u pływaczek w relacji do ich poziomu
sportowego
Wprowadzenie
Ciągła, dynamiczna poprawa rezultatów sportowych w pływaniu wy maga od trenerów optymalizacji procesu treningowego. Droga do uzys kiwania coraz lepszych wyników musi obecnie prowadzić poprzez zmia ny jakościowe w procesie treningowym, a nie jedynie poprzez zwięk szanie objętości jednostek treningowych. Dobór optymalnych dla po szczególnych mikrocykli treningowych bodźców wymaga od trenera znajomości zmian jakie zachodzą w metaboliżmie komórkowym zawod nika pod wpływem wysiłku o określonej intensywności.
W przypadku pływania wiąże się to z podstawową trudnością, jaką jest niemożność stworzenia specyficznego dla tej dyscypliny testu labo ratoryjnego, ze względu na brak w kraju basenu z regulowaną prędkoś cią przepływu wody. Tak więc fizjolog ma do wyboru dwa niespecyficz ne testy — rowerowy i biegowy. Z doniesień Holmera i wsp. (1974), którzy przeprowadzali badania pływaków w tredmilu wodnym i na bieżni mechanicznej wynika, że wartości VO2max uzyskane przez dobrze wyszkolonych pływaków podczas próby w basenie są o ok. 6—7 niższe od wartości uzyskanych w trakcie biegu. Wyniki tych badań wskazują jednak, że oba testy różnicują populację w sposób zbliżony.
Brak natomiast jednoznacznych doniesień na temat badań porównaw czych wartości parametrów fizjologicznych podczas wysiłków submak- symalnych — dotyczy to głównie wartości progowych — w próbach specyficznych i niespecyficznych. Przykładowo Wojczuk i wsp. (1987) uzyskali zbliżone progowe wartości minutowej częstości skurczów serca i stężenia kwasu mlekowego we krwi podczas wysiłku na
154 Lech Blachura, Jerzy Cempla
rze i na pływalni, natomiast cytowani wcześniej Holmer i wsp. stwier dzili niższe o ok. 10 submaksymalne wartości HR w czasie pływania niż w trakcie biegu. Pozostaje więc nadal sprawą otwartą czy można auto matycznie wyniki uzyskane w teście niespecyficznym odnieść do wysiłku w wodzie.
Celem przeprowadzonych badań własnych było wyznaczenie w nie specyficznym teście biegowym dwóch punktów określanych mianem progów metabolicznych. Ich występowanie, pomimo poważnych różnic terminologicznych, wydaje się być dostatecznie udokumentowane. Jako pierwszy przyjęto za Wassermanem (1964, 1973, 1975) moment, w któ rym poziom mleczanu we krwi znacząco wzrasta ponad wartość spoczyn kową, co powoduje charakterystyczne zmiany w przebiegu parametrów układu oddechowego. Przy tej intensywności wysiłku nie obserwuje się znaczącego obniżenia pH krwi, ponieważ większość produkowanego mleczanu jest neutralizowana przez układy buforowe krwi. Powoduje to nadwyżkę wydalanego CO2 (tzw. niemetabolicznego). Dalszy wzrost intensywności wysiłku prowadzi do momentu przekroczenia poziomu, przy którym pojemność buforowa okazuje się niewystarczająca. Konsek wencją tego jest znaczące obniżenie pH krwi i bardzo gwałtowny wzrost stężenia mleczanu. Moment ten za Reinhardem (1979) określono ter minem TDMA, czyli progiem niekompensowanej kwasicy metabolicznej (threshold of decompensated metabolic acidosis).
Chcąc odnieść wyniki badań fizjologicznych do poziomu sportowego badanych pływaczek, podzielono je na dwie grupy. Mnogość dystansów i stylów w pływaniu, uniemożliwiła podział uwzględniający wyniki spor towe na konkretnym dystansie (mała liczebność grup). W związku z tym jako kryterium przyjęto posiadanie określonej klasy sportowej. Do pier wszej grupy zaliczono zawodnicznki z I klasą sportową, a do drugiej — z II klasą sportową. Taki podział miał wykazać czy różnica w pozio mie sportowym badanych pływaczek znajdzie odzwierciedlenie w zróż nicowaniu reakcji fizjologicznych na niespecyficzny test biegowy.
Materiał i metody
Materiał niniejszego opracowania stanowią rezultaty badań dwóch 6-osobowych grup pływaczek, reprezentujących poziom I i II klasy sportowej.
Do oceny przebiegu adaptacji wysiłkowej zastosowano test biegowy, składający się z dwóch stopniowanych wysiłków przedzielonych 2-minu- tową przerwą. Pierwsza część testu wykonana była na poziomo ustawio nej bieżni mechanicznej; jej celem było wyznaczenie dwóch progów
Ryc. 1. Schemat stosowanego testu wysiłkowego
metabolicznych. Druga część, będąca kontynuacją pierwszego stopnio wanego wysiłku, wykonywana była na bieżni nachylonej pod kątem 2 stopni (3,5%) a jej zadaniem było wyznaczenie maksymalnego pozio mu wysiłkowego cech fizjologicznych (ryc. 1).
Test rozpoczynano 4-minutową rozgrzewką o bardzo niskiej inten sywności; dla badanych zawodniczek był to bieg z prędkością 2,50 m / s. Następnie w odstępach 2-minutowych podnoszono obciążenie poprzez zmianę prędkości biegu o 0,25 m/ s. W założeniu miało to powodować przyrost zużycia tlenu o ok. 3,0 ml / kg masy ciała.
Warunkiem przerwania testu (jego pierwszej fazy) były zmiany w przebiegu parametrów oddechowych, świadczące o przekroczeniu drugiego progu metabolicznego, i odpowiednio wysoki poziom innych cech fizjologicznych.
Drugą fazę testu (wysiłek finiszowy) rozpoczynano od tej samej prędkości biegu, która stosowana była w ostatnim, pełnym, 2-minuto- wym stopniu obciążenia przed przerwaniem próby. Intensywność wysił ku była jednak wyższa z racji 2-stopniowego kąta nachylenia bieżni. Dalsze zmiany obciążenia następowały według takich samych zasad jak w I fazie testu. Próba wykonywana była do subiektywnego odczucia wyczerpania (do odmowy).
Podczas testu określano podstawowe parametry układu oddechowego: minutową wentylację płuc (^e), częstość oddechów (f), obojętność od dechową (TV), minutowe wydalenie dwutlenku węgla (VO1), minutowe
156 Lech Blachura, Jerzy Cempla
zużycie tlenu (Vo2X procentową zawartość tlenu w powietrzu wydecho wym (Feo2), procentową zawartość dwutlenku węgla w powietrzu wyde chowym (FECO2), iloraz oddechowy (RQ), równoważnik oddechowy dla tlenu (VE ■ ❖o/) oraz równoważnik oddechowy dla dwutlenku węgla (VE- ^o2-)- Analizy gazów dokonywano metodą systemu otwartego, wy korzystując aparat MMC firmy Beckman, który był zaprogramowany na 1-minutowy, a w końcowej fazie testu na 30-sekundowy wydruk danych. Równolegle rejestrowano częstość skurczów serca poprzez zapis krzywej elektrokardiograficznej, wykorzystując aparat R-611 firmy Beckman.
Progi metaboliczne wyznaczano na podstawie przebiegu parametrów układu oddechowego w funkcji obciążenia, przyjmując za podstawowe
Ryc. 2. Wielkości wybranych parametrów fizjologicznych na omawianych poziomach intensywności wysiłku u badanej G.J. (kryteria wyznaczania AT i TOMA)
niżej wymienione kryteria (Bhambhani i Singh 1985, Kozłowski i Nazi 1983, Skinner i McLellan 1980).
Dla pierwszego progu (AT): a) minimalną wartość Feo2 b) minimalną wartość ^E ' ^o/1
c) łagodny, nieliniowy wzrost ^E i ^co2 (analiza przyrostów). Dla drugiego progu (TDMA):
a) maksymalną wartość FecO b) minimalną wartość VE i VCo2*
c) gwałtowny wzrost ^E i ^co2 (analiza przyrostów).
Schemat przebiegu wybranych parametrów w momencie przekroczenia progów metabolicznych ilustruje rycina 2.
Przed przystąpieniem do testu, w momencie przerwania pierwszej części wysiłku oraz w 4 i 7 minucie po zakończeniu testu pobierano próbki krwi, celem określenia stężenia kwasu mlekowego..Wykorzystano metodę Barkera i Sommersona (1941) w modyfikacji Stoma (1949).
Omówienie wyników
Średni wiek pływaczek posiadających I klasę sportową wynosił 16 lat, a pływaczek z II klasą — 16 lat i 2 miesiące (tab. 1).
Pozostający w ścisłym związku z funkcjonowaniem organizmu po ziom podstawowych cech morfologicznych nie różnicował omawianych grup w sposób statystycznie istotny. Jednakże pływaczki pierwszej gru py były nieznacznie wyższe i cięższe od pływaczek grupy drugiej. I tak, wysokość ciała wynosiła w grupie pierwszej 168,4 cm, a w drugiej 165,6 cm, masa ciała odpowiednio: 59,4 i 57,2 kg, natomiast — wyliczona na podstawie normogramów Parizkovej (Wolański 1975) — beztłuszczowa masa ciała: 48,6 i 45,9 kg (tab. 1).
Prędkości biegu, wyrażające intensywność wysiłku na omawianych poziomach metabolizmu, również nie różnicowała badanych grup w
spo-Tabela 1. Charakterystyka morfologiczna badanych grup
Wskaźniki I klasa sp. II klasa sp.
X S X S Wiek (lata) 16,0 1,8 164 0,9 H (cm) 168,4 24 165,6 5,3 BM (kg) 59,4 54 574 5,3 LBM (kg) 48,6 4,4 45,9 4,2 % F (%) 18,3 0,8 19,6 3,3
158 Lech Blachura, Jerzy Cempla
sób statystycznie istotny. Prędkości te wynosiły na poziomie AT ok. 2,75 m/sek, a na poziomie wysiłku maksymalnego ok. 3,80 m /sek plus 2-stopniowy kąt nachylenia bieżni. Na poziomie TDMA pływaczki posiadające I klasę biegały z prędkością 3,29 m /sek; czyli o 0,22 m /sek szybciej od pływaczek z II klasą sportową. Odniesienie tej różnicy do niemal identycznych wielkości zarówno ralatywnych, jak i globalnych wartości zużycia tlenu na tym poziomie metabolizmu, świadczy o
więk-Tabela 2. Średnie wartości i odchylenia standardowe podstawowych wskaźników fizjo logicznych w badanych grupach podczas wysiłku o intensywności maksymalnej oraz
odpowiadającej poziomowi AT i TDMA Wskaźniki klasa sport. Wartości AT TDMA Max V (m • sek"1) I 2,75 ±0,27 3,29 ±0,10 3,83 ±0,17 II 2,73 ±0,18 3,07 ±0,36 3,79 ±0,33 *o2 0) I 2,25 ±0,23 2,66 ±0,20 3,50 ±0,25 II 2,20 ±0,31 2,61 ±0,18 3,43 ±0,30 ' kg"1 (ml • kg"1) I 38,1 ±4,4 45,0 ±4,1 59,1 ±3,1 II 38,4 ±3,6 45,9 ±2,3 60,3 ±3,9 (1) I 55,7 ±6,2 70,6 ±6,1 110,1 ±6,3 II 55,2 ±7,6 67,8 ±7,4 108,9 ±12,2 HR (sk ■ min"1) 1 158,8 ±11,1 179,7 ±9,1 202,7 ±5,5 II 152,3 ±8,3 173,2 ±9,4 198,7 ±7,2 TV (1) I 1,42 ±0,18 1,61 ±0,21 2,03 ±0,12 II 1,47 ±0,20 1,55 ±0,17 2,15 ±0,29 f (odd ■ min"1) I 39,7 ±4,7 44,5 ±6,0 54,7 ±4,1 II 38,0 ±5,1 44,2 ±3,9 54,2 ±7,3
szej ekonomice i lepszej adaptacji do wysiłku w obszarze drugiego progu zawodniczek z I klasą sportową (tab. 2).
Globalne zużycie tlenu wynosiło na poziomie AT w grupie pierwszej 2,25 1, a w drugiej 2,20 1, na poziomie TDMA 2,66 i 2,61 1, a w trakcie wysiłku maksymalnego 3,50 i 3,43 1.
Wartości relatywne wynosiły odpowiednio: 38,1 i 38,4 ml /kg; 45,0 i 45,9 ml /kg oraz 59,1 i 60,3 ml /kg (tab. 2).
Odsetkowe zużycie tlenu na poziomie AT w stosunku do wartości maksymalnej stanowiło u lepszych pływaczek 64,3, a u gorszych 63,7. Natomiast na poziomie TDMA dla obu grup wynosiło 76,2. Wartości te korespondują z doniesieniami innch autorów, którzy u zaawansowanych treningowo sportowców umiejscawiają progi metaboliczne między 60 a 75% oraz 75 a 90% maksymalnej konsumpcji tlenu (Blachura i Cemp la 1984, Cempla i Blachura 1985a, 1985b, Farrel i wsp. 1979, Raczek i Brehmer 1984, Tanaka i Matsura 1984, Zdanowicz i Boraczyński 1986).
Częstość i głębokość oddechów nie różnicowała badanych grup w sposób statystycznie istotny na żadnym z omawianych poziomach intensywności. Oczywistą konsekwencją tego jest również brak takich różnic w zakresie minutowej wentylacji płuc, która wynosiła na poziomie TDMA odpowiednio: 70,6 i 67,8 1 oraz w trakcie wysiłku o maksymal nej intensywności 110,1 i 108,9 1 (tab. 2).
Najbardziej interesującym — z punktu widzenia praktyki trenerskiej — parametrem jest minutowa częstość skurczów serca. Zawodniczki reprezentujące I klasę sportową charakteryzowały się wyższą od zawod niczek II klasy częstością skurczów serca na wszystkich omawianych poziomach metabolizmu. Jednakże w ujęciu statystycznym są to różnice nieistotne. Maksymalna częstość skurczów serca wynosiła w grupie pierwszej 202,7 sk/min, a w drugiej 198,7 sk/min. Na poziomie TDMA 179,7 i 173,2 sk/min, co stanowiło 88,7 i 87,2 wartości maksymalnych, a na poziomie AT 158,8 i 152,3 sk/min, co wynosiło odpowiednio 78,4 i 76,7 HR max (tab. 2). Tak więc pomimo pewnych różnic w bezwzględ nych wielkościach HR, wartości odsetkowe wskazują na podobną w obu grupach reakcję układu krążenia na obciążenia progowe.
Zawodniczki z I klasą sportową charakteryzują się zdecydowanie szyb szym tempem powysiłkowej restytucji. HR po pierwszej, drugiej i trze ciej minucie wypoczynku jest u nich niższe, pomimo wyższej wartości maksymalnej. I tak, po pierwszej minucie częstość skurczów serca wynosiła u nich 154,2 sk/min w porównaniu ze 158,2 w grupie słabszej, po drugiej minucie odpowiednio: 122,8 i 133,0 oraz po trzeciej 113,3 i 123,8 sk/min. Różnica po trzeciej minucie okazała się statystycznie istotna na poziomie p< 0,05 (tab. 3).
160 Lech Blachura, Jerzy Cempla
Tabela 3. Powysiłkowe wartości częstości skurczów serca i stężenia kwasu mlekowego we krwi w badanych grupach
Wskaźniki
I klasa sp. II klasa sp.
X S X S HR (sk min”1) 1 min rest. 154,2 12,2 158,2 12,0
2 min rest. 122,8 10,4 133,0 9,0 • 3 min rest. 113,3 5,6 123,8 8,1 LA (mmol • f*) 4 min rest. 7.5 2,7 7,5 1,5 7 mm rest. 5,9 1,8 7,5 2,3
Przedwysiłkowe stężenie kwasu mlekowego we krwi w obu grupach mieściło się w granicach wartości powszechnie uznawanych jako spo czynkowe (Lippert 1980). W czwartej minucie od momentu zakończenia wysiłku maksymalnego zanotowano stosunkowo niskie stężenie kwasu mlekowego we krwi badanych zawodniczek. Wynosiło ono w obu gru pach 7,5 mmol/1. Po siedmiu minutach stężenie to utrzymywało się w drugiej grupie na tym samym poziomie, a w grupie pierwszej obniżyło się do wartości 5,9 mmol/1 (tab. 3). Potwierdza to wcześniejsze spost rzeżenie dotyczące szybszego tempa restytucji powysiłkowej zawodni czek reprezentujących wyższy poziom sportowy. Można przypuszczać, że stosunkowo niskie poziomy mleczanu we krwi są konsekwencją nie specyficznej dla pływaczek formy wysiłku, gdyż po niektórych trenin gach w wodzie u badanej grupy pływaczek notowano zdecydowanie wyższe wartości kwasu mlekowego.
Dwukrotny powysiłkowy pomiar stężenia LA we krwi miał na celu sprawdzenie ustnej informacji trenera, z której wynikało — że po specjalnym teście na pływalni najwyższe wartości LA stwierdzano po siedmiu minutach od momentu zakończenia testu. Informacja ta — jak widać — nie znalazła potwierdzenia w przypadku testu niespecyficz nego.
Wnioski
1. W teście biegowym na wszystkich omawianych poziomach meta bolizmu nie stwierdzono pomiędzy badanymi grupami różnic w zakresie reakcji fizjologicznych.
2. Prędkość biegu na poziomie TDMA była dla badanych pierwszej grupy o 7% wyższa (0,22 m/sek) niż dla badanych grupy drugiej, natomiast prędkość maksymalna i progowa (AT) nie różnicowała tych grup.
zdecydowanie szybciej u zawodniczek z I klasą sportową. Świadczą o tym niższe u nich częstości skurczów serca po pierwszej, drugiej i trzeciej minucie restytucji, pomimo wyższej wartości maksymalnej.
Piśmiennictwo
Bhambhani Y., Singh M. 1985. Yentilatory Thresholds during a Graded Ezerdse Ten.
Respiration, 47, 120.
Barker S. B., Sumerson W. H. 1941. 77>e colorimetric determination of laaic add in biological
materiale. J. Biol. Cbem., 138, 535.
Blachura L., Cempla J. 1986. Zróżnicowanie płciowe w dynamice reakcji fizjologicznych na
wysiłek o stopniowo wzrastającym obaążeniu u pływaczek i pływaków o zbliżonym pozio mie sportowym. XIX Zjazd Naukowy Pol. Tow. Med. Sportowej. Gdańsk.
Cempla J., Blachura L. 1985a. Próg przemian beztlenowych jako podstawa wyznaczania zakresu obciążeń treningowych u biegaczy. Wych. Fiz. i Sport., 1, 29.
Cempla J., Blachura L. 1985b. Differences in oalues of physiological parameters at the anaerobic threshold lewi, resulting from using different criteria of threshold determination.
Biology of Sport., vol. 2, nr 2, 111.
Farrel P. A., Wilmore J. H., Coyle E. F., Billing J. E., Costill D. L. 1979. Plasma lactate
accumulation and dis tance running performance. Med. Sci. Sports., 11, 334.
Holmer I., Stein E. M., Saltin B., Ekblom B., Astrand P. O. 1974. Hemodynamic and
respiratory responses compared in swimming and running. J. Appl. Physiol., vol. 37, nr 1, 49.
Kozłowski S., Nazar K. 1983. Beztlenowe i tlenowe procesy metaboliczne w pracujących
mięśniach — koncepcja progu beztlenowego. Sport Wyczynowy, 8-9, 3. Lippert H. 1980. Jednostki SI w medycynie. PZWL, Warszawa.
Raczek J., Brehmer R. 1984. Ocena efektów wieloletniego treningu wytrzymałościowego w świetle dynamiki wysiłkowych przemian tlenowo-beztlenowych. Sport Wyczynowy, 10, 13.
Reinhard U., Muller P. H., Schmulling R. M. 1979. Determination of anaerobic threshold by
the oentilation eąuiualent in normal indyuiduals. Respiration, 38, 36, .
Skinner J. S., McLellan T. H. 1980. traruition from aerobic to anaerobic metabolism. Res. Q. Exer. Sports, 51, 234.
Stróm G. 1949. The influence of anozia on lactate utilization in man after prolonged muscular
work. Acta Physiol. Scand., 17, 440.
Tanaka K., Matsura Y. 1984. Marathon performance, anaerobic threshold and onset of blood lactate accumulation. J. Appl. Physiol., 57, 640.
Wasserman K., Mcllroy M. B. 1964. Detecting the threshold of anaerobic metabolism in cardiac patieru during ezerdse. American Journal of Cardiology, 14, 844.
Wasserman K., Whipp B. J., Koyal S. N., Beaver W. L. 1973. Anaerobic threshold and
respiratory gas ezchange during ezerdse. J. Appl. Physiol., 35, 236.
Wasserman K., Whipp B. J. 1975. Ezerdse physiology in health and disease. Am. Rev.
Respirant. Diseases, 112, 219.
Wojczuk J., Marciniak I., Klusiewicz A., Sitkowski D., Przasnyk M. 1987. Zdolność
wysiłkowa początkujących pływaków w świetle wybranych testów fizjologicznych. Sport Wy
czynowy, 6, 17.
Wolański N. 1975. Metody kontroli i normy rozwoju dzied i młodzieży. PZWL, Warszawa. Zdanowicz R., Boraczyński T. 1986. Ocena zdolności wysiłkowej w konkurencji wytrzymałoś
162 Lech Blachura, Jerzy Cempla
Adaptation to Physical Effort in a Nonspecific Running Test With in a Group of Women Swimmers in Relation to Their
Sport Level
Summa ry
The carried out research was to estimate the women swimmers’ adaptation to physical effort through delimitation of two metabolic thresholds and maximal effort level of physiological features. The authours of the test tried to establish how the sport level corresponded to the Schedule of results. As the swimming distances and styles were different, individual values of physiological features were not compared but the normalized to average values which were gained by two groups of swimmers of similar age but of different sport level (lst and 2nd sport class).
The researchers introduced their own running test, nonspecific for women swimmers. Basing on the progress of respiratory system parame- ters, the test let dedelmit two metabolic thresholds. They were desc- ribed as 1) anaerobic threshold (AT) and 2) threshold of decompensated metabolic acidosis (TDMA).
The research showed that the decided majority of physiological features obtained in the running test had very approximate qualities in both compared groups. The oxygen intake in the three analysed points of the effort adaptation progress differed by hardly 1—2%. The only statistically significant difference was recorded in the freąency of heart ratę during restitution. There was no differentiation in the running speed which characterized the first metabolic threshold and the maximal work load. The second metabolic threshold however was decidedly higher for the first sport class swimmers (by 7%).
A very Iow lactate acid concentration in blood after maximal load was recorded. Within the group of a higher sport class swimmers already between 4 — 7 minutę after effort the lactate concentration significantly decreased.
W. N. Czernow*
* Lwowski Instytut Kultury Fizycznej