CZYNNIKI DETERMINUJĄCE WYDOLNOŚĆ FIZYCZN
Mówiąc o wydolności fizycznej należałoby najpierw zdefiniować pojęcie wydolności fizycznej. Z wielu istniejących, przytoczę definicje Artura Jaskólskiego: „ Wydolność fizyczna jest to zdolność do ciężkiego lub długotrwałego wysiłku fizycznego z udziałem dużych grup mięśniowych, bez większych zmian homeostazy, po zakończeniu którego następuje szybki powrót do wartości spoczynkowych. Wydolność fizyczną można określić u każdego człowieka.” Wydolność fizyczna determinowana jest przez wiele czynników.]
Wydolność fizyczna w 80% uwarunkowana jest genetycznie, zaś tylko w 20% podlega wytrenowaniu. Wiadomo jednak, że każdy posiada własne cechy osobnicze i dlatego w procesie treningowym jeden będzie mógł poprawić ją do 40%, zaś inny tylko w kilku procentach. Wzrost wydolności następuje już po kilku tygodniach treningu, jednak po takim samym czasie, gdy się nie trenuje to następuje powrót do wartości przedtreningowych.
Wydolność fizyczna zależy także od procentowego udziału w mięśniach włókien mięśniowych szybko- FT i wolnokurczliwych ST. Włókna FT charakteryzują się wysoką wydolnością beztlenową i są predysponowane do krótkotrwałych wysiłków o wysokiej intensywności. Są one angażowane np. w biegu na 100 m czy pływaniu na dystansie 50 metrów. Natomiast włókna ST odznaczają się wysoką wydolnością tlenową i są angażowane w wysiłkach długotrwałych o niskiej intensywności np. w biegu maratońskim
Wydolność fizyczna zależy także od cech budowy somatycznej. Wiadomo, że osobnik niewysoki, krępy może być doskonałym ciężarowcem, lecz nie będzie uzyskiwał dobrych wyników w biegu na 400 m tak jak osobnik słabiej umięśniony, lecz o wysokim wzroście.
Jeśli chodzi o wiek osobniczy to wartości to wartości VO2max wzrastają znacznie w okresie szkolnym i osiąga największe wartości między 20, a 25 rokiem życia. Następnie ma miejsce stopniowy spadek wydolności fizycznej, który zależy od aktywności ruchowej. W wieku 65 lat wydolność jest o 30% mniejsza niż w okresie najwyższej wydolności.
Ludzie lżejsi będą mieć wyższą wartość VO2max niż ludzie otyli, którzy charakteryzują się niską wydolnością fizyczną.
VO2max u kobiet jest ok. 20-30% mniejsza niż u mężczyzn. Przyczynami takiego stanu są min.: mniejsze rozmiary serca, mniejsza objętość krwi krążącej, mniejsza zawartość HB we krwi. Tempo zmniejszania VO2max wraz z wiekiem u kobiet jest nieco mniejsze.
Wydolność fizyczna człowieka zależy od wykorzystania metabolizmu anaeerobowego i aerobowego jako źródeł energii do pracy. Żeby człowiek mógł przez dłuższy czas wykonywać bez zmęczenia prace mięśniową, organizm powinien wykorzystywać tlenowe procesy metaboliczne. Jeżeli jednak przeważa udział metaboloizmu beztlenowego, wówczas więcej kwaśnych metabolitów gromadzi się w mięśniach i płynach ustrojowych i wtedy następuje szybszy rozwój zmęczenia.
Wydolność beztlenowa zależy od zasobu źródeł energetycznych ATP, fosfokreatyny i glikogenu, sprawności mobilizacji i wykorzystania tych źródeł oraz sprawności buforowania krwi. Energia do skurczów mięśni w wysiłkach krótkotrwałych o maksymalnej intensywności - do 10 s – jest czerpana prawie wyłącznie na drodze procesów beztlenowych, czyli na drodze rozpadu ATP, fosfokreatyny oraz glikolizy beztlenowej. Pierwszym źródłem energii używanym do odnawiania ATP jest fosfokreatyna. Ilość fosfokreatyny, choć jest 5-krotnie większa od zapasów ATP, jest również bardzo mała i wystarcza na 5-8 sekund maksymalnej pracy. ATP i fosfokreatyna posiadają wspólną nazwę fosfagenów. Następnym źródłem energii wykorzystywanym do resyntezy ATP i fosfokreatyny jest glikogen zmagazynowany w mięśniach. Rozpad glikogenu do kwasu pirogronowego i mlekowego odbywa się na drodze glikolizy beztlenowej.
Czym wysiłek trwa dłużej tym ważniejszą rolę odgrywają procesy tlenowe. Miara wydolności tlenowej jest maksymalna zdolność pochłaniania tlenu-VO2max. Zależy ona od maksymalnej pojemności minutowej serca, maksymalnej wentylacji płuc, pojemności dyfuzyjnej płuc, transportu tlenu z płuc do tkanek, regulacji naczynioruchowej i możliwości wykorzystania tlenu przez mięśnie. Podczas pracy z umiarkowaną intensywnością po upływie 2-6 minut głównym źródłem energii są przemiany tlenowe. Przemiany te zapewniają resyntezę wysokoenergetycznych związków fosforowych i usuwanie mleczanów. Pojemność energetyczna mechanizmu tlenowego jest praktycznie nieograniczona, ulega większemu zubożeniu dopiero po długotrwałym wyczerpującym wysiłku. Zasoby węglowodanów, tłuszczów i białek są w stanie nieprzerwanie uzupełniać dostępną pulę wysokoenergetycznych związków fosforowych. W czasie długotrwałej pracy mięśniowej zapotrzebowanie energetyczne mięśni może być pokrywane aż w 95% przez procesy tlenowe.
W czasie kilkugodzinnych wysiłków największa część energii pochodzi z rozpadu tłuszczów.
Potencjał tlenowy zależy odwrotnie proporcjonalnie od zawartości masy tłuszczowej, ale także istnieją istotne zależności miedzy potencjałem tlenowym, a masą beztłuszczową.
Aerobowe procesy energetyczne tj. fosforylacja oksydacyjna, oparta na
B-oksydacji kwasów tłuszczowych i glikolizie tlenowej są uwarunkowane dostępnością substratu i stężeniem tlenu w komórkach mięśniowych. Dlatego osoby o lepszych możliwościach transportu i utylizacji tlenu osiągają wyższe tempo resyntezy ATP i lepiej tolerują wysiłki długotrwałe.
Podczas długotrwałej i ciężkiej pracy fizycznej produkowana jest w organizmie duża ilość ciepła. Podniesienie ciepłoty ciała ułatwia skurcz mięśni, zwiększając jego lepkość i przewodnictwo włókien. Aby nie dopuścić do przegrzania organizmu nadmierna ilość ciepła musi ulec eliminacji w określonym czasie. W przeciwnym wypadku nastąpi zmniejszenie wydolności fizycznej, a tym samym spadek tempa pracy. Najefektywniejszym mechanizmem termoregulacyjnym jest parowanie potu. Pot zawiera wodę
i niektóre elektrolity. Jednak czasami znaczna utrata wody ustrojowej prowadzi do pogorszenia możliwości wysiłkowych. Ubytek wody powyżej2% masy ciała powoduje spadek wydolności o ok. 10%.
Trening fizyczny powinien zwiększać odporność organizmu na podwyższenie temperatury ciała i odwodnienie. Trening ma również na celu adaptacje komórek do pracy w określonych warunkach. Np. maratończycy są bardziej wytrzymali na brak odpowiedniej ilości płynów ustrojowych i na podwyższenie ciepłoty ciała nawet do 40%.
Czynnikiem determinującym wydolność fizyczną jest także poziom koordynacji nerwowo-mięśniowej, wyrażonej siłą i szybkością ruchów oraz techniką ruchu.
Mięsień rozwinie największą siłę gdy zostanie maksymalnie pobudzony. Wielkość pobudzenia zależy od częstotliwości i amplitudy impulsów dopływających do mięśnia. Reakcja mięśniowa jest wypadkową liczby pobudzonych jednostek motorycznych i częstotliwości wysyłanych impulsów. Mięsień rozwija w czasie skurczu maksymalną siłę rzeczywiście wówczas, gdy przed skurczem jest maksymalnie rozciągnięty. U osób wytrenowanych podczas maksymalnego wysiłku mięśniowego nie wszystkie jednostki ruchowe zostają zaangażowane. Część z nich stanowi jak gdyby rezerwę.
Skurcz mięśnia może pokonywać opór zewnętrzny z różną siła i różną szybkością. Gdy obciążenie mięśnia równa się zero wówczas występuje największa szybkość skurczu. Szybkość skurczu maleje wraz ze wzrostem obciążenia. Również bardzo ważna jest szybkość przewodzenia impulsów przez składowe łuku odruchowego-włókna nerwowe i synapsy. Szybkość skurczu zależy głównie od tempa reakcji energetycznych w mięśniach, tempa przewodzenia impulsów oraz od obciążenia.
Koordynacja nerwowo-mięśniowa podlega doskonaleniu w procesie treningowym i ma istotny wpływ na technikę wykonania zadania ruchowego.
Wysoki poziom techniki pozwalana angażowanie do wykonania pracy najniezbędniejszych grup mięśniowych oraz na wyłączenie niepotrzebnych. Odruchowa regulacja napięcia mięśni synergistycznych i antagonistycznych wpływa na szybkość i efektywność wysiłku-zmniejsza wydatek energetyczny.
W życiu człowieka pojawiają się intensywne stany emocjonalne. Dotyczy to również sportowców, zwłaszcza w sytuacji zawodów sportowych, kiedy ma miejsce zacięta walka o zwycięstwo. Sytuacji takiej nierzadko towarzyszy stres i lęk oraz napięcie wszystkich sił psychicznych, które stwarza możliwość uzyskania mistrzowskich wyników. Zdarzyć się może jednak, że uczucie lęku i koncentracja na ewentualnej porażce, pogarszają wydolność fizyczną, co wpływa na gorsze rezultaty sportowe. Również bardzo ważną rolę odgrywa motywacja, która organizuje zachowanie zawodnika skierowane na osiągnięcia wcześniej wyznaczonego celu.
Wydolność fizyczna zależy także od innych czynników np.: rytmu biologicznego, diety, stanów chorobowych.
Wydolność osiąga najwyższe wartości w godzinach porannych do godziny 12. Od 12 do 16 następuje spadek. W godzinach 18-20 ponownie wzrasta zdolność do wykonywania wysiłków. Później następuje stały spadek z najniższą wartością między 2, a 4 godziną w nocy.
Osoby zdrowo się odżywiające i nie chorujące będą charakteryzowały się większą wydolnością fizyczną niż osoby chorujące i prowadzące niezdrowy tryb życia.
Podsumowując można stwierdzić, że wydolność fizyczna jest determinowana przez następujące czynniki:
- Czynniki genetyczne
- Cechy budowy somatycznej – masa, płeć, wiek
- Potencjał energetyczny
- anaerobowy
- aerobowy
- Termoregulacja i gospodarka wodno-elektrolitowa
- Koordynacja nerwowo-mięśniowa
- siła i szybkość ruchów
- technika
- Czynniki psychologiczne i motywacja
- Inne – rytmy biologiczne, dieta, stany chorobowe
Krzysztof Nejman