Wpływ wysiłku fizycznego

na organizm człowieka

Zakład Medycyny

Zakład Medycyny

Sportowej

Sportowej

Prof. dr hab. n. med.

Prof. dr hab. n. med.

Anna Jegier

Anna Jegier

MEDYCYNA SPORTOWA =

MEDYCYNA AKTYWNOŚCI

RUCHOWEJ



Interdyscyplinarna dziedzina wiedzy

lekarskiej wykorzystująca osiągnięcia

antropologii, biologii, biochemii, fizjologii i

teorii treningu sportowego oraz takich

dyscyplin klinicznych jak: ortopedia,

traumatologia, pediatria, choroby

wewnętrzne i kardiologia



Obejmuje całość procesów fizjologicznych i

patologicznych jakie dokonują się w

organizmie pod wpływem aktywności

ruchowej lub jej braku we wszystkich

układach i narządach organizmu

MEDYCYNA SPORTOWA =

MEDYCYNA AKTYWNOŚCI

RUCHOWEJ



Zajmuje się człowiekiem aktywnym

ruchowo w zdrowiu i chorobie we

wszystkich okresach jego życia



Cel medycyny sportowej to

ochrona zdrowia osób biorących

udział w aktywności fizycznej:

–

od zajęć wychowania fizycznego do sportu

kwalifikowanego

–

od rekreacji do treningu zdrowotnego

–

od profilaktyki chorób do ich leczenia i

rehabilitacji

Medycyna sportowa



Sport kwalifikowany



Sport młodzieżowy



Sport powszechny/ dla wszystkich



Sport osób niepełnosprawnych



Aktywność ruchowa adaptacyjna

Polish Society of Sports Medicine

European Federation of Sports Medicine Associations ( EFSMA)

International Federation of Sports Medicine ( FIMS )

www

.ptms.org.pl

1937 -

Polish Society of Sports
Medicine:

Journals

Polish Society of Sports Medicine: Books

Medycyna sportowa

Podstawowe podręczniki :



Anna Jegier; Krystyna Nazar; Artur Dziak red. Medycyna
Sportowa Polskie Towarzystwo Medycyny Sportowej Warszawa
2005



K. Birch, D. MacLaren, K. George: Fizjologia sportu. Krótkie
wykłady Wydawnictwo Naukowe PWN 2008



S. Kozłowski, K. Nazar : Wprowadzenie do fizjologii klinicznej.
PZWL Warszawa 1999

Zakład Medycyny Sportowej

KatedraMedycyny Społecznej i

Zapobiegawczej Uniwersytet Medyczny w

Łodzi



Centrum Medycyny Sportowej



Poradnia Prewencji Chorób Układu Krążenia

i Metabolicznych



Ośrodek Rehabilitacji Dziennej

Centralny Szpital Kliniczny
UM w Łodzi

Podstawowe pojęcia

w medycynie sportowej



Wysiłek fizyczny



Aktywność ruchowa



Wydolność fizyczna

Wysiłek fizyczny



Wysiłek fizyczny to wszelkie formy
aktywności człowieka realizowane za pomocą
dowolnych skurczów mięśni szkieletowych

Aktywność ruchowa



Aktywność ruchowa, (ang. physical activity)
to wysiłek fizyczny, czyli praca podejmowana
przez mięśnie szkieletowe wraz z całym
zespołem towarzyszących jej zmian
czynnościowych w organizmie. Wynikiem tej
pracy jest wydatek energetyczny.

Wydolność fizyczna

exercise capacity, cardio-respiratory

fitness



zdolność do ciężkich lub długotrwałych

wysiłków fizycznych

,

wykonywanych z udziałem dużych grup mięśniowych, bez

szybko narastającego zmęczenia i warunkujących jego

rozwój zmian w środowisku wewnętrznym organizmu



tolerancja zmian zmęczeniowych i zdolność do szybkiej ich
likwidacji po zakończeniu pracy

S. Kozłowski, K. Nazar; PZWL,Warszawa 1999

Wysiłek fizyczny
- rodzaje

Wysiłek fizyczny –

podział w zależności od rodzajów

skurczów mięśni szkieletowych

przeważających w czasie wykonywania

wysiłku



Dynamiczny

–

przewaga skurczów izotonicznych - pobudzony

mięsień skraca się bez zmiany napięcia

–

lub auksotonicznych – pobudzony mięsień zmienia

długość i napięcie



Statyczny – przewaga skurczów izometrycznych –

napięcie mięśnia zwiększa się bez zmiany jego długości



Oporowy – połączenie skurczów izometrycznych i

izotonicznych

Wzrastająca składowa dynamiczna

A. Mała

< 40% VO

2

max

B. Umiarkowana

40-70% VO

2

max

C. Duża

> 70% VO

2

max

I. Mała

< 20%

MVC

kręgle

krykiet

golf

strzelectwo

bilard

szermierka

tenis stołowy

tenis ziemny (pary)

piłka siatkowa

bejsbol

a

/softboll

a

badminton

chodzenie

bieg maratoński)

narciarstwo biegowe (klasyczne)

squash

biegi na orientację

II.Średni

a

20-50%

MVC

sporty

samochodowe

ab

nurkowanie

b

sporty motocyklowe

gimnastyka

a

karate/judo

a

żeglarstwo

łucznictwo

jeździectwo

ab

LA skoki

jazda figurowa na

lodzie

a

biegi krótkie

koszykówka

a

biathlon

hokej na lodzie

a

hokej na trawie

a

rugby

a

soccer

a

narciarstwo biegowe (łyżwowe)

biegi średnie i długie

pływanie

tenis ziemny

piłka ręczna

a

III. Duża

50% MVC

bobsleje

ab

LA rzuty

saneczkarstwo

ab

wspinaczka

ab

narty wodne

ab

podnoszenie

ciężarów

a

windsurfing

ab

kulturystyka

a

narciarstwo

zjazdowe

ab

zapasy

a

deska snowbordowa

(snow boarding)

ab

boks

a

kanadyjki / kajaki

wioślarstwo

kolarstwo

ab

dziesięciobój

ab

triathlon

ab

łyżwiarstwo szybkie

a

niebezpieczeństwo urazu

VO

2

max – maksymalne pobieranie

tlenu

b

wzrasta ryzyko omdlenia

MVC – maksymalna siła skurczu

dowolnego

W

zr

a

st

a

ją

c

a

s

k

ła

d

o

w

a

st

a

ty

c

zn

a

Wysiłek fizyczny –

podział ze względu na przewagę rodzaju

procesów metabolicznych pokrywających

zapotrzebowanie energetyczne w czasie

ich wykonywania



Aerobowy / tlenowy



Anaerobowy / beztlenowy ( maksymalny czas

trwania nie przekracza 2-3 minuty)

–

Wysiłki statyczne o intensywności powyżej 30% MVC

(maximal voluntary contraction)

–

Wysiłki dynamiczne supramaksymalne

Miara intensywności

wysiłków dynamicznych -

względna %VO2max

-

%

maksymalnej zdolności pobierania

tlenu



Maksymalne, w czasie których zapotrzebowanie na tlen jest
równe wartości VO2max



Submaksymalne, w czasie których zapotrzebowanie na tlen jest
mniejsze od VO2max i wynosi:

–

75%- 99% VO2max - wysiłki bardzo ciężkie

–

50-75%VO2max - ciężkie

–

20%-50% VO2max – średnio-ciężkie

–

20% VO2max - lekkie



Supramaksymalne w czasie których zapotrzebowanie na tlen
jest większe od VO2max

Wysiłek fizyczny –

podział ze względu na masę

mięśni zaangażowanych w

wysiłek



Ogólne – angażujące powyżej 30%

masy mięśniowej



Lokalne - angażujące 30% i mniej

masy mięśniowej

Wysiłek fizyczny –

podział ze względu na czas trwania

wysiłku



długotrwały – trwające powyżej 30
minut,



o średnim czasie trwania – 15-30
minut



krótkotrwały –trwające do 15
minut.

Częstość podejmowania

wysiłku fizycznego



Wysiłek jednorazowy



Wysiłek systematyczny – trening
fizyczny

Jednorazowy

wysiłek fizyczny

- wpływ na

organizm

Maksymalny wysiłek fizyczny
dynamiczny, aerobowy

Maksymalna częstość skurczów
serca:
HR max = 220 – wiek

Maksymalna wartość skurczowego
ciśnienia tętniczego:
230 do 250 mmHg

Wysiłkowe wartości ciśnienia tętniczego dorosłych
mężczyzn w zależności od wieku i obciążenia
jednorazowym wysiłkiem aerobowym

Wielemborek-Musiał K., Jegier A. 2009 w druku

y = 0,346x + 135,76

18-64lata

18-24lata

35-44lata

55-64lata

45-54lata

150

160

170

180

190

200

210

220

230

30

60

90

120

150

180

obciążenie [W]

R

R

s

[m

m

H

g

]

m

ę

żc

zy

źn

i

Wysiłkowe wartości ciśnienia tętniczego dorosłych kobiet w
zależności od wieku i obciążenia jednorazowym wysiłkiem
aerobowym

Wielemborek-Musiał K., Jegier A. 2009 w druku

y = 0,103x + 155,72

18-64lata

18-24lata

25-34lata

35-44lata

55-64lata

45-54lata

150

160

170

180

190

200

210

30

60

90

120

150

180

obciążenie [W]

R

R

s

[m

m

H

g

]

k

o

b

ie

ty

Wpływ statycznego wysiłku fizycznego

na ciśnienie tętnicze krwi



Wzrost ciśnienia tętniczego w czasie wysiłku
statycznego o intensywności:
> 40-50 % MVC

(maximal voluntary contraction)

maksymalna siła skurczu dowolnego danej grupy mięśni

jest większy niż w czasie
wysiłku dynamicznego
- do śr.350 mmHg

Regularny wysiłek

fizyczny/

trening fizyczny

- wpływ na organizm

człowieka

Najsilniejszy wpływ wysiłku

fizycznego

na organizm dotyczy



Układu krążenia – serce sportowca

–

bezpośredni wpływ na serce i
naczynia

–

pośredni wpływ



Narządu ruchu



Inne układy

Czynniki wpływające

na adaptację układu

krążenia

do wysiłku fizycznego



Rodzaj uprawianego sportu: sport kwalifikowany, sport

młodzieżowy, sport powszechny, aktywność ruchowa adaptacyjna,

sport osób niepełnosprawnych



Rodzaj wysiłku fizycznego przeważający w treningu

fizycznym;



Objętość wysiłku fizycznego (czas x intensywność)



Staż treningowy



Stan układu krążenia przed rozpoczęciem treningu



Wiek, płeć osoby trenującej fizycznie



Powierzchnia ciała

Układ krążenia



Adaptacja układu krążenia do
wysiłku fizycznego – Serce
sportowca

–

hemodynamiczna

–

morfologiczna

–

metaboliczna



Wpływ regularnego wysiłku fizycznego na
czynniki zagrożenia chorób serca i naczyń

Hemodynamiczna adaptacja

układu krążenia do wysiłku

fizycznego

•

zwolnienie częstotliwości rytmu serca
(najniższe wartości 21-23 sk/min.)

•

obniżenie ciśnienia tętniczego krwi na
danym poziomie obciążenia

•

wydłużenie okresu rozkurczu serca

•

poprawa stabilności elektrycznej serca

•

zwiększenie maksymalnej pojemności
minutowej (COmax) z 20l/min do 40l/min i
objętości wyrzutowej serca (SV)

Czynność serca sportowca

Na podstawie: B.M. Pluim: Circulation 101, 2000, 336

dyscypliny

wytrzymałościow

e

n=413

siłowe

n=544

EF (%)

Frakcja

wyrzucania

69

(65 - 73)

66

(61 - 72)

FS% (%)

34

(33 - 36)

36

(34 - 38)

Wpływ systematycznego aerobowego

wytrzymałościowego wysiłku fizycznego

na ciśnienie tętnicze krwi

Metaanalizy: Fagard RH Med. Sci Sports Exerc 2001;

33(suppl):S484—S492

Whelton SPi wsp. Ann Intern Med. 2002;136:493-503

5,8 mmHg

7,4 mmHg

Osoby z

nadciśnieniem

1,8 mmHg

2,6 mmHg

Osoby

normotensyjne

Redukcja

ciśnienia

tętniczego

↓RRs

mmHg

↓RRd

mmHg

Wpływ oporowego systematycznego

wysiłku fizycznego na spoczynkowe

ciśnienie tętnicze krwi

trening oporowy o umiarkowanej

intensywności obniża ciśnienie
tętnicze krwi

skurczowe 3,2mmHg
rozkurczowe 3,5mmHg

N= 341; 12 grup; 15 tygodni

Metaanaliza badań randomizowanych:
Cornelissen VA, Fagard RH: J Hypertens
2005;23(2):251-259

MORFOLOGICZNA ADAPTACJA

UKŁADU KRĄŻENIA DO

TRENINGU FIZYCZNEGO



powiększenie objętości serca



Przebudowa/przerost serca



 objętości późnorozkurczowej

lewej komory serca (LVEDV)

Objętość serca

Objętość

serca

(cm

3

)

kobiety

mężczyźni

Ludzie

zdrowi

15 – 30 rok życia

580 ± 60

630 ± 80

Sportowcy

> 800

> 1000 –

1200

maksymalnie 1700

OBJĘTOŚĆ SERCA (HV)

A WYDOLNOŚĆ FIZYCZNA (VO2max)

HV/VO

2

max:



 230 ± 40 cm

3 .

l

-1 .

min



 16 ± 3,6 cm

3 .

ml

-1 .

min

.

kg

Fizjologiczny przerost

/przebudowa serca



Ekscentryczny



Symetryczny

Geneza przerostu serca

sportowca

systematyczny wysiłek

fizyczny

czynniki

hormonalne

czynniki

hemodynamiczn

e

zmiana aktywności

układu adrenergicznego

fizjologiczny

przerost mięśnia

sercowego

czynniki

genetyczne

czynniki

środowiskow

e

Morfologiczne wskaźniki

skriningowego badania

echokardiograficznego

u sportowców



Grubość przegrody i tylnej ściany lewej

komory serca poniżej 13mm



Wskaźnik grubości przegrody

międzykomorowej/ grubości tylnej ściany

lewej komory serca poniżej 1.3



Względna grubość ściany lewej komory

większa od 0.30 a mniejsza od 0.45



Końcoworozkurczowy wymiar lewej

komory serca poniżej 60mm



Masa lewej komory serca poniżej 294g u

mężczyzn i poniżej 198g u kobiet

według L.R.Thomas i

P.S.Douglas

Lewa komora serca

osoby systematycznie

trenującej

dyscypliny

wytrzymałościow

e

n=413

siłowe

n=544

LVEDd
(mm)

53,7

(52,8 – 54,6)

52,1

(50,6 – 53,6)

PWd (mm)

10,3

(10,0 – 10,6)

11,0

(10,2 – 11,7)

IVSd (mm)

10,5

(10,1 – 10,9)

11,8

(10,9 – 12,7)

IVSd+PWd/LVI

Dd

0,39

(0,37 – 0,40)

0,44

(0,40 – 0,48)

Na podstawie: B.M. Pluim: Circulation 101, 2000, 336

SERCE SPORTOWCA



LVEDd ≥ 60mm – 70mm 14%
sportowców



LA ≥ 40mm 20% sportowców



Max LV WTh ≥ 13mm

–

2% mężczyzn

–

0% kobiet

WPŁYW WYSIŁKU FIZYCZNEGO

na

naczynia wieńcowe

-

hemodynamika, morfologia,

metabolizm

•

powiększenie średnicy głównych tętnic wieńcowych

•

zwiększenie gęstości naczyń wieńcowych

•

nasilenie angiogenezy w obrębie mięśnia

sercowego

•

wzrost przepływu wieńcowego i obniżenie oporu

naczyniowego w układzie wieńcowym

•

poprawa zdolności transportowych naczyń

wieńcowych

•

obniżenie tempa zwiększania AVd i wzrost AVd w

czasie wysiłku

•

poprawa funkcji śródbłonka

wg. Peliccia i wsp., 1990

Zależność między masą lewej

komory

a średnicą tętnic wieńcowych

(mm)

LVM (g)

<200

200 - 250

251 - 300

301 - 350

351 - 400

>400

0

2

4

6

8

Prawa t. wieńcowa Lewa gł. t. wieńcowa

ADAPTACJA METABOLICZNA



 objętości i ilości mitochondriów



większe zapasy glikogenu w komórkach mięśniowych



wzmożona utylizacja tłuszczu



wzmożone wychwytywanie kwasu mlekowego



mniejsze stężenie katecholamin w czasie wysiłku



 enzymów metabolizmu tlenowego



 zużywania O

2

w jednostce czasu w spoczynku i

submaksymalnym wysiłku



 V0

2max

Układ krążenia

Wpływ regularnego wysiłku fizycznego

na czynniki zagrożenia chorób serca i
naczyń

Wpływ aktywności

ruchowej



Eliminacja czynnika

„brak aktywności ruchowej’



Wzrost wydolności fizycznej

Należne wartości VO

2

max i METs

w grupie mężczyzn i kobiet

w zależności od wieku

Wiek

(lata)

Mężczyźni

Kobiety

VO

2 max

(ml/min

*

kg)

METs

VO

2max

(ml/min

*

kg)

METs

20 –

29

43 ± 7,2

12

36 ± 6,9

10

30 –

39

42 ± 7,0

12

34 ± 6,2

10

40 –

49

40 ± 7,2

11

32 ± 6,2

9

50 –

59

36 ± 7,1

10

29 ± 5,4

8

60 –

69

33 ± 7,3

9

27 ± 4,7

8

70 –

79

29 ± 7,3

8

27 ± 5,8

8

według G.F. Fletcher i wsp. Circulation 2000; 102,

1591-7

Wpływ aktywności

ruchowej na profil lipidowy

stężenia HDL – cholesterolu

stężenia trójglicerydów

Zmiany treningowe w

tkance tłuszczowej



Zmniejszenie ilości tkanki tłuszczowej



Zmniejszenie wielkości adypocytów



Wzrost wrażliwości tkanki tłuszczowej na
działanie czynników lipolitycznych



Wzrost aktywności lipazy lipoproteinowej



Wzrost wrażliwości komórek tłuszczowych
na insulinę

Aktywność fizyczna



Utrzymanie prawidłowej masy
ciała



Zapobieganie:

- otyłości
- nadwadze

Wpływ aktywności

ruchowej

na reakcje hormonalne



Zmniejszenie reakcji hormonalnych na wysiłki
submaksymalne

–

Obniżenie aktywności składowej współczulnej AUN

–

Obniżenie stężenia insuliny we krwi



Zmniejszenie wydzielania insuliny



Wzrost tempa wychwytywania i rozkładu

–

Poprawa tolerancji glukozy



Wzrost wrażliwości tkanek na insulinę



Zwiększenie wiązania insuliny przez receptory insulinowe

–

Wzrost stężenia ß-endorfin

Aktywność fizyczna



Zapobiega cukrzycy



Wspomaga leczenie cukrzycy

Wpływ aktywności

ruchowej

na odporność organizmu



Wzrost odporności nieswoistej organizmu

–

Wzrost stężenia properdyny

–

Wzrost stężenia immunoglobin klasy IgM, IgG

–

Zwiększenie aktywności fagocytarnej
leukocytów

–

Wzrost miana opsonin

–

Wzrost aktywności monocytów

Przeciwzakrzepowe

działanie aktywności

ruchowej

- zmniejszenie aktywacji płytek
- wzrost aktywności fibrynolitycznej
osocza
- obniżenie stężenia fibrynogenu

Wpływ treningu fizycznego

na zdrowie psychiczne



Zmniejszenie poziomu lęku



Zmniejszenie głębokości stanów
depresyjnych



Poprawa snu i procesu zasypiania



Wyższa subiektywna ocena
samopoczucia

Zmiany treningowe

w narządzie ruchu (1)



Usprawnienie koordynacji nerwowo-

mięśniowej
-

Zwiększenie precyzji, harmonii i szybkości ruchów

- Zmniejszenie kosztu energetycznego pracy
- Zwiększenie siły skurczu dowolnego



Zwiększenie maksymalnej siły mięśniowej



Przerost mięśni szkieletowych (↑↑FT, ↑ST)



Wzrost potencjału metabolicznego mięśni -

tlenowego i beztlenowego



Poprawa unaczynienia mięśni szkieletowych

przez naczynia włosowate

Zmiany treningowe

w narządzie ruchu (2)



Zwiększenie ukrwienia i odżywienia
stawów



Pobudzenie czynności kaletek maziowych



Zwiększenie zakresu ruchów w stawach



Wzrost masy i stopnia mineralizacji
tkanki kostnej

Aktywność fizyczna

zapobiega



Chorobie zwyrodnieniowej
narządu ruchu



Osteoporozie



Wadom postawy

Wpływ aktywności ruchowej

na układ oddechowy



Wzrost siły mięśni oddechowych i ruchomości
klatki piersiowej



Wzrost pojemności życiowej płuc VC



Wzrost objętości wydechowej
pierwszosekundowej FEV1



Wzrost dowolnej, maksymalnej wentylacji płuc
MVV



Niższa częstość oddechów



Wzrost pojemności dyfuzyjnej płuc