Monitoring zmęczenia – testy wysiłkowe

W części pierwszej przedstawiono przydatność markerów hormonalnych i immunologicznych w kontroli poziomu zmęczenia sportowców. Główną wadą tych rozwiązań jest ich koszt oraz fakt, iż w większości przypadków wymagany jest pobór krwi czyli dostęp do wykwalifikowanego personelu medycznego, co na wielu zgrupowaniach jest wręcz niemożliwe. Pozostaje zatem pytanie, jak oceniać poziom zmęczenia w sposób szybki, tani i nieinwazyjny

W sporcie coraz większą popularność zyskują testy wysiłkowe (ang. performance tests), których celem nie jest kontrola efektów adaptacyjnych, a ocena gotowości organizmu (ang. preparedness). Połączenie tych testów wraz z kwestionariuszami oceny samopoczucia są obecnie najczęściej wybieranymi metodami monitoringu wśród sportowców.

Z tego artykułu dowiesz się o m.in.:

• Dlaczego warto aby zawodnik uzupełniał kwestionariusze ciężkości treningu?
• Czy tętno jest wrażliwym parametrem oceny zmęczenia organizmu?
• Czy ocena siły mięśniowej może być przydatna w kontroli obciążeń treningowych?

Kwestionariusze oceny samopoczucia i obciążenie treningowe

Ze względu na to, iż zmęczenie jest zjawiskiem wielopłaszczyznowym sugeruję się aby monitoring zawodnika również przyjął taką formę. Nie ma jednego narzędzia, które pozwoliłoby na określenie stopnia zmęczenia w sposób obiektywny. Istotna jest wręcz kwantyfikacja obciążenia treningowego i jego odniesienie do głębokości zmęczenia jakie ono wywołuje. Obciążenie treningowe dzieli się na zewnętrzne (prędkość, moc, kg, km) i wewnętrzne (HR, pobór tlenu, poziom mleczanu). To co stanowi o adaptacji to obciążenie wewnętrzne organizmu czyli koszt fizjologiczny podejmowanej pracy. W ocenie reakcji organizmu na ten sam trening u różnych zawodników stosuje się tzw. skalę subiektywnej oceny ciężkości wysiłku (RPE , ang. rate of perceived exertion). Skala RPE, która zazwyczaj podawana jest od 1 – 10 i koreluje z częstością skurczów serca, poborem tlenu i poziomem mleczanu we krwi, dlatego im wyższa wartość, tym cięższa jednostka treningowa. Pomnożenie czasu trwania treningu przez skalę RPE daje obraz ciężkości sesji treningowej w arbitralnych jednostkach. Na przykład jeśli trening trwał 60 minut i zawodnik ocenił jego ciężkość na 5, to sumaryczna wartości jednostki wynosi 300. Połączenie treningowego RPE (session RPE, sRPE) wraz z markerami zmęczenia może dać pełniejszy obraz reakcji organizmu na zadany bodziec. Prostym przykładem jest wystawienie wyższej noty RPE w odpowiedzi na wykonanie podobnej lub mniejszej pracy zewnętrznej niż zwykle. Jeżeli zawodnik dany rodzaj treningu zazwyczaj oceniał na 5, a dziś jest to wartość 8, to ewidentnie jego organizm odczuwa większy koszt wykonywanej pracy, co może być oznaką zmęczenia.

Ankieta samopoczucia zawodnika

Najprostszym i najpopularniejszym, aczkolwiek najbardziej niedocenianym sposobem oceny gotowości wysiłkowej zawodnika jest wypełnianie ankiety samopoczucia. Ankiety samopoczucia wykorzystywane szeroko w sporcie to m.in. DALDA – Daily Analysis of Life Demands, POMS – Profile of Mood State (profil nastroju), czy REST-Q tj. Recovery – Stress Questionnaire (wypoczynek – stres). Ze względu na to, że pytań w tych kwestionariuszach jest dosyć sporo, wiele organizacji sportowych tworzy własne modyfikacje, bardziej sprecyzowane pod drużynę lub zawodnika. Ankiety te są wrażliwe na zmiany obciążeń w różnych okresach treningowych, nawet bardziej, niż wiele innych obiektywnych markerów. Badania na zawodnikach Premier League pokazują, iż odpowiedzi w ankietach różnią się w zależności od dnia, tygodnia i sezonu rozgrywek w piłce nożnej (Gastin i wsp. 2013, Buchheit i wsp. 2012, Gallo i wsp. 2016). Co więcej badania na zawodnikach rugby dowodzą, iż obserwacja zmian odpowiedzi w tych ankietach może być wykorzystywana do oceny ryzyka infekcji, niemniej więcej badań jest potrzebnych aby wykazać jak silna jest to zależność (Thornton i wsp. 2015)

Częstość skurczów serca

HR (częstość skurczów serca) jest najbardziej powszechnym parametrem w ocenie intensywności wysiłku fizycznego, jak i w kontroli efektywności treningu sportowego. Metody oceny pracy serca na podstawie pulsometru są nieinwazyjne, stosunkowo tanie i co najważniejsze – natychmiast wysyłają do nas wiadomość o intensywności pracy. Należy jednak podkreślić, że pojęcie „Tętno” (T) odpowiada temu, co rejestrujemy palpacyjnie na dużych tętnicach dlatego też T jest odpowiednikiem HR, ale powstaje w wyniku odkształcenia łuku aorty przez krew wyrzucaną z lewej komory serca. Te dwa pojęcia często są ze sobą mylone i/lub utożsamiane. Praca serca regulowana jest przez autonomiczny układ nerwowy, czyli przez tą część układu nerwowego, która jest całkowicie poza naszą kontrolą i również odgrywa znaczącą rolę odpowiedzi organizmu na jakikolwiek stresor w tym na obciążenie treningowe. Parametrem wykorzystującym ocenę układu autonomicznego jest właśnie częstość skurczów serca (HR) lub lub/i zmienność rytmu serca (HRV). Wysiłkowe HR tzw. submaksymalne HR, wykorzystuje się zarówno do oceny zmęczenia jak i kontroli efektów treningowych. Jeżeli podczas wysiłku o standardowej intensywności (np. bieg 8 km/h) następuję obniżenie HR o 10 ud/min po okresie treningowym to jest to związane z poprawą wydolności badanego. Jest to nic innego jak poprawa ekonomii wysiłku. Podwyższone HR natomiast, świadczyć może o zmęczeniu organizmu. Obniżone HR nie zawsze jednak wskazuje na poprawę dyspozycji zawodnika, gdyż może to również oznaczać jego przemęczenie. Hiperaktywacja przywspółczulna podczas okresów ciężkich treningów wytrzymałościowych jest sugerowana przez Le Meur i wsp (2013a, 2013b). Buchheit i wsp. (2013) również wykazali, iż zmiany w poziomie osocza krwi może wpłynąć na zmiany w częstości skurczów serca, gdyż przy wzroście obciążenia obserwowano obniżenie HR, co nie mogłoby być spowodowane efektem treningowym. Dodatkowo, wysiłkowe HR nie zawsze jest wrażliwe na zmęczenie, co pokazują badania Thorpe i wsp (2016). Ocena tętna może również odbywać się podczas restytucji (odpoczynku). Wtedy mówimy o tzw. heart rate recovery czyli HRR. Podobnie jak w przypadku HR wysiłkowego, HRR nie zawsze jest wrażliwe na zmiany w obciążeniach treningowych oraz kierunek tych zmian może być całkowicie odmienny od spodziewanego. Na przykład podczas okresu przemęczenia funkcjonalnego u triathlonistów spowodowało szybszą restytucję skurczów serca o średnio 8 ud/min w porównaniu do grupy kontrolnej, podczas gdy powinno obserwować się wydłużenie HRR wraz ze zmęczeniem (Aubrey i wsp. 2015). Mając na uwadze powyższe ograniczenia, HR należy zawsze traktować z duża rezerwą jeśli chodzi o wartość diagnostyczną w kontekście oceny zmęczenia i stosować go tylko z dodatkowymi narzędziami (Daanen i wsp. 2012).

Ocena nerwowo – mięśniowa

Tak jak już wcześniej wspomniano, próby wysiłkowe stosowane w ocenie zmęczenia powinny być przede wszystkim nieinwazyjne, proste i możliwe do zastosowania w warunkach treningowych. Najważniejsze jednak jest to, czy mierzony parametr musi być wrażliwy na zmęczenie. Najlepszą metodą jest pobudzenie mięśnia napięciem elektrycznym podczas jego maksymalnego skurczu, aczkolwiek metoda ta jest zarezerwowana tylko dla warunków laboratoryjnych. Na całym świecie najpopularniejszą próbą wysiłkową w ocenie zmęczenia jest ocena mocy kończyn dolnych za pomocą skoku dosiężnego (CMJ).

Skok dosiężny stosowany jest m.in. przez Amerykańskie Ośrodki Przygotowań Olimpijskich (USOC), Brytyjską Federację Sportu (BASES) oraz Australijski Instytut Sportu. Zaletą tego testu jest to że skok jest czynnością eksplozywną i wymaga szybkiego wygenerowania siły czyli pobudzenia układu nerwowego. Badania wskazują, iż nie siłą maksymalna tylko tempo jej rozwoju (RFD, ang. rate of force development) jest w szczególności pogorszone podczas okresów przemęczenia (Stone i wsp. 2007) (rys. 1)

Impuls siły

Jeśli zawodnik ma do dyspozycji 300 ms na wygenerowanie odpowiedniego poziomu siły to mniejsze RFD spowoduje, mniejszy impuls siły czyli mniejszą eksplozywność. Najprostszą metodą jest ocena wysokości skoku z wykorzystaniem platform dynamometrycznych. Możliwa jest wówczas dokładna analiza cyklu rozciągnięcie – skurcz i otrzymanie wielu parametrów świadczących o pogorszeniu sprawności układu nerwowego. Na podstawie własnych danych oraz literatury, często zdarza się, iż wysokość skoku nie jest parametrem wrażliwym na zmęczenie i wartość ta może utrzymywać się na względnie stałym poziomie w trakcie sezonu. To co się najbardziej zmienia, to to jak długi czas jest potrzebny zawodnikowi aby wygenerować odpowiednią wartość siły (czyli RFD). Zawodnik A może skakać na 45 cm i potrzebować do tego 500 ms natomiast zawodnik B osiąga tą samą wysokość ale w ciągu 300 ms. Przyjmując, że wiele czynności dynamicznych zamyka się w oknie czasowym < 250 ms to zawodnik B wygeneruje większy poziom siły i cechować się będzie większą eksplozywnością. Więcej o wykorzystaniu platform znajdziecie tutaj.

Test siły izometrycznej a RFD

RFD jest parametrem, który w dużym stopniu determinowany jest układem nerwowym. Badania dowodzą (Maffiulletti i wsp. 2016) że im wyższe RFD tym większa częstotliwość wyładowań jednostek motorycznych. Dlatego też, parametr ten jest jednym z najbardziej popularnych wskaźników jeśli chodzi o monitorowanie zmęczenia w sporcie i rehabilitacji. Wiadomo, iż osoby o nadmiernej masie ciała nie będą wykonywać skoków gdyż obciąża to ich układ ruchu. Niemniej, wykorzystując platformy istnieje wiele testów izometrycznych podczas których możliwa jest analiza RFD. Na przykład test izometryczny w półprzysiadzie lub w pozycji mid-thigh (mid-thigh pull test) jest jednym z takich rozwiązań (rys. 2).

Zawodnik ma za zadanie wygenerować jak największą siłę w jak najkrótszym czasie. Trener otrzymuje informację jaka wartość siły została wygenerowana w poszczególnych oknach czasowych. Np. w 100 ms, 200 ms itp. (rys. 3)

Podsumowanie

Istnieje wiele narzędzi, które można wykorzystać do monitorowania zmęczenia. Najważniejszy aspekt to ocena rzetelności parametru i jego przydatności. Rzetelność odnosi się do dokładności precyzyjności pomiaru tj. czy dany parametr mierzy to co powinien i czy przy wielokrotnych pomiarach tej samej wartości wyniki są do siebie zbliżone. Wtedy ograniczone zostaje ryzyko podejmowania działań przypadkowych. Przydatność z kolei odnosi się do tego czy dany parametr jest wrażliwy na zmiany wewnętrzne organizmu pod wpływem działania stresora. Wyżej przestawione narzędzia są oraz markery hormonalne zaprezentowane w części 1 mogą pomóc w kontroli obciążeń treningowych i obniżać ryzyko kontuzji/urazów lub/i infekcji, które mogą przyczyniać się do przetrenowania sportowca.

Literatura:

1. Buchheit M. Monitoring training status with HR measures: Do all roads lead to Rome? Front Physiol. 2014;5 FEB. doi:10.3389/fphys.2014.00073
2. Le Meur Y, Pichon A, Schaal K, et al. Evidence of parasympathetic
   hyperactivity in functionally overreached athletes. Med Sci Sports
   Exerc. 2013a;45(11):2061–2071
3.  Le Meur Y, Hausswirth C, Natta F, Couturier A, Bignet F, Vidal PP.
   A multidisciplinary approach to overreaching detection in endurance
   trained athletes. J Appl Physiol. 2013b;114(3):411
4. Thorpe RT, Strudwick AJ, Buchheit M, Atkinson G, Drust B, Gregson
   W. Tracking morning fatigue status across in-season training weeks in
   elite soccer players. Int J Sports Physiol Perform. 2016;11(7):947–952
5. Buchheit M, Racinais S, Bilsborough JC, et al. Monitoring fitness, fatigue and running performance during a pre-season training camp in elite football players. J Sci Med Sport. 2013;16(6):550-555. doi:10.1016/j.jsams.2012.12.003.
6. Aubry A, Hausswirth C, Louis J, Coutts AJ, Buchheit M, Le Meur Y. The development of functional overreaching is associated with a faster hr recovery in endurance athletes. PLoS One. 2015. file:///C:/Users/Robin/Downloads/PLoS ONE 2015.pdf. Accessed October 6, 2015.
7. Daanen HAM, Lamberts RP, Kallen VL, Jin A, Van Meeteren NLU. A systematic review on heart-rate recovery to monitor changes in training status in athletes. Int J Sports Physiol Perform. 2012;7(3):251-260.
8. Stone et al. 2007. Principles and Practice of Resistance Training. Human Kinetics
9. Maffiuletti NA, Aagaard P, Blazevich AJ, Folland J, Tillin N, Duchateau J. Rate of force development: physiological and methodological considerations. Eur J Appl Physiol. 2016 Jun;116(6):1091-116
10. Gastin PB, Meyer D, Robinson D. Perceptions of wellness to monitor adaptive responses to training and competition in elite Australian football. J Strength Cond Res. 2013;27(9):2518
11. Buchheit M, Racinais S, Bilsborough JC, et al. Monitoring fitness, fatigue and running performance during a pre-season training camp in elite football players. J Sci Med Sport. 2013;16(6):550-555. doi:10.1016/j.jsams.2012.12.003.
12.  Gallo TF, Cormack SJ, Gabbett TJ, Lorenzen CH. Self-Reported Wellness Profiles Of Professional Australian Football Players During The Competition Phase Of The Season. J Strength Cond Res. 2016. doi:10.1519/JSC.0000000000001515.
13. Thornton HR, Delaney JA, Duthie GM, et al. Predicting Self-Reported Illness for Professional Team-Sport Athletes. Int J Sports Physiol Perform. 2015. doi:10.1123/ijspp.2015-0330.