12
Pro komplexní posouzení stavu a možností jedince věnujícího se pravidelně sportovní činnosti je důležité znát nejen hledisko zdravotní, motorické a psychologické, ale i hledisko biologické. Přestože je těžké vyjádřit míru podílu každého faktoru na výkonu jedince, můžeme považovat biologické hledisko jako jedno z velmi podstatných proměnných a to zejména ve věkových kategoriích, kde stále ještě dochází k vývojovým změnám. Tento fakt je umocněn především v kolektivních sportech, neboť každý jedinec disponuje individuální růstovou a vývojovou dynamikou. Proto jednu ze základních rolí v kontrole biologického vývoje dětí a mládeže splňují somatické znaky.
Hlavním cílem sledování vývoje tělesných parametrů a jejich vzájemných vztahů je zachytit jejich variabilitu v jednotlivých věkových kategoriích a dále variabilitu tempa jejich změn spojenou s ontogenetickým vývojem. Pro komplexní zhodnocení morfologického vývoje jedince se jeví jako nedostačující pouhé hodnocení tělesné výšky a hmotnosti, případně základních obvodových charakteristik. I když tyto základní somatické parametry mají svůj diagnostický význam, mají pouze elementární výpovědní hodnotu. Z tohoto důvodu je žádoucí provádět taková šetření, která podávají co největší počet informací o sledovaném jedinci a současně je nutné zohledňovat i široké spektrum činitelů, které mohou získané výstupy jakkoliv ovlivňovat.
Pro hodnocení morfologických charakteristik vycházíme z metod a postupů standardizované antropometrie. Na lidském těle jsou přesně definovány antropometrické body, na jejichž základě pak stanovujeme tělesné rozměry (obrázek 3.2). Pro potřeby sportovní praxe uvádíme základní antropometrické rozměry:
Obrázek 3.2 Identifikace antropometrických bodů na lidském těle podle Martina (Riegerová, Přidalová, & Ulbrichová, 2006, upraveno)
Pro samotné hodnocení úrovně rozvoje morfologických charakteristik pracujeme s antropometrickým instrumentariem s jehož pomocí je přesně změřena hodnota sledovaného znaku. Základní instrumentář představuje: antropometr, váha, dotykové měřidlo, pelvimetr, pásová míra a kaliper.
Pro individuální posouzení míry rozvoje morfologického znaku pracujeme s referenčními hodnotami pro konkrétní věkovou kategorii a pohlaví. V případě, že u daného znaku jsou vytvořeny tzv. percentilové grafy, tak naměřenou hodnotu sledovaného znaku zaneseme do grafu a zjistíme, jaká je úroveň rozvoje s ohledem na percentilové pásmo (obrázek 3.3–3.8). Pásma jsou kategorizována od extrémně nízké až po extrémně vysoké (tabulka 3.1).
Tabulka 3.1. Percentilová pásma
Percentilové pásmo |
Hodnocení |
< 3. |
Extrémně nízké |
3. – 10. |
Velmi nízké |
10. – 25. |
Nižší |
25. – 75. |
Normální |
75. – 90 |
Vyšší |
90. – 97. |
Velmi vysoké |
> 97. |
Extrémně vysoké |
Obrázek 3.3 Tělesná výška – růstový graf českých chlapců 0–18 let
Obrázek 3.4 Tělesná výška – růstový graf českých dívek 0–18 let
Obrázek 3.5 Tělesná hmotnost – růstový graf českých chlapců 0–18 let
Obrázek 3.6 Tělesná hmotnost – růstový graf českých chlapců 0–18 let
Obrázek 3.7 BMI – růstový graf českých chlapců 0–18 let
Obrázek 3.8 BMI – růstový graf českých dívek 0–18 let
Srovnání hodnot sledovaných morfologických parametrů s hodnotami běžné
populace lze provádět pomocí normalizačního indexu (Ni). Jedná se o srovnání hodnoty sledovaného znaku s referenční
hodnotou populace, tedy příslušné věkové kategorie a pohlaví. V praxi zjistíme
jaký je rozdíl mezi hodnotu sledovaného znaku a hodnotou referenční (např.
tělesná výška, tělesná hmotnost, obvod pasu apod.). Zjištěný rozdíl pak
dělíme směrodatnou odchylkou referenčního souboru.
Ni = (xi – ) / SD,
kde xi = zjištěná hodnota, = průměr referenčního souboru, SD = směrodatná odchylka referenčního souboru.
Rozpětí hodnot:
Příklad:
Chlapec, 12 let, tělesná výška = 155 cm. Referenční hodnota 12letých chlapců činí 153 cm a směrodatná odchylka je 10,0.
Ni = 155 – 153 = 2 cm
Chlapec je tedy o 2 cm vyšší, než je hodnota normy. Jaká je hodnota Ni?
Dále: 2 / SD = 2 / 10 = 0,2
Tedy Ni = 0,2.
Na základě vyjádření hodnoty normalizačního indexu můžeme konstatovat, že chlapcova tělesná výška 155 cm se pohybuje v intervalu normálních hodnot.
Na základě výše absolutních rozměrů pak dalšími postupy vypočítáme relativní rozměry - indexy. Existuje poměrně velké množství různých indexů. V praxi se nejčastěji používají body mass index (BMI), dále index WHR, index vývoje stavby těla (KEI), Rohrerův index apod.
Za jeden ze základních indexů je považován BMI. Jedná se o vyjádření poměru tělesné hmotnosti v kilogramech vůči druhé mocnině tělesné výšky v metrech:
BMI = hmotnost (kg) / výška (m2).
Hodnoty BMI jsou členěny do jednotlivých kategorií (tabulka 3.2). U normální (nesportující) populace se hodnocení BMI ukazuje jako dobrý ukazatel stavu výživy a zdraví. U sportujících jedinců se hodnota BMI jeví jako méně vypovídající, neboť neposkytuje údaje o dalších tělesných frakcích jako je zastoupení tělesného tuku a svalstva. Především u silových sportů (kulturistika, lední hokej, ragby apod.) není vhodné pracovat s hodnotami BMI, neboť část sportovců by se nacházela v kategorii nadváhy resp. obezity.
Tabulka 3.2 Klasifikace tělesné hmotnosti podle BMI
BMI (kg/m2) |
Skupina |
Pod 18,5 |
Podváha |
18,5-24,9 |
Normální hmotnost |
25,0-29,9 |
Nadváha |
30,0-34,9 |
Obezita 1. stupně |
35,0-39,9 |
Obezita 2. stupně |
40,0 a více |
Obezita 3. stupně |
Index WHR (waist to hip ratio) vychází z poměru obvodu pasu vůči obvodu boků.
WHR = obvod pasu (cm) / obvod boků (cm).
Hodnota indexu WHR se v praxi používá k posouzení distribuce tukové tkáně (tabulka 3.3, obrázek 3.9). Rozložení tukové tkáně je důležité zejména při posuzování zdravotních rizik. Obvod pasu se obvykle měří v místě viditelného pasu nebo v polovině vzdálenosti mezi lopatou kosti kyčelní a posledními žebry. Normální hodnota by u žen neměla překročit 80 cm a u mužů 94 cm (tabulka 3.4). Obvod boků měříme nad velkým trochanterem (výběžkem stehenní kosti) nebo v místě největšího vyklenutí hýždí.
Tabulka 3.3 Typy distribuce tuku podle indexu WHR (Taussig, 2012; upraveno).
WHR |
Spíše periferní |
Vyrovnaná |
Spíše centrální |
Centrální riziková |
Ženy |
< 0,75 |
0,75 – 0,80 |
0,80 – 0,85 |
> 0,85 |
Muži |
< 0,85 |
0,85 – 0,90 |
0,90 – 0,95 |
> 0,95 |
Tabulka 3.4 Zdravotní riziko podle obvodu pasu (Svačiny et al, 2008; upraveno)
|
Mírné riziko |
Výrazné riziko |
Ženy |
nad 80 cm |
nad 88 cm |
Muži |
nad 94 cm |
nad 102 cm |
Obrázek 3.9 Typy obezity podle charakteru distribuce
Rohrerův index (RI) neboli index tělesné plnosti se v praxi využívá s ohledem na průběh ontogeneze, neboť velmi dobře reprezentuje ontogenetické změny. Současně vstupuje do výpočtu biologického věku proporcionálního.
Rohrerův index = H ∙ 105 / V3,
kde H = tělesná hmotnost (kg) a V = tělesná výška (cm).
V každé věkové kategorii jsou hodnoty Rohrerova indexu odlišné. Nejvyšší hodnota je pozorována u dětí ve věku kolem dvou let (RI = 1,8). Dále pak klesá na hodnoty 1,5 ve třech letech a 1,3 kolem pátého až šestého roku. Ke stabilizaci hodnot Rohrerova indexu na úrovni 1,2 dochází po devátém roce, především u dívek. U chlapců od dvanáctého roku hodnota indexu klesá pod 1,2.
Jedním z indexů, které poukazují na typ tělesné stavby je Pignet-Vearvekův index.
Pignet-Vearvekův index = (H + OH) ∙ 100 / V,
kde H = tělesná hmotnost (kg), OH = obvod hrudníku (cm), V = tělesná výška (cm).
Z vypočteného indexu lze vyjádřit určitý typ tělesné stavby:
Činitele ovlivňující růst a vývoj organizmu lze dělit do dvou základních kategorií. Jedná se o faktory vnitřní (endogenní) a vnější (exogenní). Faktory vnitřní jsou vrozenou dispozicí každého jedince. Faktory vnější jsou důležitým činitelem vytvářejícím a formujícím prostředí pro realizaci genetické predispozice. Někteří autoři rozlišují genetické a hormonální faktory ovlivňující růst a vývoj a faktory environmentální. Do této kategorie řadí celou škálu vnějších proměnných, které obklopují člověka a působí na něj přímo nebo zprostředkovaně. Důležitou úlohu tak sehrává výživa, socioekonomická situace, sezónní a klimatické efekty a v neposlední řadě pohybová aktivita a přiměřená tělesné (fyzické) zatížení. Obdobné členění činitelů ovlivňujících růst a vývoj je možné z ekologického hlediska rozdělit do čtyř základních kategorií na mateřské faktory, klimatické a geografické faktory, sociálně ekonomické faktory a zdravotní stav.
Na růst a vývoj člověka má nesporný vliv již vlastní vývoj během intrauterinního období, který je dále umocňován zejména v prvním roce života. Důležitou úlohu sehrávají nutritivní faktory a správná aktivita thyroidních hormonů. Naopak malnutrice může způsobovat zpomalení růstu a současně i ovlivnit kognitivní vývoj jedince. Dostatečný a přiměřený přívod mastných kyselin je však základem pro normální růst a vývoj dítěte, zejména pak pro správný vývoj centrální nervové soustavy především v posledních měsících prenatálního a prvních měsících postnatálního života. Rovněž dostatek minerálů a stopových prvků během růstu jako fyziologicky významných elementů ve výživě člověka. Správná výživa rovněž významně koreluje s výkonností jedince, zejména pak v období růstu a vývoje.
Podstatným faktorem ve vývoji člověka je pohybová aktivita. Přiměřená pohybová stimulace odpovídající zdravotnímu stavu, věku a pohlaví je důležitá nejen pro rozvoj širokého motorického spektra, ale i pro udržení zdraví a zdatnosti organizmu. Množství celkové pohybové aktivity, kterou vyvine jedinec během určitého časového období se tak stává určitým kritériem kvality životního stylu a možnou prevencí širokého spektra civilizačních chorob. Jedním ze závěrů dlouhodobějších a rozsáhlejších výzkumů zabývajících se touto problematikou u současné školní populace jsou návrhy ukazatelů realizované pohybové aktivity pro udržení stávající úrovně zdraví, zdatnosti a výkonnosti. Doporučovaná průměrná hodnota denního energetického výdeje při pohybové aktivitě činí u chlapců 12 kcal/kg a u dívek 10 kcal/kg v převažujícím počtu dnů v týdnu. To znamená v průměru kolem 100 minut denně a podíl výdeje energie při pohybové aktivitě na celkovém energetickém výdeji by měl dosáhnout více než 25 %. Včleněním pravidelného pohybu v rámci určitého režimu, samozřejmě za předpokladu přiměřenosti, lze dosáhnout pozitivní odezvy jak při růstu a vývoji formujícího se organizmu, tak i při ovlivňování involučních změn spojených s přibývajícím věkem.
Tabulka 3.5 Periodizace věku v kontextu ontogeneze (Riegerová, Přidalová, & Ulbrichová, 2006, upraveno)
Období |
Používaná konvenční hranice |
Biologické vymezení |
PRVNÍ DĚTSTVÍ (Infans I) |
končí v 7 letech |
po prořezání M1 |
novorozenec |
28 dní |
od přestřižení pupečního provazce do zahojení pupeční jizvy |
kojenec |
12 měsíců |
jen několik měsíců, do prořezání prvního zubu, asi 6 měsíců |
batole |
od 1 roku do 3 let |
růst mléčného chrupu, motorický vývoj, ovládnutí chůze |
předškolní věk |
od 4 do 6–7 let |
změna postavy, první vytáhlost |
DRUHÉ DĚTSTVÍ (Infans II) |
končí ve 14–15 letech |
do prořezání M2 |
mladší školní věk |
od 6–7 let do 11 let |
růst trvalého chrupu, první známky sekundárních pohlavních znaků |
starší školní věk |
od 11–15 let |
dospívání – puberta (menarche, poluce), druhá změna postavy |
DOSPĚLOST dorostenecký věk (Juvenis) |
od 15–18 let |
od dosažení pohlavní dospělosti adolescence (mladistvá dospělost) |
plná dospělost (Adultus) |
do 30 let |
zakládání rodiny, vrchol tělesné výkonnosti |
zralost (Maturus I) |
do 45 let |
psychické zrání, počátek regrese morfologických znaků |
střední věk (Maturus II) |
do 60 let |
vrchol psychické výkonnosti, pokles tělesné výkonnosti |
stárnutí (Presenilis) |
do 75 let |
involuční změny, biologické „předpolí“ stáří |
stáří (Senilis) |
do 90 let |
stařecké změny fyzické i psychické |
kmetský věk |
nad 90 let |
|
Posouzení stáří jedince se nejčastěji provádí na základě kalendářního věku. Kalendářní nebo také chronologický věk však v mnoha případech nekoresponduje se skutečností. Tento stav je patrný zejména v období růstu a vývoje organizmu. Rovněž i involuční změny spojené se stárnutím mají velmi individuální průběh. Proto je vhodnější posuzovat kvalitativní ukazatele stáří organizmu pomocí určení biologického věku. Biologický věk obecně charakterizuje celkový stav růstu a vývoje jedince. Biologický věk můžeme definovat různě. Záleží na pohledu, z jakého hlediska jej chceme posuzovat. Biologický věk se jinak hodnotí u dětí a dospívajících, jinak ho lze hodnotit u dospělých a seniorů. U dětí a mládeže můžeme biologický věk chápat jako míru formování morfologických a funkčních znaků jedince. Určení biologického věku a srovnání s věkem chronologickým je důležitým ukazatelem somatického vývoje. Jeho zjištění má svůj význam zejména v lékařství (pediatrie, endokrinologie), avšak i v jiných oblastech se jeví jeho určení jako neméně důležité.
V tělovýchovné a sportovní praxi je nezbytnou součástí znalost biologického stáří jedince, neboť pravidelně řízená pohybová aktivita má nesporně kladný vliv na růst a vývoj mladého organizmu, ale při různých disproporcích ve vývoji organizmu může docházet i k negativním důsledkům fyzického zatěžování. Znalost biologického stáří organizmu je tedy pro trenéry a pedagogy důležitou informací, neboť umožňuje objektivní posouzení fyzických možností mladého jedince. Mezi věkem kalendářním a věkem biologickým může být v určitých věkových obdobích nesoulad i několik let. Pokud se jedná o urychlení ve vývoji, hovoříme o vývojové akceleraci. V opačném případě, kdy růst organizmu vykazuje známky opoždění, posuzujeme tuto skutečnost jako vývojovou retardaci.
Rovnoměrný růst
|
Zpomalení |
Zrychlení růstu
|
Obrázek 3.10 Křivky růstu: rovnoměrný, zpomalený, zrychlený
Biologický věk je nadřazeným pojmem pro různé možnosti jeho určení. Převážně určujeme věk kostní, zubní, růstový, vývinový a v neposlední řadě věk proporcionální. Pro všechny tyto přístupy k hodnocení biologického stáří organizmu je společné, že se opírají o vyšetření a posouzení určitých kvalitativně-kvantitativních růstových a vývojových změn. Při posuzování růstového věku hodnotíme, zda jedinec dosáhl hodnotu některých vybraných somatických rozměrů přiměřeně danému věku. Zubní věk posuzuje počet prořezaných zubů daného jedince a počet kolik by jich měl mít v daném věku. Je rovněž jedním z ukazatelů končícího dětství. Kostní věk je založený na posouzení osifikace kostí zápěstí a ruky, případně jiných kloubních oblastí těla. Při hodnocení sekundárních pohlavních znaků se hodnotí dosáhnutá úroveň vývinu jednotlivých sekundárních pohlavních znaků ve vztahu k věku chronologickému a ve vztahu k normě. Mezi ukazatele patří rovněž určité fyziologické skutečnosti jako například u dívek věk nástupu menarche či u chlapců věk první poluce.
Matematický přístup k hodnocení biologického věku zdůrazňuje, že biologický věk není fyzická charakteristika organizmu a není tedy přímo měřitelná. Dá se tedy vypočítat ze skóre získaného z biomarkerů porovnaných s věkovými změnami. U dospělých a seniorů se hodnotí biologický věk jako normální stav organizmu jedince s ohledem na chronologický věk. Jeho růst má za následek snížení variability a rezistence organizmu. Biologický věk vyšší anebo nižší jako věk chronologický naznačuje kvalitu funkčnosti organizmu a možnou pravděpodobnost mortality.
Tabulka 3.5 Vývinová stadia sekundárních pohlavních znaků u chlapců (Riegerová, Přidalová, & Ulbrichová, 2006; upraveno)
Sekundární znak |
Stadium 0 |
Stadium 1 |
Stadium 2 |
Stadium 3 |
Stadium 4 |
Mamilla |
dětský stupeň |
první vyklenutí |
zduření areoly |
diferenc. papilly |
zralá |
Axilární ochlupení |
chybí |
ojeď. hladké |
řídké, hladké |
husté, zvlněné |
zralé |
Pubické ochlupení |
chybí |
málo hladké |
řídké, hladké |
husté, zvlněné |
zralé |
Penis |
chybí |
první reakce |
prodloužení, širší |
ztluštěn, turgencence |
zralý |
Scrotum |
chybí |
napnutí |
zřasení, pigmentace |
prodloužení |
zralé |
Vousy |
chybí |
první chmýří |
silné chmýří |
poč. term. ochlupení |
vousy |
Proporcionální věk je jednou z možností zjištění stupně vývoje mladého organizmu. Od narození do dospělosti se postupně mění základní somatický parametr, tělesná výška. Posouzení proporcionality vychází ze skutečnosti, že nejen tělesná výška, ale i další morfologické charakteristiky vykazují určité vývojové trendy. Na znalosti zákonitostí jejich změn lze stanovit biologické stáří jedince. To znamená, že určitému vývojovému stupni odpovídá poměr jednotlivých částí těla.
Metoda vyjádření stupně dospělosti vychází ze stanovení komplexního znaku tělesné stavby, pro jehož stanovení je zapotřebí osmi somatických rozměrů, na jejíchž podkladě se vypočítá tzv. indexem vývoje tělesné stavby (KEI – Körperbauentwicklungsindex). Tyto postupy byly aplikovány jak na dětech nesportujících, tak i na sportujících a vykazují praktickou aplikovatelnost pro svou neinvazivnost a vysokou výpovědní hodnotu. Byly prokázány významné vztahy proporcionálního věku ke věku kostnímu, ke stupni vývoje sekundárních pohlavních znaků, nástupu menarche, k největšímu zrychlení růstu v pubertě (PHV – Peak Height Velocity), k postupu druhé dentice.
Důležitým předpokladem pro posouzení každého jedince je určení příslušných hodnot tělesných znaků, jejich přepočet na KEI a srovnání se stejně starými vrstevníky zařazením podle referenčních hodnot s diferencí ± 12 měsíců. Rovněž typologická klasifikace úzce souvisí s hodnotami proporcionality. U chlapců se jeví jako významný vztah biologické akcelerace s vyšším zastoupením endomorfie v rámci somatotypu. Naopak jedinci biologicky retardovaní patří do oblasti ektomorfně laděných typů. Průměrně se vyvíjející jedinci jsou spíše mezomorfní, případně se pohybují v oblasti středních typů.
Hodnocení tělesného složení má svou dlouhodobou historickou tradici. Prakticky již od dob Antiky existují prvotní úvahy o jednotlivých komponentách, jejich vzájemném poměru a jejich funkcích v rámci komplexního pohledu zkoumání a nazírání na lidské tělo. Novodobé přístupy hodnocení složení těla však spadají do období poloviny 19. století a zejména pak v 50. letech 20. století dochází k masivnímu rozvoji těchto diagnostických postupů, které se rozvíjely v kontextu s novými výzkumnými a klinickými cíli.
Při hodnocení tělesného složení nevycházíme ze striktního dělení na jednotlivé tkáňové struktury a tělní systémy, ale pracujeme s komponentami těla. Nejjednodušší model lidského těla je model dvoukomponentový (obrázek 3.11). Ten rozděluje lidské tělo na tuk (fat, F) a tukoprostou hmotu (fat free mass, FFM).
Obrázek 3.11 Chemický, anatomický a dvoukomponentový model (Willmor, 1992, upraveno).
Hodnocení tělesného složení pomocí čtyřkomponentového modelu na základě rozměrů těla navrhl a v praxi ověřil Matiegka. Rozděluje hmotnost těla na čtyři složky: hmotnost skeletu (ossa), hmotnost kůže a podkožní tukové tkáně (derma), hmotnost kosterní svaloviny (musculi) a dopočtený zbytek (reziduum). Při podrobnější analýze tělesného složení se v současnosti vychází z pěti základních modelů lidského těla. Jedná se o model anatomický, molekulární, buněčný, tkáňově-systémový a model celotělový. Každý z těchto přístupů k hodnocení tělesného složení vyžaduje různé metodiky, které se od sebe převážně odlišují svou ekonomickou dostupností, časovou náročností a výpovědní hodnotou. Nejčastěji rozdělujeme metody na laboratorní a metody pro vyšetření v terénu a lékařské praxi.
Metody laboratorní lze považovat jako referenční metody, neboť jejich přesnost a výpovědní hodnoty jsou nejvyšší. Zde řadíme například: hydrometrii, hodnocení celkové hustoty těla, duální rentgenovou absorbciometrii, fotonovou absorbciometrii, měření celkového tělesného draslíku a jiné.
Terénní metody
mají svou výhodu v relativní jednoduchosti, méně náročné aplikovatelnosti.
Jejich výpovědní hodnoty jsou často ve velmi vysoké korelaci s hodnotami
laboratorního testování. Nejčastěji jsou využívány antropometrické postupy.
Při aplikaci metod vycházejících z antropometrie, respektive z měření tloušťky
kožních řas, však panuje obecná shoda v tom, že postupy výpočtů a různé
regresní rovnice musí být specifické pro daný věk, pohlaví a etnickou populaci.
Tabulka 3.6 Srovnání vybraných metod pro odhad tělesného složení (Novotný, 2013; upraveno)
Metoda |
Přesnost - střední chyba (%) |
Dostupnost |
Časová náročnost (min) |
Cena + další |
Hydrostatické vážení |
± 2,7 |
ztížená |
30 |
Vysoká + personál |
Pletysmografie
|
± 3,2 |
ztížená |
5 |
Vysoká + personál |
Měření kožních řas – kaliperace |
± 3,5 |
výborná |
<5
|
Nízká + odborné zaškolení |
Bioelektrická impedance |
± 3,5 |
přijatelná |
<5
|
Střední až vysoká, + zaškolení |
Duální rentgenová absorbciometrie |
± 1,8 |
ztížená |
5–10 |
Mimořádně vysoká + personál |
Počítačová tomografie |
není stanovena |
ztížená |
30 |
Mimořádně vysoká + personál |
Jednou z moderních a v praxi velmi využívaných metod je tzv. bioelektrická impedance (BIA). Metoda je neinvazivní a je založena na odporu těla vůči šíření střídavého proudu v různých biologických strukturách. Získané výsledky BIA pozitivně korelují například s výsledky densitometrie. Výsledky zjištěné metodou BIA mohou být ovlivněny celou řadou faktorů. Za hlavní proměnnou se udává stav hydratace organizmu, pohybová aktivita a nutriční aspekty. Průměrné procentuální zastoupení vody v organizmu u dětí představuje 65–75 %. Pro snížení chyby a zvýšení validity BIA měření je doporučeno dodržet specifická režimová doporučení. Je vhodné udržet teplotu vyšetřovací místnosti kolem 25 °C, bezprostředně před BIA vyšetřením nejíst a nepít, včetně alkoholických nápojů. Měl by být dodržen interval 12 hodin po výkonu náročné pohybové činnosti. Proband by neměl užívat antidiuretické léky.
Svůj vliv na výsledek bioimpedančního vyšetření sehrávají faktory jako je věk, pohlaví a celková tělesná hmota. Rovněž vysoké BMI (BMI > 35 kg/m2) mohou významně ovlivnit výsledné hodnoty a ty je pak třeba interpretovat poměrně opatrně. Některé studie poukazují na významně sníženou validitu hodnocení zastoupení tělesného tuku metodou BIA již při hodnotách BMI vyšších než 30 kg/m2. Za vyznaný vliv spojený s validními výstupy bioimpedančního vyšetření lze považovat množství kontaktních elektrod a místa průniku eklektrického proudu lidským tělem. V současné praxi lze využít přístroje, které analyzují složení těla na základě lokalizace kontaktních elektrod v oblasti rukou s trasou průniku proudu přes oblast horních končetin (hand-to-hand), v oblasti nohou s trasou průniku přes oblast dolních končetin (leg-to-leg), případně kombinovaně, kdy elektrody jsou umístěny v oblasti rukou i nohou s trasou průniku přes celé tělo (hand-to-leg).
Při volbě odpovídajícího BIA přístroje pro lékařskou či sportovní praxi je vhodné definovat, k jakému účelu mají získaná data sloužit. Nejnovější přístroje jsou založeny na principu hand-to-leg, vyhodnocují složení těla segmentálně a pracují na více frekvencích (obrázek 3.12). Tato multifrekvenční, segmentální BIA diagnostika poskytuje informace o dalších tělesných částech Současně je však důležité poukázat na pořizovací cenu jednotlivých zařízení, jejíž rozdíly v ceně jsou poměrně značné. Zařízení pracující na více frekvencích s více kontaktními elektrodami jsou cenově poměrně nákladná pro širší užití a běžnou diagnostiku. Cenově přijatelné přístroje jsou většinou monofrekvenční (50 kHz) a pracují převážně na principu BIA leg-to-leg (dolní končetiny) nebo BIA hand-to-hand (horní končetiny).
Obrázek 3.12 Bioelektrická impedance (BIA)
Obrázek 3.13
Srovnání zastoupení tělesného tuku (%) metodou BIA s trasou průniku přes
celé tělo (hand-to-leg) a přes dolní končetiny (leg-to-leg) u sportujících
chlapců ve věku 7–18 let (zdroj: vlastní data)
Tabulka 3.7 Zastoupení tělesného tuku v závislosti na pohlaví a věku (Heyward & Wagner, 2004; upraveno)
Zastoupení tělesného tuku (%) |
Velmi nízké |
Nízké |
Optimální |
Vysoké |
Obezita |
Muži |
|||||
6–17 let |
< 5 |
5–10 |
11–25 |
26–31 |
> 31 |
18–34 let |
< 8 |
8 |
13 |
22 |
> 22 |
35–55 let |
< 10 |
10 |
18 |
25 |
> 25 |
55 a více let |
<10 |
10 |
16 |
23 |
> 23 |
Ženy |
|||||
6–17 let |
< 12 |
12–15 |
16–30 |
31–36 |
> 36 |
18–34 let |
< 20 |
20 |
28 |
35 |
> 35 |
35–55 let |
< 25 |
25 |
32 |
38 |
> 38 |
55 a více let |
< 25 |
25 |
30 |
35 |
> 35 |
Tato metoda pracuje s dvoukomponentovým modelem tělesného složení, které rozděluje na tukuprostou hmotu a tělesný tuk. Podíl podkožní tukové tkáně se určuje kaliperací (kaliper typu Best) na základě součtu hodnot 10 kožních řas. Následně se v příslušné tabulce převedou hodnoty sumy kožních řas na procenta tělesného tuku. Jsou odlišeny hodnoty mužů a žen v celkově třech věkových kategoriích. Podíl tukuprosté hmoty (FFM) je určován v návaznosti na měření podkožního tuku a stanovení jeho procenta podle následujícího postupu:
tuk (kg) = (hmotnost ∙ % tuku) : 100
% FFM = 100 – % tuku
FFM (kg) = tělesná hmotnost – tuk (kg)
Dále uvedeme lokalizace měřených kožních řas podle Pařízkové (obrázek 3.14) pro stanovení procenta tělesného tuku a pro výpočet tělesného složení podle příslušných metodik:
Obrázek 3.14 Lokalizace míst pro určení množství tělesného tuku podle Pařízkové
Myšlenka konstituční identifikace člověka má svůj původní základ již v době antického starověku, jejímž hlavním představitelem byl lékař Hippokrates (460 př. n. l. – cca 377 př. n. l.). Hippokratova tzv. „humorální teorie“ vycházela z hledání souvislostí mezi nemocemi a tělesnými šťávami s následným definováním typů temperamentu (sangvinik, melancholik, cholerik, flegmatik). Z hlediska vztahu tělesné konstituce a tendence k onemocněním definoval Hippokrates dva základní typy – habitus phthisicus (štíhlý, převládající linearita) a habitus apoplecticus (s převládajícími horizontálními rozměry).
Nový přístup k definování tělesné konstituce člověka s důrazem na jeho individualitu představuje Sheldon v roce 1940 ve své monografii o proměnlivosti tělesné stavby člověka (The Varieties of Human Physique), ve které zavádí nový pojem „somatotyp“. Hlavní myšlenkovou inspirací pro teoretická východiska byla pro Sheldona embryonální biologie. Vychází ze skutečnosti, že lidské embryo se vyvíjí ze tří zárodečných listů, které se vzájemně mohou lišit svým růstovým potenciálem a mohou tak být zdrojem následných typových variací. Každý ze zárodečných listů odpovídá za vývoj určité tkáňové struktury a konkrétních částí těla. Entoderm je vnitřní zárodečný list, na jehož podkladě vznikají především partie trávicího traktu. Mezoderm představuje střední vrstvu, která zodpovídá za vývoj svalstva, kostry a oběhového systému. Ektoderm pak představuje vnější zárodečný list, ze kterého vzniká především centrální nervová soustava a vnější část vrstvy kůže.
Sheldonova představa o tělesné stavbě hypoteticky předpokládá pod pozorovatelnou strukturou určitou biologickou strukturu, kterou nazýval morfogenotyp. Tyto struktury by pak měly představovat podíl jednotlivých zárodečných listů, které predeterminují vývoj ostatních tkání a soustav. Jejich celkový vliv by se měl projevit v individuálním projevu fenotypu, který je však ovlivňován i jinýmivlivy než pouze endogenními. Na základě názvů zárodečných listů tak Sheldon vytvořil tři primární komponenty, jejichž vzájemná kombinace hodnot (na stupnici 1–7) představuje trojčíslí somatotypu: endomorfie, mezomorfie, ektomorfie. Endomorfie jako první komponenta somatotypu reprezentuje predominanci vegetativního systému. Mezomorfie jako druhá složka somatotypu vyjadřuje míru rozvoje kosterně svalového systému. Třetí komponentou je ektomorfie, která se vztahuje k relativní délce částí těla.
Původní určení somatotypu však bylo určeno na základě fotometrického a fotoskopického přístupu se současnou limitací stupnice hodnot. Sheldonova metoda pracovala pouze se stupnicí hodnot v rozpětí jedna až sedm. Maximum sedmi se však jevilo jako nedostatečné, neboť jedinci ohodnoceni touto nejvyšší známkou často nedisponovali stejnými morfologickými charakteristikami. V šedesátých letech 20. století tedy byla provedena revize určení somatotypu. Výsledkem pak byla komplexní tabulka, pomocí které lze určit antropometrický somatotyp. Ten již má neomezenou stupnici pro hodnocení jednotlivých komponent somatotypu. Jejich metodika vychází z předpokladu zjištění hodnot celkem deseti somatických parametrů. Tělesná výška a tělesná hmotnost spolu s biepikondylární vzdáleností humeru a femuru, obvodem paže kontrahované, maximálním obvodem lýtka a hodnotami čtyř kožních řas (triceps, subscapularis, suprailiaca, lýtko II) se jeví jako postačující pro určení somatotypu. Tato metodika je platná i v současnosti a je celosvětově rozšířena.
Srovnávání rodičů a dětí je obvyklou činností charakteristickou pro oblasti genetiky. Je všeobecně známou skutečností, že dětí dědí vlastnosti a morfologické charakteristiky svých biologických rodičů. Genetické faktory tedy určují somatické charakteristiky člověka a vzájemná interakce mezi genotypem a prostředím je formujícím činitelem měřitelného fenotypu. Za geneticky podmíněnou dědičnost morfofenotypu je obecně povážováno 70 %. Jednu z prvních studií srovnávajících konstituci rodičů a jejich dětí provedl Dawenport, který vycházel z indexu hmotnost / výška2. Dělil jedince do kategorií od „velmi štíhlých“ až po kategorii „velmi tělnatých“. Výsledky naznačovaly, že potomci rodičů klasifikovaných jako velmi silní se vůbec nevyskytovali v kategoriích jedinců štíhlých a velmi štíhlých. Z tohoto závěru plyne, že jistá robusticita ve smyslu zvyšujícího se výškováhového indexu je do jisté míry geneticky determinována.
Na významný vliv dědičnosti ve vztahu k somatotypu poukázalo sledování několika párů monozygotních a dizygotních dvojčat. Metodou Heath-Carter byl zjištěn antropometrický somatotyp a jeho jednotlivé komponenty podrobeny analýze dědičnosti. Z ní je patrné, že největší měrou je geneticky podmíněna ektomorfní a mezomorfní komponenta, naopak nejmenší vliv dědičnosti je patrný u komponenty endomorfní. Středně silná heritabilita endomorfie byla zjištěna ve vztahu matka-dcera. Ve vztazích matka-syn a otec-dcera byla naznačena heritabilita nízká. U mezomorfní komponenty byly nalezeny vysoké koeficienty dědičnosti u vztahů matka-dcera a otec-syn. Obdobně jako jiné studie poukazují na skutečnost, že nejvíce ovlivnitelnou je komponenta endomorfní. Tedy ta složka těla, která představuje tělesnou frakci, jejíž podstatnou součástí je tělesný tuk.
Ve výzkumných studiích se ukazuje, že synové jsou podobnější otcům v základních lineárních a šířkových mírách, matkám v typologii, kterou podmiňuje hmotnost a tuková složka. Dcery jsou ve svých tělesných znacích podobné otcům v základních délkových mírách a matkám v typologii a v šířce pánve. Z hlediska konstituční typologie lze říci, že somatotyp jedince je charakteristikou relativně stabilní a jeho modifikace, ke kterým dochází v průběhu ontogeneze, nepřekročí geneticky determinovanou normu reakce. Somatotyp můžeme tedy ovlivňovat jak ve smyslu pozitivním, tak i ve smyslu negativním.
Somatotyp má z hlediska sportovní a tělovýchovné praxe svůj nesporný význam, neboť na základě poměru zjištěného trojčíslí a lokalizace ve sférickém trojúhelníku lze dovozovat i motorické a funkční dispozice sledovaného jedince. Za předpokladu jeho vysoké genetické podmíněnosti má tedy význam nejen diagnostický, ale i predikční. Proto jeho určení nachází své uplatnění v oblasti kinantropologické praxe.
Přechod mezi Sheldonovým definováním somatotypu, jeho antroposkopickým určením a následným antropometrickým určením představují Parnellovy studie. Jako nejvíce v praxi využitelný postup určení somatotypu se pak ukázala modifikace podle Heat-Carter. Modifikovaný postup podle Heath-Carter byl prvně ověřován v terénních podmínkách na Olympijských hrách v Mexiku (1968). Sledovaný soubor tvořilo velké množství sportovců z devadesáti dvou států, kteří se této sportovní události zúčastnili. Počátkem sedmdesátých let 20. století bylo provedeno i v našich podmínkách hodnocení dosavadních typologických technik s ohledem na potřeby tělovýchovného výzkumu. Závěrem bylo, že z vytvořených a používaných metod se jevily jako nejvhodnější ty metody, které stanovily pro určení konstituce somatotyp. Jako nejvhodnější metodiku pro aplikaci v oblasti tělesné výchovy a sportu bylo poukázáno právě na modifikaci podle Heath-Carter. Výhodou byla její objektivnost a relativní jednoduchost pro stanovení konstitučního typu. Rozsáhlé typologické šetření vrcholových sportovců pak bylo provedeno v roce 1976 v rámci Olympijských her v kanadském Montrealu.
Modifikovaná metodika antropometrického určení somatotypu byla v našich podmínkách rozpracována především Štěpničkou, Chytráčkovou, Bokem, Riegerovou, Chovanovou aj. Studium tělesné konstituce vyjádřené somatotypem je aktuální i v současnosti. Somatotyp lze lokalizovat ve sférickém trojúhelníku (somatografu) do celkem třinácti kategorií (obrázek 3.15). Jednotlivé kategorie jsou definovány na základě vzájemného poměru komponent antropometricky zjištěného somatotypu. Endomorfie představuje první, mezomorfie druhou a ektomorfie třetí komponentu somatotypu. Podle dominance jednotlivých komponent pak dělíme somatotypy na jednotlivé kategorie, kterých je celkem třináct.
Kategorie somatotypu:
Obrázek 3.15 Kategorizace somatotypů (Carter-Heath, 1990)
Při sloučení jednotlivých kategorií podle dominující komponenty vzniknou tři základní skupiny (mimo střední typ). V první skupině dominuje mezomorfní komponenta (kategorie 1., 2., 11., 12.), ve druhé dominuje komponenta endomorfní (7., 8., 9., 10.) a ve třetí kategorii dominuje komponenta ektomorfní (3., 4., 5., 6.).
Na základě tělesné stavby vyjádřené somatotypem lze rovněž usuzovat na motorické dispozice, a to především u dětí. Z hlediska ontogenetického vývoje představuje somatotyp rostoucího dítěte dynamický fenotyp, který není určen absolutními hodnotami anatomických znaků, ale především jejich vztahy a proporcemi. Genetická predispozice k určitému tělesnému typu, somatotypu, je poměrně vysoká a představuje vliv na úrovni až sedmdesáti procent. Vztah somatotypu a motorické výkonnosti je vyjádřen v kategoriích A, B, C, D a E. V kategorii „A“ se nacházejí somatotypy dětí mající dispozice pro činnosti silového charakteru, avšak v činnostech rychlostních, vytrvalostních a obratnostních jsou podprůměrní. Kategorie „B“ zahrnuje somatotypy dětí disponujícími nejlepšími předpoklady k všeobecné tělesné výkonnosti. Kategorie „C“ představuje somatotypy obézních dětí, jejichž tělesná výkonnost je ve všech ukazatelích nejhorší. Kategorie „D“ zahrnuje somatotypy dětí s předpoklady pro činnost obratnostního a vytrvalostního charakteru, ale s nižší úrovní silových schopností. V kategorii „E“ lokalizuje somatotypy jedinců s nejnižším zastoupením mezomorfní komponenty, což souvisí i s celkově sníženou výkonností (obrázek 3.16).
Někteří autoři uvádí, že výsledky motorické výkonnosti u chlapců a dívek v kategorii somatotypů A, B, C, D a E nemusí odpovídat charakteristice příslušných kategorií somatotypů. Především se poukazuje na problém v oblasti individuálního posouzení motorické výkonnosti a pětistupňové kategorie somatotypů s ohledem na věk a pohlaví. Nelze tedy jednoznačně určit úroveň motorické výkonnosti na základě vztahu k antropometrickému somatotypu. Jedinci s podobným antropometrickým somatotypem mohou mít odlišnou úroveň motorické výkonnosti a naopak jedinci s rozdílným somatotypem mohou mít stejnou úroveň motorické výkonnosti. Zjištěné divergence mohou být ovlivněny vlastním výběrem sledovaných probandů v souborech různých autorů. Výstupy mohou být ovlivněny somatotypy dětí provozujících pravidelně řízenou sportovní aktivitu ve zvolené specializaci. Případně somatotypy dětí, které neprovozují žádnou pravidelnou pohybovou aktivitu. Tyto skutečnosti je nutné vést v patrnosti při hodnocení vzájemných vztahů somatotypu a motoriky.
Obrázek 3.16 Kategorizace somatotypů ve vztahu k možné motorické výkonnosti (Chytráčková, 1990)
Obrázek 3.17
Somatotypy vrcholových sportovců (muži)
Poznámka: SA = sportovní aerobic; SG = sportovní gymnastika; K = kulturistika; R
= rugby; B = basketbal; H = horolezectví; V = volejbal; LH = lední hokej;
T = tenis, P = potápěči; W = windsurfing; F = fotbal;
VP = vodní pólo; AL = atletika lehká; AT = atletika těžká; AV = atletika
vytrvalci
Obrázek 3.18 Vývoj průměrných somatotypů na příkladu mladých hráčů ledního hokeje a nesportujících chlapců ve věku 10–18 let
Obrázek 3.19
Somatotypy vícenásobné mistryně světa a českých reprezentantek ve fitness
Poznámka:
WCH – vícenásobná mistryně světa ve fitness
Obrázek 3.20 Lokalizace somatotypů současných juniorských reprezentantů ve slalomu na divoké vodě
Při stanovení antropometrického somatotypu se vychází z unifikované metody dle Heathové a Cartera, která se pro potřeby sportovního výzkumu jeví jako velmi vhodná. Tato metodika je ověřena jak v laboratorních, tak i terénních podmínkách. Určení třech komponent somatotypu vychází z měření celkem deseti somatometrických charakteristik. Každá z komponent (endomorfie, mezomorfie, ektomorfie) reprezentuje rozvoj konkrétních frakcí tělesné stavby na otevřené (neomezené) stupnici. Endomorfie je první komponenta somatotypu a vztahuje se k relativní tloušťce a informuje o stavu podkožní tukové vrstvy. Pro její hodnocení v rámci somatotypu je nutné určit součet hodnot tří kožních řas (triceps, subscapulární, suprailiakální). Mezomorfie představuje druhou komponenta somatotypu, která se vztahuje k relativnímu rozvoji svalstva a kostry ve vztahu k tělesné výšce. Pro její určení vycházíme z hodnot biepikondylárních vzdáleností humeru a femuru, tělesné výšky, obvodu kontrahované paže a obvodu maximálního lýtka, jež jsou korigovány o patřičnou kožní řasu. Ektomorfní komponenta se vztahuje k relativní délce části těla a její určení vychází z ponderálního indexu tělesné výšky ke třetí mocnině tělesné hmotnosti. Vyhodnocení somatotypu se v praxi nejčastěji provádí pomocí výpočetní techniky ve specializovaných programech, jako jsou například Somato a Antropo. Zjištěný antropometrický somatotyp se následně přenáší do sférického trojúhelníku (somatografu) na základě výpočtu souřadnic x, y. Jejich začátek se nachází v bodě 4-4-4 (obrázek 3.21).
Vzorec pro výpočet souřadnic somatotypu:
x = III – I | I = hodnota endomorfní komponenty |
y = 2 ∙ II – (I + III) | II = hodnota mezomorfní komponenty |
III = hodnota ektomorfní komponenty |
Obrázek 3.21 Somatograf se souřadnicovou sítí
Bernaciková, M., Kapounková, K., Novotný, J. et al. (2010). Fyziologie sportovních disciplín. Multimediální internetová učebnice. Retrieved from the world wide web: https://is.muni.cz/do/fsps/e-learning/fyziologie_sport/sport/hry-florbal.html.
Bunc, V. (2007). Options of specification of body composition in children by bioimpedance method. Journal of Czech Physicians, 146, 492–495.
Grasgruber, P., & Cacek, J. (2008). Sportovní geny. Brno: Computer press.
Heymsfield, S. B., Lohman, T. G., Wang, Z., et al. (2005). Human Body Composition. Champaign, IL: Human Kinetics.
Heyward, V. D., & Wagner, D. R. (2004). Applied body composition assessment. Champaign, IL: Human Kinetics.
Hume, P., & Marfell-Jones, M. (2008). The importance of accurate site location for skinfold measurement, Journal of Sports Sciences, 26, 1333–1340.
Malina, R. M., Bouchard, C., & Or., B. (2004). Growth, maturation, and physical activity. Champaign, IL: Human Kinetics.
Marfell-Jones, M. J., Olds, T., Stewart, A. D., & Carter, L. (2006). International standards for anthropometric assessment. Potchefstroom, South Africa: International Society for the Advancement of Kinanthropometry (ISAK).
McArdle, W. D., Katch, F. I., & Katch, V. I. (2007). Exercise physiology. Energy, nutrition, & human performance. Philadelphia, PA: Lippincott Williams & Wilkins.
Pařízková, J. (1998). Složení těla, metody měření a využití ve výzkumu a lékařské praxi, Medicina Sportiva Bohemica et Slovaca, 7, 1–6.
Riegerová, J., Přidalová, M., & Ulbrichová, M. (2006). Aplikace fyzické antropologie v tělesné výchově a sportu (příručka funkční antropologie). Olomouc: Hanex.
Riegerová, J., Sedlák, P., & Kopecký, M. (2004). Stav hodnot biologického-proporcionálního věku u současných dětí a mládeže ve věku 6 až 17 let. Česko-slovenská pediatrie, 59, 555-560.
Sigmund, M. (2000). Morfologicko-funkční profil chlapců ve věku Infans I, II a Juvenis ve vztahu k intenzivní pohybové činnosti. Disertační práce. Olomouc, Univerzita Palackého.
Thomas, J. R., Nelson, J. K., & Silverman, S. J. (2011). Research methods in physical activity (6th ed.). Champaign, IL: Human Kinetics.
Vignerová, J., Riedlová, J., Bláha, P., Kobzová, J., Krejčovský, L., Brabec, M., & Hrušková, M. (2006). 6. Celostátní antropologický výzkum dětí a mládeže 2001 Česká republika. Praha: PřF UK a SZÚ.
Ward, L.C. (2012). Segmental bioelectrical impedance analysis: An update. Current Opinion in Clinical Nutrition & Metabolic Care, 15, 424–429.