MINISTRY OF NATIONAL EDUCATION AND RELIGIOUS AFFAIRS MANAGING AUTHORITY OF THE OPERATIONAL PROGRAMME EDUCATION AND INITIAL VOCATIONAL TRAINING EUROPEAN COMMUNITY Co financing European Social Fund (E.S.F.) European Regional Development Fund (E.R.D.F.) ΕΡΓΟΦΥΣΙΟΛΟΓΙΚΗ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΑΘΛΗΤΩΝ ΜΚ 913 Πείραµα 8: Προσδιορισµός της αερόβιας ικανότητας µε µέγιστα τεστ. 1
Εισαγωγή Αερόβια ικανότητα είναι η ικανότητα αντίστασης στην κόπωση και η ικανότητα γρήγορης ανάληψης που επιτυγχάνεται µέσω της οξειδωτικής καύσης της γλυκόζης και των λιπαρών οξέων. Η αερόβια ικανότητα µπορεί να προσδιοριστεί µε δύο διαφορετικούς τρόπους. Ο πρώτος τρόπος είναι διαµέσου υποµέγιστων τεστ τα οποία λαµβάνουν υπ όψιν την καρδιακή συχνότητα και εξαιτίας της γραµµικής σχέσης που υπάρχει µε την επιβάρυνση µπορεί να προβλεφθεί έµµεσα η αερόβια ικανότητα. Ο δεύτερος τρόπος είναι η άµεση µέτρηση της µέγιστης πρόσληψης οξυγόνου χρησιµοποιώντας έναν αναλυτή αερίων. Ένα τεστ το οποίο θεωρείται από τα πιο κλασσικά τεστ εργαστηρίου είναι το τεστ για την µέτρηση της πρόσληψης οξυγόνου στο δαπεδοεργόµετρο. Ενώ τα υποµέγιστα τεστ στο ποδήλατο και στο δαπεδοεργόµετρο είναι προσπάθειες για την πρόβλεψη της αερόβιας ικανότητας µε τον καλύτερο δυνατό τρόπο, το τεστ της µέγιστης πρόσληψης οξυγόνου στο δαπεδοεργόµετρο µετράει την αερόβια ικανότητα. Ωστόσο, το µέγιστο τεστ απαιτεί τη χρησιµοποίηση περισσότερο ακριβών και σοφιστικέ µηχανηµάτων. Κριτήρια αξιολόγησης µίας πραγµατικά µέγιστης πρόσληψης οξυγόνου: 1. Η πρόσληψη οξυγόνου εξισορροπείται ή µειώνεται όταν αυξάνεται η επιβάρυνση (συµβαίνει στο 50% των περιπτώσεων). Η επιβάρυνση στο δαπεδοεργόµετρο ορίζεται από την αύξηση της ταχύτητας ή της κλίσης. 2. Τιµή αναπνευστικού πηλίκου (R) που να ξεπερνάει το 1.1 (όταν το R είναι 0.7 οξειδώνονται τα λίπη και όταν η τιµή είναι 1.0 τότε οξειδώνονται υδατάνθρακες). 3. Η καρδιακή συχνότητα πλησιάζει ή ξεπερνά την µέγιστη καρδιακή συχνότητα (220-ηλικία). 4. Εξάντληση του συµµετέχοντα. Ορισµοί και τρόποι έκφρασης της πρόσληψης οξυγόνου: VO2: Η ποσότητα οξυγόνου που προσλαµβάνεται από τα κύτταρα του σώµατος κατά την ηρεµία και κατά την διάρκεια της άσκησης (ο όγκος οξυγόνου που χρησιµοποιείται από το σώµα ανά λεπτό). VO2max: Η µέγιστη ποσότητα οξυγόνου που προσλαµβάνεται από τα κύτταρα του σώµατος στη µονάδα του χρόνου (ο όγκος οξυγόνου που χρησιµοποιείται από τον οργανισµό ανά λεπτό σε µέγιστη προσπάθεια). Η πρόσληψη οξυγόνου εκφράζεται µε διαφορετικούς τρόπους, δηλαδή µε απόλυτο τρόπο και µε σχετικούς τρόπους. Όταν η πρόσληψη οξυγόνου εκφράζεται σε λίτρα ανά λεπτό (L/min) τότε αυτή η µορφή έκφρασης ονοµάζεται απόλυτος τρόπος έκφρασης. Όταν η πρόσληψη οξυγόνου εκφράζεται σε χιλιοστόλιτρα ανά κιλό σωµατικού βάρους το λεπτό (ml/kg/min) τότε αυτή η µορφή έκφρασης ονοµάζεται σχετικός τρόπος έκφρασης. Στη δεύτερη περίπτωση λαµβάνεται υπ όψιν το σωµατικό βάρος και όπως καταλαβαίνει κανείς δύο άτοµα τα οποία έχουν ίδια πρόσληψη οξυγόνου σε λίτρα ανά λεπτό µπορεί να έχουν διαφορετική πρόσληψη οξυγόνου σε χιλιοστόλιτρα ανά κιλό σωµατικού βάρους ανά λεπτό εάν έχουν διαφορετικό βάρος. Το παράδειγµα που ακολουθεί διευκρινίζει τις δύο έννοιες. 2
Ο χοντροπαλάτος έχει µέγιστη πρόσληψη οξυγόνου 4.5 L/min και ζυγίζει 110 κιλά. Ο ξερακιανός έχει και αυτός µέγιστη πρόσληψη οξυγόνου 4.5 L/min αλλά ζυγίζει 60 κιλά. Ποια είναι η σχετική µέγιστη πρόσληψη οξυγόνου; Η σχετική µέγιστη πρόσληψη οξυγόνου του χοντροπαλάτου είναι: 4.5 L/min Χ 1000 ml/l = 4500 ml/min 4500 ml/min / 110 kg = 40.9 ml/kg/min Η σχετική µέγιστη πρόσληψη οξυγόνου του ξερακιανού είναι: 4.5 L/min Χ 1000 ml/l = 4500 ml/min 4500 ml/min / 60 kg = 75 ml/kg/min Όπως βλέπουµε αν και οι δύο αθλητές έχουν την ίδια απόλυτη µέγιστη πρόσληψη οξυγόνου (4.5 L/min) η διαφορά στην σχετική µέγιστη πρόσληψη οξυγόνου (ml/kg/min) είναι τεράστια. H απόλυτη έκφραση της µέγιστης πρόσληψης οξυγόνου χρησιµοποιείται συνήθως για αθλήµατα στα οποία δεν υπάρχει µετατόπιση του σωµατικού βάρους, π.χ. κωπηλασία, ποδηλασία, ενώ η σχετική έκφραση χρησιµοποιείται για αθλήµατα όπως οι αγώνες δρόµου, το ποδόσφαιρο κ.λ.π. Τέλος, υπάρχει και ένας τρίτος τρόπος έκφρασης της πρόσληψης οξυγόνου στον οποίο χρησιµοποιείται αντί για το σωµατικό βάρος η ποσότητα της άλιπης σωµατικής µάζας (ΑΣΜ). ηλαδή η πρόσληψη οξυγόνου εκφράζεται ως ml/kg AΣΜ/min. Ο συγκεκριµένος τρόπος έκφρασης χρησιµοποιείται αρκετές φορές στο χώρο της θερµιδοµετρίας. Εάν το ποσοστό λίπους του χοντροπαλάτου είναι 12% και του ξερακιανού 6%, µπορείτε να υπολογίσετε ποια είναι η µέγιστη πρόσληψη οξυγόνου των δύο αθλητών εκφρασµένη σε ml/kg ΑΣΜ/min. Παράγοντες επηρεασµού της VO2max: 1. Είδος της άσκησης Οι διαφορές στη µέγιστη πρόσληψη οξυγόνου οφείλονται εξαιτίας της µυϊκής µάζας που χρησιµοποιείται κατά την διάρκεια της άσκησης. 2. Κληρονοµικότητα Υπάρχουν έρευνες που πραγµατοποιήθηκαν σε διδύµους που υποδεικνύουν πως το 93% των διαφορών που παρατηρούνται στη VO2max µπορεί να οφείλεται στην κληρονοµικότητα. Φαίνεται πως η κληρονοµικότητα παίζει βασικό ρόλο στην ικανότητα ενός ατόµου για αυξηµένη αερόβια ικανότητα. Υπάρχουν καινούρια δεδοµένα που υποδεικνύουν πως η κληρονοµικότητα παίζει σηµαντικό ρόλο στον προσδιορισµό της µέγιστης αερόβιας ικανότητας αλλά το ποσοστό συµµετοχής εντοπίζεται στο 40-50% και όχι στο 93%. Ανεξάρτητα από το συγκεκριµένο ποσοστό εκείνο που έχει σηµασία είναι πως πέραν της γενετικής προδιάθεσης που έχει κάποιος για αυξηµένη αερόβια ικανότητα µπορεί να βελτιώσει αυτή την παράµετρο της φυσικής κατάστασης µε την κατάλληλη προπόνηση. 3. Προπονητική κατάσταση Η αύξηση στα επίπεδα της αερόβιας ικανότητας µετά τη συµµετοχή σε ένα αερόβιο πρόγραµµα κυµαίνεται µεταξύ του 6 και 20%. Ωστόσο, έχει παρατηρηθεί αύξηση στη µέγιστη αερόβια ικανότητα της τάξεως του 50% όταν ένα άτοµο που ήταν αγύµναστο ξεκίνησε τη συστηµατική αερόβια άσκηση. 4. Φύλο Η µέγιστη πρόσληψη οξυγόνου των γυναικών είναι κατά 15-50% χαµηλότερη συγκριτικά µε αυτή των ανδρών. Οι διαφορές, ωστόσο, τείνουν να γίνουν 3
µικρότερες όταν η VO2max εκφράζεται µε σχετικό τρόπο. Η σωµατοδοµή και τα επίπεδα αιµοσφαιρίνης αποτελούν δύο παράγοντες οι οποίοι σχετίζονται άµεσα µε τις διαφορές που παρατηρούνται στην VO2max µεταξύ των δύο φύλων. Οι άνδρες έχουν συνήθως µεγαλύτερη ποσότητα άλιπης σωµατικής µάζας (µεγαλύτερη µυϊκή µάζα σηµαίνει µεγαλύτερη ποσότητα συσταλτού ιστού), και 10 έως 14 τοις εκατό µεγαλύτερη ποσότητα αιµοσφαιρίνης από τις γυναίκες. Εποµένως οι άνδρες έχουν µεγαλύτερη ικανότητα µεταφοράς οξυγόνου από τις γυναίκες. 5. Ηλικία Μετά την ηλικία των 25 ετών, η VO2max µειώνεται κατά 1% το χρόνο. Ωστόσο, ο τρόπος άσκησης και η προπονητική κατάσταση ενός ατόµου µπορούν να διατηρήσουν την ικανότητα που έχει ένα άτοµο για µεταφορά και χρησιµοποίηση του οξυγόνου κατά την διάρκεια της άσκησης. Μεθοδολογία Προσδιορισµός VO2max στο δαπεδοεργόµετρο Πριν ξεκινήσει η διαδικασία προσδιορισµού της µέγιστης πρόσληψης οξυγόνου, γίνεται ζέσταµα που περιλαµβάνει τρέξιµο σε χαµηλή ταχύτητα στο δαπεδοεργόµετρο και διατατικές ασκήσεις. Στη συνέχεια ξεκινά η διαδικασία της εργοµέτρησης µε ταχύτητα 12 Km/h για τους άνδρες και 8 Km/h για τις γυναίκες. Η ταχύτητα αυτή αυξάνεται κατά 1 Km/h κάθε δύο λεπτά. Ο δοκιµαζόµενος φοράει σε όλη τη διάρκεια polar tester και καταγράφεται η καρδιακή του συχνότητα κάθε λεπτό. Επίσης, σε όλη τη διάρκεια του τεστ είναι συνδεδεµένος µε τον αναλυτή αερίων όπου φαίνονται ανά 20 sec οι τιµές του εισπνεόµενου και εκπνεόµενου οξυγόνου, του αναπνευστικού πηλίκου, του αριθµού αναπνοών ανά λεπτό, του πνευµονικού αερισµού και οι απόλυτες και σχετικές τιµές της πρόσληψης οξυγόνου. Συγκεκριµένα, ο δοκιµαζόµενος φοράει µια µάσκα που είναι συνδεδεµένη µέσω ενός πλαστικού σωλήνα µε τον αναλυτή αερίων και η οποία επιτρέπει µόνο την είσοδο του εισπνεόµενου αέρα ενώ ο αέρας που εκπνέεται, εισέρχεται στον αναλυτή για να γίνει ο προσδιορισµός των τιµών των παραπάνω παραµέτρων. Η ανταλλαγή των αερίων διαµέσου της ρινικής κοιλότητας αποφεύγεται τοποθετώντας ένα ειδικό clipper. Η προσπάθεια συνεχίζεται µέχρι ο δοκιµαζόµενος να φτάσει στην εξάντληση. Τότε σταµατάει να τρέχει και αρχίζει να περπατάει στο δαπεδοεργόµετρο για τρία λεπτά όπου συνεχίζει να καταγράφεται η καρδιακή συχνότητα ανά λεπτό για να προσδιοριστεί ο ρυθµός αποκατάστασης του δοκιµαζόµενου. Η τιµή της VO2max προκύπτει από το µέσο όρο των τριών συνεχόµενων µεγαλύτερων τιµών. Η αξιολόγηση της τιµής γίνεται µε τη βοήθεια του παρακάτω πίνακα. Προσδιορισµός της VO2max στο κυκλοεργόµετρο Πριν ξεκινήσει η διαδικασία προσδιορισµού της µέγιστης πρόσληψης οξυγόνου, γίνεται ζέσταµα που περιλαµβάνει ποδηλάτηση σε χαµηλή ταχύτητα στο κυκλοεργόµετρο και διατατικές ασκήσεις. Στη συνέχεια ξεκινά η διαδικασία της 4
εργοµέτρησης όπου ο δοκιµαζόµενος ξεκινά να ποδηλατεί µε µια αντίσταση 1 Kg στο κυκλοεργόµετρο και µε 60-70 rpm/min. Μετά από ένα λεπτό προστίθεται στο ποδήλατο 0.5 Kg επιπλέον και ο δοκιµαζόµενος συνεχίζει µε αυτή την αντίσταση για δύο λεπτά. Κάθε δύο λεπτά γίνεται αύξηση της αντίστασης κατά 0.5 Kg. Επίσης, σε όλη τη διάρκεια του τεστ ο δοκιµαζόµενος είναι συνδεδεµένος µε τον αναλυτή αερίων όπου φαίνονται ανά 20 sec οι τιµές του εισπνεόµενου και εκπνεόµενου οξυγόνου, του αναπνευστικού πηλίκου, του αριθµού αναπνοών ανά λεπτό, του πνευµονικού αερισµού και οι απόλυτες και σχετικές τιµές της πρόσληψης οξυγόνου. Συγκεκριµένα, ο δοκιµαζόµενος φοράει µια µάσκα που είναι συνδεδεµένη µέσω ενός πλαστικού σωλήνα µε τον αναλυτή αερίων και η οποία επιτρέπει µόνο την είσοδο του εισπνεόµενου αέρα ενώ ο αέρας που εκπνέεται, εισέρχεται στον αναλυτή για να γίνει ο προσδιορισµός των τιµών των παραπάνω παραµέτρων. Η ανταλλαγή των αερίων διαµέσου της ρινικής κοιλότητας αποφεύγεται τοποθετώντας ένα ειδικό clipper. Η προσπάθεια συνεχίζεται µέχρι ο δοκιµαζόµενος να φτάσει στην εξάντληση. Τότε αφαιρείται η αντίσταση και συνεχίζει να ποδηλατεί µε χαµηλή ταχύτητα για τρία λεπτά όπου συνεχίζει να καταγράφεται η καρδιακή συχνότητα ανά λεπτό για να προσδιοριστεί ο ρυθµός αποκατάστασης του δοκιµαζόµενου. Η τιµή της VO2max προκύπτει από το µέσο όρο των τριών συνεχόµενων µεγαλύτερων τιµών. Η αξιολόγηση της τιµής γίνεται µε τη βοήθεια του παρακάτω πίνακα. Πίνακας 1: Τιµές εκατοστηµορίου της µέγιστης αερόβιας ικανότητας (ml/kg/min). Ποσοστό Άνδρες 90 80 70 60 50 40 30 20 10 Γυναίκες 90 80 70 60 50 40 30 20 10 Ηλικία 20 29 30 39 40 49 50 59 60+ 51.4 48.2 46.8 44.2 42.5 39.5 37.1 34.5 44.2 38.1 30.6 28.4 50.4 46.8 44.6 42.4 38.9 37.4 35.4 32.5 38.6 34.6 30.5 28.7 26.5 48.2 44.1 41.8 39.9 38.1 35.1 33.0 30.9 39.5 36.3 30.9 29.5 28.3 26.5 25.1 45.3 38.5 30.2 28.0 30.9 29.4 28.2 26.9 25.5 24.3 22.3 42.5 38.1 35.3 33.6 31.8 30.2 28.7 26.5 23.1 31.2 29.4 27.2 25.8 24.5 23.8 22.8 20.8 5
ιαφορές µεταξύ της VO2max στο δαπεδοεργόµετρο και στο κυκλοεργόµετρο. Η VO2max είναι 15-20% υψηλότερη όταν ο προσδιορισµός γίνεται στο δαπεδοεργόµετρο συγκριτικά µε το τεστ που γίνεται στο κυκλοεργόµετρο. Ο κύριος λόγος για αυτές τις διαφορές εντοπίζεται στη µεγαλύτερη µυϊκή µάζα που δραστηριοποιείται όταν κάποιος ασκείται στο δαπεδοεργόµετρο όπου χρησιµοποιεί και τα πόδια και τα χέρια ενώ στο ποδήλατο δραστηριοποιείται µόνο η µυϊκή µάζα των ποδιών. Σε γενικές γραµµές η αξιολόγηση της µέγιστης πρόσληψης οξυγόνου θα πρέπει να πραγµατοποιείται στο όργανο το οποίο χρησιµοποιείται στο άθληµα του αθλητή. Για παράδειγµα οι δροµείς θα πρέπει να χρησιµοποιούν το δαπεδοεργόµετρο, οι ποδηλάτες το κυκλοεργόµετρο κ.ο.κ. Ο χρόνος προσδιορισµού της VO2max θα πρέπει να κυµαίνεται µεταξύ 8-18 λεπτών. Η µεγαλύτερη χρονική διάρκεια των τεστ συνδέεται συνήθως µε άλλα κριτήρια αξιολόγησης όπως ο προσδιορισµός του ΗΚΓ. Το πρωτόκολλο το οποίο χρησιµοποιείται πρέπει να έχει συνεχόµενη διάρκεια και αυξανόµενη ένταση µέχρι εκείνο το σηµείο στο οποίο ξεπερνιέται η µέγιστη αερόβια ικανότητα και επέρχεται η κόπωση µε αποτέλεσµα ο εξεταζόµενος να σταµατήσει την άσκηση. Γενικές οδηγίες για την παύση ενός τεστ άσκησης σε φαινοµενικά υγιή άτοµα* 3. Πόνους στηθάγχης ή συµπτώµατα στηθάγχης 4. Σηµαντική µείωση στη συστολική αρτηριακή πίεση (20 mmhg) ή αδυναµία αύξησης της συστολικής αρτηριακής πίεσης µε αύξηση της αντίστασης. 5. Υπερβολική αύξηση της αρτηριακής πίεσης: συστολική πίεση>260 mmhg ή διαστολική>115 mmhg. 6. Ενδείξεις κακής αιµάτωσης: πονοκέφαλος, σύγχυση, αταξία, χλωµάδα, ναυτία, κρύο δέρµα 7. Αδυναµία της καρδιακής συχνότητας να αυξηθεί µε αύξηση της αντίστασης. 8. Σηµαντική µεταβολή στον καρδιακό ρυθµό 9. Αίτηση του συµµετέχοντα για παύση του τεστ. 10. Ενδείξεις φυσικής και προφορικής απόδειξης υπερβολικής κόπωσης 11. Χάλασµα των µηχανηµάτων * Υποτίθεται ότι το τεστ δεν είναι διαγνωστικό και πραγµατοποιείται χωρίς την παρουσία γιατρού ή ηλεκτροκαρδιογραφήµατος. 6