Prospešnosť aeróbnych aktivít optikou laboratórnych vyšetrení

Ktoré pohybové aktivity dokážu zlepšiť kvalitu a predĺžiť dĺžku života a udržať sebaobslužnosť? Všeobecný súhlas bude, že sú to aeróbne aktivity. Podstatou je fakt, že pre ne potrebujeme dlhodobú tvorbu energie vo forme ATP z cukrov a tukov za prítomnosti kyslíka. 

Genetika spolu s vonkajšími faktormi ovplyvňuje naše schopnosti vykonávať dlhodobú fyzickú aktivitu. Na svet prichádzame s genetickou výbavou svalových vláken a v zásade rozlišujeme ľudí s prevahou rýchlych (bielych), pomalých (červených) vláken a typy s rôzne zmiešaným pomerom vláken, ktorých je asi väčšina. Čiže biele vlákna sú pre anaeróbne, silovo-rýchlostné schopnosti a červené pre vytrvalostné schopnosti. Nejde iba o športové výkony, ktoré obdivujeme, ale aj o vykonávanie našich dennodenných aktivít a pracovných schopností. S vekom naše schopnosti tvoriť energiu klesajú, a tak klesá aj naša schopnosť podávať výkon. Klesajú hlavne anaeróbne schopnosti (krátkodobá intenzívna aktivita – chôdza do schodov, dvíhanie bremien) – predovšetkým kvôli poklesu hladiny glykogénu vo svaloch a kvôli zmene v hormonálnom spektre. Tieto schopnosti je preto potrebné celoživotne a dlhodobo podporovať tréningom, dennými aktivitami a životným štýlom.

Na detailoch záleží

Často v lekárskej správe nachádzame vetu „primeraná pohybová aktivita“. Kto však skutočne vie, čo to znamená? Keďže sa cestičky nakoniec zbiehajú k praktickému lekárovi alebo internistovi, predpokladajme, že práve oni tento rébus hravo rozlúsknu. A ak aj áno, čo poradia pacientovi alebo i nepacientovi? Študentov som sa zvykol pýtať, akú záťaž by odporúčali  50-ročnému diabetikovi. Odpovede boli plávanie, beh, tenis atď. Nuž, to by bolo zjednodušené aj u zdravého a mladšieho jedinca. Aká pravidelná záťaž by asi bola najvhodnejšia pre nášho 50-ročného diabetika, ak ide o typického jedinca s nadváhou, dlhodobo zníženou pohybovou aktivitou, hyperlipidémiou, inzulínovou rezistenciou, hypertenziou, poškodením hlavne váhonosných kĺbov a obmedzeným rozsahom pohyblivosti? 

Problém je v tom, že pre niekoho predstavuje chôdza rýchlosťou 4km/hod – z metabolického a energetického hľadiska – spotrebu kyslíka 1,0 l/min a pre niekoho 0,7 l/min.
Keď hovoríme o fyzickej aktivite, myslíme na charakter zaťaženia, časové trvanie, intenzitu a frekvenciu v čase a vplyv vonkajších faktorov. U pacientov myslíme aj na charakter chorobného procesu. Problém je v tom, že pre niekoho predstavuje chôdza rýchlosťou 4km/hod – z metabolického a energetického hľadiska – spotrebu kyslíka 1,0 l/min a pre niekoho 0,7 l/min. Ako to zistíme? Samozrejme, tieto otázky zamestnávajú lekárov a vedcov už dlhý čas. Je mnoho podkladov o priaznivom účinku fyzickej aktivity, o vhodnosti potravín, primeranosti energetického príjmu a výdaja. Ale v praxi sa na tieto účely využíva možnosť určenia metabolického stavu spiroergometriou len minimálne, hoci jej prínos je neodškriepiteľný: môžeme určiť energetický výdaj v pokoji a pri definovanej záťaži, zloženie spaľovaných živín a individuálne hladiny vhodnej intenzity záťaže pre každého jednotlivca. To je veľmi dôležité hlavne u pacientov s kardiálnym postihnutím (ischémia myokardu, hypertenzia).

Aeróbne aktivity u zdravých jedincov a u vybraných ochorení

Ktoré aeróbne aktivity sú vhodné?

Najčastejšie sa uvádzajú chôdza, beh, plávanie, bicyklovanie, korčuľovanie, beh na lyžiach, tanec a ich varianty (napríklad nordic walking). Samozrejme, pre rôzne vekové skupiny majú rôzny význam. Vykonávajú sa voľne v prírode, pod vplyvom vonkajších faktorov prostredia alebo v športových centrách, čo je – hlavne pre pacientov – aj z hľadiska bezpečnosti lepšie. Vykonávať by ich mali osoby „zdravé“ (kto je dnes zdravý?) a pacienti. Čo je dôležité, charakter záťaže by mal vybrať lekár (nie osobný tréner), ktorý pozná zdravotný stav a ktorý má podrobnejšie vedomosti v oblasti fyziológie záťaže.

Graf č. 1: Metabolizmus a transport kyslíka
Graf č. 1: Metabolizmus a transport kyslíka

Dôležité veci z hľadiska metabolizmu

Poznáme tri druhy metabolizmu a všetky tieto druhy sú pre každého jedinca v bežnom živote dôležité. Je to metabolizmus anaeróbny, ktorý delíme na alaktátový (skoky, krátky šprint do 5 – 7 s, chôdza do schodov) a laktátový (dlhšie šprinty, opakované behy od 10 do 120 s) a metabolizmus aeróbny (dlhšie behy, regenerácia). Na to, aby sa kyslík zo vzduchu dostal do svalových buniek a tam bol optimálne využitý, sa musí udiať niekoľko dejov: ventilácia, distribúcia, difúzia v pľúcach, nasýtenie hemoglobínu – oxygenácia, transport krvou, difúzia v tkanivách a napokon správne využitie v bunkách – utilizácia. Pre väčšinu týchto dejov existujú funkčné testy, takže sa dá cielene vyhľadať možná porucha. 

Obrázok č. 1: Spiroergometria na bežiacom páse

Spiroergometria je metóda, pri ktorej vyšetrujeme aeróbny metabolizmus a sledujeme zmeny metabolizmu vzhľadom na zmeny intenzity zaťaženia, pričom analyzujeme objemové zmeny vydychovaného vzduchu (ventilácia, dychová frekvencia a dychový objem). Analyzujeme tiež zmeny kardiovaskulárneho systému (pulzová frekvencia, tlak krvi) a zmeny koncentrácie vo vydychovanom vzduchu v porovnaní s inspirovaným (FEO2, FECO2, VO2, VCO2, O2P, RQ). Priemerné hodnoty maximálnej spotreby kyslíka pre bežnú populáciu u mužov sú vo vekovej skupine 20 – 29 rokov 43 – 47 ml/min/kg.

Aeróbny a anaeróbny prah

Anaeróbny prah je charakterizovaný ako intenzita záťaže, pri ktorej sa udržiava dynamická rovnováha medzi tvorbou a odstraňovaním laktátu. Intenzita zaťaženia na úrovni anaeróbneho prahu sa považuje za dôležitý prostriedok rozvoja vytrvalostných aeróbnych schopností. Hodnoty spotreby kyslíka a intenzity zaťaženia v oblasti anaeróbneho prahu lepšie odrážajú vplyv adaptácie na vytrvalostný tréning než samotná hodnota maximálnej spotreby kyslíka.

Aeróbny prah je charakterizovaný ako intenzita zaťaženia, pri ktorom sa energia pre svalovú prácu získava oxidáciou cukrov a tukov a hladina laktátu dosahuje hodnotu 2 mmol.l-1. Táto intenzita sa využíva pre rozvoj aeróbnych schopností a základnej vytrvalosti, pre zaťaženia v prevencii kardiovaskulárnych komplikácií. Intenzita zaťaženia v tejto oblasti predstavuje približne 30 % maximálnej spotreby kyslíka.

Obe veličiny sú nezávislé od vôľových vlastností, čo je pre hodnotenie dôležité hlavne v prípade netrénovanej populácie.

Ktoré aeróbne aktivity sú vhodné pre pacientov s cukrovkou, hypertenziou, ICHS, bronchiálnou astmou a chronickou bronchitídou?

Vždy si treba uvedomiť, čo vplýva na schopnosť vykonávať pohybové aktivity. Je to vek a pohlavie, predošlý aktívny život, respektíve sedavý spôsob života, schopnosť učiť sa pohybové vzorce, stav pohybového aparátu a hmotnosť, pridružené ochorenia (napríklad hypertenzia a aktivity horných končatín), schopnosť spolupracovať a niesť zodpovednosť za seba samého a dodržiavanie dietetických obmedzení. Nie je to iba krátkodobá záležitosť, ide vlastne o dlhodobú zmenu životných návykov. Na to treba aj spoluprácu blízkeho okolia!

Parametre súvisiace s aeróbnou aktivitou

Hemoglobín je transportné médium pre kyslík. Nezáleží len na jeho množstve, respektíve koncentrácii, ale aj na energetickom stave červených krviniek (obsah 2,3-DPG), čo umožňuje uvoľniť viac kyslíka na periférii. Podľa Grafu č. 2 vidno, že koncentrácia hemoglobínu je faktorom hodnoty maximálnej spotreby kyslíka, čo je ukazovateľ aeróbneho metabolizmu.

Graf č. 2: Vzťah koncentrácie hemoglobínu a maximálnej spotreby kyslíka u 32 futbalistov I. ligy SR

Železo a feritín sú úzko späté s metabolizmom hemoglobínu, keď sa jeden ako zložka a druhý ako zásobáreň podieľajú na hodnotách aeróbneho metabolizmu. Ženy majú vo všeobecnosti obe hodnoty nižšie a to je – spolu s ďalšími faktormi – dôvod, prečo zisťujeme nižšie hodnoty maximálnej spotreby kyslíka.

Lipidový metabolizmus je v klinike považovaný za jeden z ukazovateľov charakteru metabolizmu v organizme. Ak prevažuje sedavý spôsob života, nedostatok aeróbnych aktivít, prejedanie sa a nevhodné zloženie stravy, stres, fajčenie, potom sa to prejaví nielen na parametroch aeróbneho metabolizmu, ale aj na objavení sa porúch tukového metabolizmu (pomer jednotlivých komponentov – LDL cholesterol, HDL cholesterol, TG), hypertenzie, metabolického syndrómu (spolu s poklesom produkcie testosterónu) s obezitou a tichým rozvojom aterosklerózy. V prípade nedostatku antioxidantov vzniká nerovnováha bilancie homocysteínu, ktorý je v tomto prípade považovaný za prediktora aterosklerózy.

Triacylglyceroly + celkový cholesterol a LDL cholesterol a obsah viscerálneho tuku sú považované za rizikové faktory – napísali sa o nich celé traktáty. Cholesterol je však potrebný aj na normálnu syntézu nadobličkových hormónov a zabezpečenie pohlavných funkcií. Keďže neexistuje hodnota celkového cholesterolu, ale je to súčet všetkých foriem (HDL, LDL, VLDL...), „škodlivosť“ cholesterolu závisí od pomerov týchto jednotlivých zložiek. A od genetických predpokladov. Aeróbna činnosť znižuje hladinu cholesterolu, zvyšuje podiel HDL cholesterolu a znižuje podiel LDL cholesterolu. Populačné štúdie potvrdzujú spojitosť aterosklerózy a jej komplikácií s nízkou hladinou HDL cholesterolu. Dlhodobá aeróbna a vytrvalostná záťaž hladinu HDL cholesterolu zvyšuje.

Kyselina močová býva zvýšená hlavne po vytrvalostnom zaťažení v dôsledku aktivovaného metabolizmu bielkovín, ale aj pri laktátovej acidóze pri anaeróbnom metabolizme. Tiež je známy vplyv stimulantov, anabolík a diuretík na podklade dopingovej genézy. Nízka hodnota môže poukazovať na diétne príčiny, vrodené poruchy metabolizmu, obličkové ochorenia a pod.

Kreatínkináza je enzým ovplyvňujúci prenos fosfátovej skupiny z kreatínfosfátu v prítomnosti ADP za vzniku ATP. Zvýšené hodnoty v krvi signalizujú poškodenie bunkovej membrány myokardu alebo kostrového svalstva, vyššie bývajú u netrénovaných osôb, pri neprimeranom posilňovaní, pri úrazoch a pomliaždení svalov, po i.m. injekciách a po abúze anabolík (spolu so zvýšenou hodnotou AST vzbudzujú podozrenie). Z patologických stavov sú to ešte myopatie, rabdomyolýza po statínoch, pri hypotyreóze a meningitíde. Pokiaľ ide o zvýšenie CK v dôsledku športovej aktivity, jej hodnota by sa mala do 24 hodín po výkone normalizovať. Ak sa zanedbáva regenerácia, dochádza k chronickému zvýšeniu hodnoty CK, čo podľa literárnych údajov vedie vo vyššom veku k chronickému únavovému syndrómu. Môžeme upozorniť na analógiu s poškodením pečeňovej bunky, kde dlhodobý únik transamináz taktiež signalizuje poškodenie bunkových membrán a vedie k zníženej funkcii pečeňovej bunky. 

Tabuľka č. 1: Výsledky športovca bez subjektívnych ťažkostí s anamnézou 2-týždňovej prestávky v tréningu

Kreatinín je degradačný produkt metabolizmu svalov a jeho stanovenie sa využíva k hodnoteniu funkcie obličiek. Znížená hodnota môže signalizovať užívanie anabolík, zvýšenú dehydratáciu, katabolizmus (sledovať ureu), rhabdomyolýzu alebo nadmerný príjem bielkovín a abúzus diuretík.

Hladiny transamináz AST, ALT bývajú – okrem štrukturálnych poškodení (hepatitída, cirhóza) a ochorení štítnej žľazy, pankreasu a diabetu – zmenené v súvislosti s fyzickou aktivitou a športovou činnosťou. Môžu signalizovať používanie steroidných anabolík, nadmernú fyzickú záťaž (AST), prítomnosť laktátovej acidózy, tepelný úpal, zápaly a poškodenia priečne pruhovaného svalstva, nadmernej aeróbnej aktivity a stav pretrénovanosti.

Glukóza je úzko spätá s diabetom. Znížená hodnota je spojená s nadmernou fyzickou záťažou, hlavne intenzívneho vytrvalostného charakteru, s hladovaním (gymnastika, krasokorčuľovanie, balet) a potom s rôznymi diétnymi systémami s potlačením príjmu cukrov v potrave (Atkinsonova diéta, Cambridge diéta a i.). Zvýšené hodnoty prináša dlhodobý stres a abúzus narkotických analgetík (aj u športovcov).

TAS – celkový antioxidačný stav

Voľné radikály, zvlášť ROS (reaktívne, rýchle oxidačné látky), sú spájané s etiológiou mnohých ochorení. Viaceré štúdie ukázali, že príjem antioxidantov môže redukovať výskyt niektorých ochorení ako rakovina alebo kardiovaskulárne ochorenia. Naopak, jedna štúdia poukázala na to, že substitúcia antioxidantov pred záťažou neochraňuje cvičiaci sval a predlžuje regeneráciu. Cvičenie, šport a fyzická námaha spôsobujú oxidačný stres. Dlhotrvajúci tréning môže tento stres ovplyvňovať pozitívne i negatívne, pričom zvyšovanie stresu môže spôsobiť pretrénovanie a svalovú slabosť. Ťažko pracujúci sval sa zahrieva až na 45 °C, klesá pH, stúpa množstvo leukocytov a poškodenie svalov voľnými radikálmi (lipoperoxidácia, elastolýza a i.). Pomalé červené svalová vlákna majú 4-krát viac vitamínu E než rýchle biele vlákna – biele sú potom pri oxidačnom strese viac poškodzované. Nedostatok antioxidantov môže výrazne znížiť športovú výkonnosť. V telovýchovnom lekárstve sa problematika antioxidantov nedoceňuje tak ako pri iných fyzicky náročných povolaniach. 

TAS je parameter celkovej antioxidačnej aktivity, celého antioxidačného systému. V literatúre sa hodnoty referenčných skupín pohybujú medzi 1,8 – 2,2 mmo/l. Priemerné hodnoty TAS v skupine športovcov s priemerným vekom 18 rokov boli 1,57 mmol/l (+/- 0,1). Vytrvalostní športovci nemali oproti silovo-rýchlostným športovcom rozdielne hodnoty (R-S: 1,51; V: 1,60 mmol/l, Hostýn). V tureckej štúdii zistili v skupine basketbalistov po trojdňovom intervalovom tréningu významný pokles hodnoty TAS. Pravidelný vytrvalostný tréning zvyšuje antioxidačnú obranu (Niess, Poulsen), hoci existujú štúdie, ktoré žiadne zmeny nezistili. V štúdii pacientov s hypertenziou boli štatisticky znížené hodnoty TAS u pacientov s diagnostikovanou hypertenziou a tiež u pacientov s tzv. syndrómom bieleho plášťa (N: 1,79 mmol/l (+/- 1,1); hypertenzia: 1,55 mmol/l (+/- 0,1); syndróm bieleho plášťa: 1,64 mmol/l (+/- 0,12)). V inej štúdii s výskytom vitiliga (Tunis) mali všetci pacienti hodnotu TAS 0,85 na rozdiel od kontrolnej skupiny s hodnotou 1,4 mmol/l. Hodnoty u pacientov so sickle cell disease mali nízke zistené hodnoty TAS (0,98 mmo/l).

Celotelová vibrácia

Tabuľka č. 2: Porovnanie našich výsledkov a výsledkov Bosco
S rozvojom a dostupnosťou rôznych pohybových aktivít na zlepšenie zdravotného stavu je populácia zaplavovaná množstvom informácií, ktoré majú cielene podporovať nejaký prístroj alebo metódu. Účinok celotelového vibračného cvičenia na rôzne orgány uvádza viacero autorov. Udáva sa napríklad pozitívny účinok na hormonálny stav. Cieľom pozorovania bolo zaznamenať možné zmeny po okamžitej a krátkodobej celotelovej vibračnej záťaži na nestabilnej plošine s preťažením 10 – 12 G s frekvenciou 45 Hz. Chceli sme doplniť výsledky experimentu autorov Bosco a spol. z roku 2000. Sledovali sme jednorazový účinok 10-minútového cvičenia na rôzne vybrané parametre: hematologické, biochemické a niektoré hormonálne. Nezistili sme podstatné zmeny krvného obrazu, glukózy, kreatínkinázy, ionogramu. Z pohľadu hormonálnych zmien sme nepotvrdili jednoznačne prezentované zmeny anabolicky pôsobiacich hormónov (TST, STH), ako prezentuje Bosco. Keďže sme zistili dve rôzne reakcie u mladších a starších jedincov, treba byť v interpretácii prospešnosti takého cvičenia opatrný. Je dôležité si uvedomiť, že takúto záťaž používajú vo fitnes centrách rôzne vekové skupiny cvičiacich a nemožno zovšeobecňovať výsledky na všetkých.

Je potrebné zvážiť predpoklady pacienta a faktory choroby, respektíve polymorbidity pri výbere pohybovej aktivity, jeho predošlé skúsenosti s pravidelným pohybom a ciele vykonávania pohybovej aktivity v danom čase.

Ako odporúčať záťaž?

Záťaž možno odporúčať odhadom cez rovnice a tabuľky, čo je menej presné a individuálne, alebo na podklade individuálneho funkčného vyšetrenia. Pri opakovanej záťaži sledujeme nielen telesnú výkonnosť, ale aj zmeny tlaku krvi, zmeny EKG ako možný ukazovateľ ischémie myokardu, z parametrov spiroergometrie hodnotíme správanie sa ventilácie, hodnoty aeróbneho a anaeróbneho metabolizmu, ktoré sú vôľovo nezávislé, na rozdiel od hodnoty maximálnej spotreby kyslíka. Zároveň môžeme sledovať aj účinok nefarmakologickej intervencie ako i farmakologickej intervencie pri jednotlivých chorobných jednotkách. Je potrebné zvážiť predpoklady pacienta a faktory choroby, respektíve polymorbidity pri výbere pohybovej aktivity, jeho predošlé skúsenosti s pravidelným pohybom a ciele vykonávania pohybovej aktivity v danom čase.

Záver

Problematika adekvátnej telesnej aktivity u konkrétneho pacienta je komplikovaná veda. Väčšinou je v odporúčaniach vyriešená len strohým vymenovaním druhov športovej aktivity a nejasným určením frekvencie a intenzity záťaže. V prepúšťacej správe je zvyčajne uvádzané odporúčanie „primeranej záťaže“ alebo odporúčanie ortopéda „zaťažovať končatinu na 50 % maxima“. Kde a ako zaťažovať, na to je ešte ťažšia odpoveď. Pracovná vyťaženosť, existenčné a rodinné problémy, dostupnosť podmienok pre cvičenie rozhodujú o tom, že aj zdravý pacient sa v prípade potreby dožaduje jednoduchého riešenia svojho problému, najlepšie jednorazovo, jednou tabletkou. Také riešenie však v tomto prípade neexistuje. Lekár by mal vedieť pacienta usmerniť, pacient by mal chcieť a štát by mu to mal umožniť.
 

Hodnotenie článku

inVitro 1/2015

Interná medicína

Tento článok sa nachádza v čísle InVitro 1/2015 Interná medicína. Ak máte záujem o časopis v tlačenej verzii, ozvite sa nám.
Objednať inVitro