Fyziologické základy rozvoje síly v kontextu sportovního výkonu

1. Fyziologické základy rozvoje síly v kontextu sportovního výkonu Mgr. Michal Botek, Ph.D.

2. Pojem síla (svalová) pohybová schopnost překonat, udržet nebo brzdit určitý odpor. “as maximal force that muscle can develop during a single contraction“

3. Síla jako determinant sportovního výkonu : vysoké uplatnění : při překonávání vysokého odporu náčiní (vzpírání, vrhy, hody) : vlastního odporu těla (gymnastika – kruhy, kun, bradla, skoky, odrazy, atd.)

4. Síla jako determinant sportovního výkonu nižší uplatnění: : aktivní překonávání odporu soupeře (úpolové sporty) : odpor prostředí (plavání, veslování, kanoistika,…)

5. rychlá - explosivní vytrvalostní absolutní Síla

6. Pohybový systém Kosti Klouby - vazy Svaly

7. 1. kosti 2. klouby • pevnost a pružnost • chrání orgány • umožňuje pohyb (úpony svalů)

8. 3. svaly Příčně pruhované (kosterní) Sarkomera

9. Složení kosterního svalu 25% organické látky 75% voda Funkční složka: myofibrily obsahující stažitelná myofilamenta, tvořená strukturálními proteiny: kontraktilní – aktin a myozin pružnost svalu - titin, nebulin regulační – tropomyozin, troponin myoglobin, ATP, CP, enzymy, glykogen, z části tuky

10. Vlastnosti kosterního svalu Svalová tkáň - specializovaná tkáň k pohybu – kontrakcí (stahem) svalu se vytváří napětí, to se přenáší na kosti a výsledkem je pohyb. Excitabilita (dráždivost) – schopnost přijímat podněty a reagovat na ně Kontraktilita – schopnost zkrácení Elasticita – schopnost návratu do výchozího stavu

11. Mechanizmus svalové kontrakce Interakce Ca2+ s troponinem a tropomyosinem – zrušení troponin, tropmyosinového komplexu Vybuzení elektrického potenciálu Pohyb filament Impuls z centrální nervové soustavy

12. 0.004 – 0.01 s Motorická jednotka : nervosvalové spojení, MJ od 5 do 1000 svalových vláken : diferenciace přesnosti pohybu

13. 80 ms Regulace síly svalové kontrakce : je řízena z CNS a závisí na počtu nervových impulsů (fire rate) 1) zvyšování frekvence nervových impulzů 2) zvyšování počtu součastně se kontrahujících vláken 30 Hz

14. Typy svalových vláken  TYP I. – pomalá (slow oxidative) : vyšší obsah myoglobinu : větší počet mitochondrií, enzymy aerobního metabolismu : odolávají únavě, vysoce kapilarizované  TYP II. A – rychlá oxydativní (fast oxidative) : snižuje se obsah myoglobinu : vyšší počet glykolytických enzymů než v I. : méně kapilarizovaná  TYP II. B – rychlá glykolytická (fast glycolitic) : vysoká koncentrace a aktivita glykolytických enzymů : rychle unavitelná : vysoká schopnost generovat svalovou sílu

15. Aktivace svalových vláken rychlost vs odpor  TYP I. – pomalá (slow oxidative) : při pomalých pohybech nebo nižším odporu (<20 %) : fire rate od 5 do 15 Hz : ↑ odpor = aktivace více MJ  TYP II. A – rychlá oxydativní (fast oxidative)  TYP II. B – rychlá glykolytická (fast glycolitic) : vysoká rychlost a nízký odpor : vysoká impulzace (do 20 až 30 Hz) : ↑ odpor= aktivace MJ s nižší rychlostí stahu

16. Typologie svalové činnosti

17. ROZVOJ SÍLY A JEHO TEORIE

18. SUPERKOMPENZACE DVOUFAKTOROVÁ TEORIE (Zatsiorsky, 1995) 1/3 fitness

19. RYCHLOST PROVÁDĚNÍ ODPOR ČAS POČET OPAKOVÁNÍ INTERVAL ODPOČINKU PROMĚNNÉ U ROZVOJE SÍLY

20. ODPOR :různé typy břemen : hmotnost vlastního těla : silový odpor vyvíjený partnerem : odpor pružných předmětů : atd. : % maximálního odporu (100 %) : 1 OM (RM) – opakovací maximum

21. ODPOR RYCHLOST RYCHLOST PROVÁDĚNÍ : podává informaci o koncentraci svalového úsilí za jednotku času

22. 1) RYCHLOST RESYNTÉZY ATP 2) STAV AKTIVACE CNS 3) POUŽITÁ METODA INTERVAL ODPOČINKU ZA OPTIMÁLNÍ INTERVAL SE POVAŽUJE 2-3 MIN

23. METODY ROZVOJE SÍLY (Dovalil et al., 2002) • metody s maximálním odporem • metoda těžkoatletická (A) • metoda excentrická (A, V) • metoda izometrická (A) • metody s nemaximálním odporem • metody s nemaximální rychlostí pohybu • metoda opakovaných úsilí (A, RE, V) • metoda intermediální (A) • metoda izokinetická (A, RE) • metoda vytrvalostní (V) • metody s maximální rychlostí pohybu • metoda rychlostní (RE) • metoda kontrastní (RE) metoda plyometrická (RE) Vysvětlivky: A – absolutní síla; RE – rychlá a explosivní; V - vytrvalostní

24. ABSOLUTNÍ (MAXIMÁLNÍ) SÍLA : absolutně nejvyšší možný překonatelný odpor při dynamické sv. činnosti nebo sv. tenze u statické činnosti : je předpokladem pro sílu explosivní a vytrvalostní : optimální frekvence tréninku 2-3x týdně ! VYTRVALOSTNÍ SÍLA : déle trvající svalová činnost : zpravidla s nižším odporem : roli zde hraje úroveň absolutní síly čím je odpor vyšší : velikost odporu kolem 50 % max s ↑ počtem opakování 30 – 50 : podle odporu – zapojování různých typů svalových vláken

25. Doba cvičení: přes 60-90 s Velikost odporu: nižší Interval odpočinku: 1:1 Doba cvičení: do60-90 s Velikost odporu: vyšší Interval odpočinku: 1:2 :4 VYTRVALOSTNÍ SÍLA : rychlost provádění není u těchto cviků nejdůležitější : cvičení blízká vlastní sportovní specializaci: : hra s větším pukem : pádlo s větší plochou listu : plavaní s ,,packami“ : imitace pohybu s expandéry,… atd. : ovlivňuje kromě svalů také kardiorespirační systém : roli zde hraje jak odpor tak doba trvání cvičení : anaerobní – aerobní zaměření vytrvalostního posilování : ,,kruháč“

26. EXPLOSIVNÍ A RYCHLÁ SÍLA : jejich ovlivňování patří k nejobtížnějším úkolům : vygenerovat v co nejkratším čase co největší sílu – 0,3 až 0,4 s

27. EXPLOSIVNÍ A RYCHLÁ SÍLA : odraz při sprintu – od 0,08 do 0,10 s : při skoku dalekém od 0,11 do 0,12 s : při skoku vysokém kolem 0,18 s : odraz pažemi od 0,18 do 0,21 s ESD – explosivní silový deficit (Zatsiorsky, 1995) : silový potenciál sportovce, jenž nebyl využit při provádění pohybu. : ESD (%) = 100 x [(Fmax - Fmax-v )/Fmax]

28. EXPLOSIVNÍ SILOVÝ DEFICIT :ESD seu skokanů při odrazu nebo u koulařů při odvrhu se pohybuje někde na úrovni 50% !!! Jak zvýšit sílu v tak krátkém čase? a) zvýšit Fmax : nízký silový základ : >0,25 s a vysoký odpor (koule, kladivo) b)snížit hodnotu ESD – zvýšit úroveň RE síly : nízký odpor do 25 % max – startovací rychlost (SR) : box, karate, atd. : <0,25 s je důležitá SR a explosivní síla

29. Kombinace koncentrické a excentrické svalové kontrakce tzv. cyklu protažení s okamžitým stažením svalu (stretch – shortering cycle - SSC) : je podmíněna vysokou úrovní elasticity svalu, kontraktilitou a neuromuskulární koordinací

30. ADAPTACE SVALOVÉHO APARÁTU NA PROCES SILOVÉ PŘÍPRAVY

31. ADAPTACE PROBÍHÁ VE TŘECH ETAPÁCH: 1. ETAPA: Období rychlého zlepšení „zvedací“ schopnosti - proces učení (CNS). Malé nebo žádné zlepšení síly jednotlivých svalů, ale pocit zvýšené síly. : efektivnější zapojování jednotlivých motorických jednotek čili zlepšování techniky ne síly : neuromuskulární adaptace po 2 týdnech Jones DA (1992). Strength of skeletal muscle and the effects of training.Br Med Bull 48: 592-604.Komi P. V. (1992). Strenght and Power in Sport. Blackwell Scientific Publlication.

32. 2. ETAPA:Zvýšení síly jednotlivých svalových vláken bez zvětšení průřezu (bez hypertrofie). :zlepšování intra- a intermuskulární koordinace : efektivnější zapojování jednotlivých motorických jednotek Neurální adaptace za 6 až 8 týdnů Jones DA (1992). Strength of skeletal muscle and the effects of training.Br Med Bull 48: 592-604.Komi P. V. (1992). Strenght and Power in Sport. Blackwell Scientific Publlication.

33. 3. ETAPA:Pomalý ale stálý vzestup objemu a síly trénovaných svalů : svalová hypertrofie 10 až 12 týdnů Jones DA (1992). Strength of skeletal muscle and the effects of training.Br Med Bull 48: 592-604.Komi P. V. (1992). Strenght and Power in Sport. Blackwell Scientific Publlication.

34. zvýšení koncentrace svalového C, CP, ATP a glykogenu • zvýšení aktivity glykolytických enzymů • (PPK, LDH, fosforylázy a hexokinázy). • selektivní hypertrofie svalových vláken II. typu EFEKT POSILOVÁNÍ

35. hypertrofie - hyperplasie

36. menší vlákna se zvětšují na úroveň větších vláken • zvýšení počtu a objemu myofibril na svalové vlákno • zvýšené množství kontraktilních proteinů • (zejména myozinových filament) • zvětšení množství a síly vazivového aparátu • zvětšení hustoty kapilár Svalová hypertrofie

37. Metody vedoucí k hypertrofii Tabulka 1: Metody iniciující zvýšenou svalovou hypertrofii (upraveno podle Schmidtbleicher (in Komi, 1992, 387). * - při posledním opakování je vlivem vysoké únavy potřeba asistence druhé osoby ** - metoda se vyznačuje nízkou rychlostí prováděného pohybu a dlouhým stimulačním působením, často se využívá při přípravě veslařů, kajakářů či plavců

38. Svalová hyperplazie Podélné štěpení svalových vláken - zvětšení počtu. Po silovém tréninku - potvrzeno u zvířat. Kočka - 5-krát týdně, 34 týdnů Kontrola Nízká zátěž Vysoká zátěž Vzestup počtu svalových vláken 5% 20%

39. Aspekty silového tréninku (Zatsiorsky, 1995) 1) přetížení 2) adaptace 3) specifické zatížení podle druhu sportu 4) individualizace

40. Princip tréninku v přetížení: Síla, vytrvalost a hypertrofie svalu se budou zvyšovat pouze při zatížení blízkém maximální silové a vytrvalosti kapacitě (Lange 1919) 200 200 Trénink v přetížení Procento zvýšení výkonnosti 80 Trénink s nízkou zátěží 40 4 8 12 16 20

41. Chronické přetížení - celodenní nošení vest hmotnost vesty = 13% hmotnosti těla Např. 70,0 kg hmotnost sportovce 9,1 kg hmotnost vesty Bosco, et al (1984). The influence of extra load on the mechanical behavior of skeletal muscle. Eur J Appl Physiol 53: 149-154.

42. Bosco, et al (1984). The influence of extra load on the mechanical behavior of skeletal muscle. Eur J Appl Physiol 53: 149-154. za 3 týdny - významné zlepšení vertikálního výskoku ze dřepu i 15-sekundového vytrvalostního testu ztráta zlepšené výkonnosti za 4 týdny po odložení vest

43. VERTIKÁLNÍ SKOK EXTENZE V KOLENÍM KLOUBU DIAGNOSTIKA SILOVÝCH SCHOPNOSTÍ

44. DĚKUJI ZA POZORNOST michal.botek@upol.cz