"Fizjologia wysiłku i treningu fizycznego"

Spis treści

Przedmowa do wydania II 14

Przedmowa do wydania I 16

1. Podstawy fizjologii wysiłku – Jan Górski 18

1.1. Narząd ruchu 18

1.1.1. Mięśnie szkieletowe 18

1.1.1.1. Budowa 18

1.1.1.2. Czynność skurczowa mięśnia 23

1.2. Wykorzystanie tlenu przez ustrój ludzki 28

1.2.1. Przemiana materii 28

1.2.1.1. Podstawowa przemiana materii (PPM) 28

1.2.1.2. Całkowita przemiana materii (CPM) 29

1.2.1.3. Współczynnik oddechowy (RQ) 30

1.2.1.4. Deficyt tlenowy i dług tlenowy 30

1.2.2. Pobór tlenu w czasie wysiłku o stałym obciążeniu 31

1.2.3. Pobór tlenu w czasie wysiłku o wzrastającym obciążeniu; VO2max 32

1.2.3.1. Metody pomiaru VO2max 34

1.2.3.2. Czynniki determinujące VO2max 35

1.3. Ocena obciążeń wysiłkiem 37

1.3.1. Skala Borga 37

1.2.3.3. Wydolność fizyczna 37

1.3.2. Próg mleczanowy 38

1.4. Źródła energii dla mięśni 40

1.3.3. MET 40

1.4.1. ATP i fosfokreatyna 40

1.3.2.1. Zastosowanie wyników pomiaru progu mleczanowego 40

1.4.2. Substraty wewnątrzmięśniowe 43

1.4.2.1. Glikogen 43

1.4.2.2. Triacyloglicerole mięśniowe 44

1.4.3. Substraty krwiopochodne 45

1.4.3.1. Glukoza 45

1.4.3.2. Wolne kwasy tłuszczowe 48

1.4.3.3. Lipoproteiny osocza 51

1.4.3.4. Ciała ketonowe 51

1.4.3.5. Aminokwasy 51

1.4.4. Białka 52

1.4.4.1. Zapotrzebowanie na białko w czasie wysiłku 53

1.4.4.2. Powysiłkowa synteza białka w mięśniach 53

1.4.5. Amoniak 54

1.5. Wpływ treningu na wykorzystanie węglowodanów i tłuszczów 55

1.5.1. Trening wytrzymałościowy 55

1.5.2. Trening beztlenowy 55

1.6. Wpływ wysiłku na układ wydzielania wewnętrznego 56

1.6.1. Wprowadzenie 56

1.6.2. Wpływ wysiłku na stężenie hormonów we krwi 58

1.6.2.1. Adrenokortykotropina i hormony wydzielane przez korę nadnerczy 59

1.6.2.2. TSH i hormony wydzielane przez gruczoł tarczowy 61

1.6.2.3. Gonadotropiny i hormony wydzielane przez gruczoły płciowe (gonady) 62

1.6.2.4. Prolaktyna 63

1.6.2.5. Hormon wzrostu (GH) 64

1.6.2.6. Hormon antydiuretyczny (wazopresyna, ADH) 65

1.6.2.7. Przedsionkowy peptyd natriuretyczny (sodopędny) (ANP) 65

1.6.2.8. Hormony wydzielane przez wyspy trzustki (wyspy Langerhansa) 65

1.6.2.9. Aminy katecholowe (adrenalina, noradrenalina) 67

1.6.2.10. Erytropoetyna 68

1.6.2.11. Oksytocyna 68

1.6.2.12. Parathormon i kalcytonina 68

1.6.2.13. Peptydy opioidowe 68

1.6.2.14. Hormony regulujące łaknienie (apetyt) 69

1.7. Wpływ wysiłku na układ krążenia 70

1.7.1. Wprowadzenie 70

1.7.2. Wysiłki dynamiczne 71

1.7.2.1. Objętość minutowa serca 71

1.7.2.2. Ciśnienie tętnicze 73

1.7.2.3. Wykonywanie wysiłku kończynami górnymi 73

1.7.2.4. Wpływ wysiłku na dystrybucję krwi w ustroju 74

1.7.3. Wysiłek statyczny a czynność układu krążenia 76

1.7.4. Krążenie płucne 77

1.7.5. Ekstrakcja tlenu w tkankach 77

1.8. Wpływ treningu na układ krążenia 78

1.7.6. Mioglobina 78

1.8.1. Częstość skurczów serca 78

1.8.2. Wielkość serca 79

1.8.3. Objętość wyrzutowa 79

1.9. Wpływ wysiłku na układ oddechowy 80

1.8.4. Objętość minutowa 80

1.8.5. Naczynia krwionośne 80

1.8.6. Ciśnienie tętnicze 80

1.9.1. Wprowadzenie 80

1.9.2. Wpływ wysiłku na wentylację płuc 81

1.10. Wpływ wysiłku na krew 83

1.10.1. Wprowadzenie 83

1.9.3. Wpływ treningu wytrzymałościowego na wentylację płuc 83

1.10.2. Wpływ wysiłku 85

1.10.3. Wpływ treningu wytrzymałościowego 86

1.11. Wpływ wysiłku na równowagę kwasowo-zasadową 87

1.12. Wpływ wysiłku na czynność nerek 88

1.12.1. Wprowadzenie 88

1.12.2. Wpływ wysiłku 88

1.13. Wpływ wysiłku na czynność przewodu pokarmowego 89

1.13.1. Wprowadzenie 89

1.13.2. Wpływ wysiłku 89

1.14. Wpływ wysiłku na układ odpornościowy 90

1.14.1. Wprowadzenie 90

1.14.2. Wpływ wysiłku 91

1.14.3. Wpływ treningu wytrzymałościowego 92

1.14.4. Cytokiny 92

1.15. Zmęczenie 93

1.15.1. Wprowadzenie 93

1.15.2. Zmęczenie obwodowe 93

1.15.2.1. Droga ruchowa 93

1.15.2.2. Przyczyny mięśniowe 93

1.15.3. Zmęczenie ośrodkowe 95

1.15.4. Przetrenowanie 95

2. Podstawy treningu fizycznego – Zdzisław Adach, Mariusz Naczk 98

2.1. Trening wytrzymałościowy 98

2.1.1. Metody treningu wytrzymałościowego 99

2.1.1.1. Metody treningu ciągłego 99

2.1.1.2. Metody treningu powtórzeniowego 101

2.1.1.3. Metody treningu interwałowego wytrzymałości 101

2.1.2. Wpływ treningu wytrzymałościowego na organizm 103

2.1.3. Wpływ treningu na ekonomikę wysiłku 103

2.2. Trening szybkości (wydolności beztlenowej) 104

2.3. Ocena wydolności 105

2.3.1. Ocena wydolności tlenowej 106

2.3.1.1. Metody pomiaru maksymalnego poboru tlenu 106

2.3.2. Ocena wydolności beztlenowej 115

2.3.2.1. Test Margarii–Kalamena 115

2.3.2.2. Test ergometryczny „siła–szybkość” według Vandewalle’a 117

2.3.2.3. Test Wingate (Bar-Ora) 119

2.3.2.4. Stężenie kwasu mlekowego w ocenie wydolności beztlenowej 120

2.4. Trening ogólnorozwojowy 121

2.5. Trening siły mięśniowej 122

2.5.1. Rola treningu siłowego w utrzymaniu zdrowia 123

2.5.2. Trening siłowy u dzieci 123

2.5.3. Metody treningu siły i ich wpływ na organizm 125

2.5.3.1. Metoda izometryczna (statyczna) 125

2.5.3.2. Metody dynamiczne 126

2.5.3.3. Elektrostymulacja mięśni (EMS) 136

3. Wysiłek fizyczny i trening kobiet – Zdzisław Adach, Wioletta Brzenczek-Owczarzak 138

3.1. Wprowadzenie 138

3.2. Skład ciała 138

3.3. Metabolizm 139

3.4. Układ ruchu 139

3.5. Siła mięśniowa 140

3.6. Trening siłowy 140

3.7. Krew i układ krążenia 141

3.8. Układ oddechowy 141

3.9. Termoregulacja 141

3.10. Wydolność tlenowa 142

3.11. Cykl miesiączkowy a zdolność do wykonywania wysiłków wytrzymałościowych, szybkościowych i siłowych 142

3.12. Trening wytrzymałościowy 143

3.13. Zdolność do wykonywania wysiłków beztlenowych 143

3.14. Trening a zaburzenia cyklu miesiączkowego 144

3.15. Hormony a wysiłek 145

3.16. Wysiłek fizyczny i trening kobiet w ciąży 146

3.16.1. Rola hormonów płciowych w przebiegu ciąży 147

3.16.1.1. Progesteron 147

3.16.1.2. Estrogeny 147

3.16.2. Uwarunkowania wysiłku podczas ciąży 148

3.16.1.3. Relaksyna 148

3.16.1.4. Somatomammotropina kosmówkowa 148

3.16.2.1. Zmiany w składzie ciała oraz układzie ruchu 148

3.16.2.2. Wydatek energetyczny oraz zapotrzebowanie na tlen 149

3.16.2.3. Układ krążenia 150

3.16.3. Trening rekreacyjny w okresie ciąży i uzasadnienie jego stosowania 151

3.16.2.4. Termoregulacja matki i płodu 151

3.16.4. Wpływ treningu w okresie ciąży na zdolność do wykonywania wysiłków długotrwałych (wydolność tlenową) 152

3.16.5. Demineralizacja kości 153

3.16.6. Karmienie piersią 153

3.16.7. Ciąża a sport wyczynowy 154

3.16.8. Trening siłowy w okresie ciąży 155

3.16.9. Specyfika kobiet starszych a możliwości poprawy siły i mocy mięśni 157

4. Wysiłek fizyczny i trening sportowy w wieku rozwojowym – Marian Krawczyński 160

4.1. Rozwój ontogenetyczny (osobniczy) 160

4.2. Czynniki rozwoju a tzw. norma auksologiczna (rozwojowa) 162

4.2.1. Czynniki wpływające na rozwój 162

4.2.2. Granice normy auksologicznej (rozwojowej) 163

4.3. Rozwój motoryczny w wieku rozwojowym 164

4.4. Odrębności morfologiczno-funkcjonalne i psychiczne w wieku rozwojowym a wysiłek fizyczny 167

4.5. Odrębności reakcji układu krążenia i układu oddechowego u dzieci na obciążenia fizyczne 168

4.6. Sprawność i wydolność fizyczna u dzieci i młodzieży oraz metody ich oceny 170

4.6.1. Hipokinezja – czynnik obniżający wydolność fizyczną 172

4.6.2. Testy i mierniki sprawności i wydolności fizycznej stosowane u dzieci 173

4.7. Wiek biologiczny a zwiększony wysiłek fizyczny 177

4.8. Ogólne zasady żywienia dzieci aktywnych sportowo 179

4.9. Ogólne zasady prowadzenia treningu dzieci i młodzieży 181

4.10. Kategorie wiekowe rozpoczęcia treningów i zasady kwalifikacji do określonych dyscyplin sportu 182

4.11. Niepożądane skutki szkolenia sportowego nieletnich 183

5. Starzenie się a wydolność fizyczna człowieka – Jerzy A. Żołądź, Joanna Majerczak, Krzysztof Duda 186

5.1. Starzenie się a skład ciała 186

5.2. Starzenie się a masa mięśni szkieletowych 188

5.3. Starzenie się a siła i moc mięśni szkieletowych człowieka 189

5.4. Starzenie się a maksymalny pobór tlenu 190

5.5. Trening fizyczny osób w starszym wieku 192

5.5.1. Trening siłowy 192

5.5.2. Trening wytrzymałościowy 192

6. Wysiłek fizyczny w różnych temperaturach otoczenia – Zbigniew Szyguła, Anna Lubkowska 196

6.1. Wprowadzenie 196

6.2. Podstawy termoregulacji 197

6.3. Wysiłek w wysokiej temperaturze otoczenia 200

6.3.1. Następstwa odwodnienia 202

6.3.2. Następstwa hipertermii 203

6.3.3. Profilaktyka zaburzeń cieplnych i poprawa zdolności do wysiłku 203

6.4. Wysiłek w niskiej temperaturze otoczenia 205

6.4.1. Fizjologiczna reakcja na zimno 205

6.4.1.1. Reakcje naczyniowe 206

6.4.1.2. Termogeneza 207

6.4.2. Adaptacja do długotrwałej ekspozycji na zimno 208

6.4.3. Wysiłek w zimnym powietrzu 208

6.4.4. Wysiłek w zimnej wodzie 210

6.4.5. Zdolność do wysiłku w niskiej temperaturze otoczenia 211

6.4.6. Zagrożenia związane z wysiłkiem w niskiej temperaturze otoczenia 212

6.4.7. Zapobieganie wychłodzeniu 213

7. Zintegrowana odpowiedź ustroju na niedotlenienie wysokościowe – Bruno Grassi, Jerzy A. Żołądź 216

7.1. Wprowadzenie 216

7.2. Zmiana ciśnienia tlenu wraz ze wzrostem wysokości nad poziom morza 217

7.3. Hipoksja i hiperwentylacja wysokościowa – wpływ aklimatyzacji 218

7.4. Wymiana tlenu w płucach na szczycie Mount Everestu 220

7.5. Przesunięcia krzywej dysocjacji oksyhemoglobiny 222

7.6. Konsekwencje kwasowo-zasadowe hipoksji wysokościowej 224

7.7. Wydolność fizyczna w warunkach wysokogórskich 226

7.7.1. Wysiłki krótkotrwałe o mocy maksymalnej 227

7.7.2. Wysiłki długotrwałe 228

7.8. Trening w warunkach wysokogórskich 230

8. Wysiłek i sport niepełnosprawnych – Krzysztof Klukowski, Bartosz Molik 234

8.1. Wprowadzenie 234

8.2. Specyfika zdolności wysiłkowej w procesie usprawniania 235

8.3. Testy czynnościowe i ich odrębności w przypadku osób z niepełnosprawnością 238

8.4. Wybrane zagadnienia sportu niepełnosprawnych 240

8.4.1. Wydolność tlenowa osób z uszkodzeniem rdzenia kręgowego 242

8.4.2. Rola i znaczenie wydolności beztlenowej w życiu codziennym oraz sportowej aktywności fizycznej osób z uszkodzeniem rdzenia kręgowego w odcinku szyjnym 244

8.4.3. Metody oceny wydolności beztlenowej mięśni kończyn górnych osób z uszkodzeniem rdzenia kręgowego w warunkach laboratoryjnych 245

9. Wpływ niedoboru aktywności ruchowej (hipokinezji) na ustrój – Krzysztof Klukowski 248

9.1. Roztrenowanie i hipokinezja sportowców 248

9.1.1. Wpływ przerw w treningu na VO2max i tolerancję wysiłkową 250

9.2. Ograniczenie aktywności fizycznej i długotrwałe pozostawanie w pozycji leżącej przez osoby zdrowe 251

9.1.2. Tapering jako forma poprawy zdolności wysiłkowej sportowców 251

9.2.1. Objętość i skład płynów ustrojowych 253

9.2.2. Czynność układu krążenia 254

9.2.3. Nietolerancja ortostatyczna 254

9.2.4. Termoregulacja 255

9.2.5. Mięśnie szkieletowe 255

9.2.6. Metabolizm kości 255

9.2.7. Adaptacja chrząstek stawowych 256

9.2.8. Tolerancja węglowodanów 256

9.3. Przebywanie w warunkach mikrograwitacji 257

9.2.10. Zdolność do wysiłków fizycznych 257

9.2.11. Właściwości psychofizjologiczne 257

9.2.9. Układ odpornościowy 257

9.4. Hipokinezja a proces starzenia się 259

9.5. Zapobiegnie skutkom hipokinezji 259

10. Trening zdrowotny – Anna Jegier 262

10.1. Wprowadzenie 262

10.2. Trening zdrowotny – efekty fizjologiczne 264

10.3. Trening zdrowotny – zalecenia 265

10.4. Kwalifikacja do treningu zdrowotnego 268

10.5. Trening zdrowotny – tolerancja wysiłku fizycznego oraz możliwość powikłań 270

11. Wysiłek fizyczny w wybranych chorobach – Anna Jegier 274

11.1. Wprowadzenie 274

11.2. Aktywność fizyczna a choroba niedokrwienna serca 275

11.3. Aktywność fizyczna a otyłość 280

11.4. Aktywność fizyczna a cukrzyca 284

12. Wysiłek fizyczny a żywienie – Stanisław Poprzęcki 294

12.1. Wprowadzenie 294

12.2. Makroskładniki diety 295

12.2.1. Węglowodany 295

12.2.2. Tłuszcze 296

12.2.3. Białko 297

12.3. Płyny i inne składniki diety 298

12.4. Reaktywne formy tlenu 299

12.5. Dieta i jej uzupełnianie – suplementy 300

12.6. Żywienie w wysiłku o wysokiej intensywności (HIE) 303

12.7. Żywienie w sportach walki (SW) 305

12.8. Żywienie w wysiłku wytrzymałościowym (EE) 306

12.9. Żywienie w ekstremalnych sportach wytrzymałościowych 308

12.10. Żywienie w wysiłku przerywanym o wysokiej intensywności (HIIE) 309

13. Doping w sporcie – Jerzy Smorawiński, Andrzej Pokrywka 312

13.1. Wprowadzenie 312

13.2. Definicja dopingu 312

13.3. Reguły antydopingowe 313

13.4. Analiza środków dopingujących 315

13.5. Lista substancji i metod zabronionych w sporcie 316

13.6. Medyczne aspekty stosowania środków dopingujących 318

13.7. Steroidy anaboliczno-androgenne 319

13.8. Erytropoetyna 320

13.10. Hormon wzrostu 321

13.11. Agoniści receptorów beta2-adrenergicznych 321

13.9. Insulina 321

13.12. Modulatory hormonów i metabolizmu 322

13.13. Diuretyki 323

13.14. Stymulanty 323

13.15. Narkotyki 324

13.16. Kanabinoidy 324

13.17. Glikokortykoidy (glikokortykosteroidy, GKS) 325

13.18. Beta-blokery (beta-adrenolityki) 326

13.19. Nieświadome użycie substancji dopingujących 326

14. Podstawy genetyki wysiłku fizycznego – Małgorzata Żendzian-Piotrowska 332

14.1. Wprowadzenie 332

14.2. Geny warunkujące zdolność organizmu do wysiłku fizycznego 334

14.2.1. Gen ACTN3 334

14.2.2. Gen ACE 335

14.2.3. Gen BDKRB2 336

14.2.4. Gen PPAR-alfa 336

14.3. Doping genowy 337

14.2.5. Gen MSTN 337

15. Fizjologia nurkowania – Marcin Baranowski 340

15.1. Historia nurkowania 340

15.2. Wpływ ciśnienia wody na ciało człowieka 341

15.3. Konsekwencje oddychania mieszaniną gazów pod zwiększonym ciśnieniem 342

15.4. Czynność płuc podczas nurkowania z automatem oddechowym 344

15.5. Fizjologia nurkowania na wstrzymanym oddechu 344

15.5.1. Nurkowanie na wstrzymanym oddechu jako sport 344

15.5.2. Fazy wstrzymania oddechu 345

15.5.3. Wymiana gazowa w trakcie wstrzymywania oddechu 346

15.5.4. Odruch nurkowy 347

15.5.5. Wpływ wstrzymania oddechu na mózg 348

15.5.6. Mechanizmy zapobiegające zgnieceniu klatki piersiowej na dużej głębokości 349

15.5.7. Zagrożenia związane z nurkowaniem na wstrzymanym oddechu 350

Skorowidz 352