport. Praha: Olympia.

Lehnert, M., Novosad., J., Neuls, F., Langer, F. & Botek, M. (2010). Trénink kondice ve sportu. Olomouc: Univerzita Palackého.

Máček, M., & Máčková, J. (1995). Fyziologie tělesných cvičení. Praha: SRZTV.

Máček, M., & Radvanský, J. (2011). Fyziologie a klinické aspekty pohybové aktivity. Praha: Galén. 

Máček, M., & Vávra, J. (1988). Fyziologie a patofyziologie tělesné zátěže. Praha: Avicenum.