03-06-2013
Arbejdsfysiologi og Tests
Juni 2013
www.motion-online.dk
Arbejdsfysiologi
•Muskler
•Muskelfibre
•Kontraktilitet
•Motorisk enhed
•Fibertyper
•Rekruttering
•Muskelkontraktion
•Dynamisk
•Statisk
•Kraft
•Træning
•Energiomsætning & metabolisme
•Metabolisk Fitness
•Alder
•Måling af kondition
•Response på træning
1
03-06-2013
Type 1
Kraft
Type 2a
Kraft
Lav Fmax
Type 2x
Højere Fmax
Kraft
Høj Fmax
Høj F/t
Lav F/t
Højere F/t
Tid (ms)
Tid (ms)
Kraft
Kraft
Tid (ms)
Kraft
Lav udholdenhed
Høj udholdenhed
Tid (min.)
Lavere
udholdenhed
Tid (min.)
Tid (min.)
Ændringer i muskelfiberstørrelse
Ung voksen
Pubertet
Aldring
(
reduceret
antal fibre
)
Styrketræning
= Langsom type I
= Hurtig type II
Mean fibre area (m2)
Samlet antal fibre
1000000
6000
800000
4000
2000
Type 1
600000
Type 2
400000
200000
0
0
0
20
40 60
Alder (år)
80
0
20
40
60
80
Alder (år)
2
03-06-2013
100 m sprint - Europamesterskaber
De 3 bedste tider i hver aldersgruppe
Korhonen MT et al 2002
Myosin ATPase farvning
Type 1
Type 2a
Type 2x
Kraft / Hastighed
Kraft
Sjældent brug for maksimal
kontraktion (MVC = maximal
voluntary contraction).
Et givet arbejde kan udtrykkes som %MVC
(typisk isometrisk).
Isometrisk
kontraktion
Excentrisk
dynamisk
kontraktion
Koncentrisk
dynamisk
kontraktion
0
Hastighed
3
03-06-2013
16
14
Gentagelser
12
11 RM
10
8
6 RM
6
3 RM
4
1 RM
2
0
70
75
80
85
90
95
100
% af 1 RM
Rekruttering af motoriske enheder
Muskelstyrke
Neural
komponent
Muskelstørrelse
Fig. 1
Iltoptagelse (lmin-1)
2,0 - 7,5
0,25
Hvile
Tid
Arbejdsbelastning
4
03-06-2013
Fig. 2
Iltoptagelse (lmin-1)
100 % VO2max
100 %
Intensitet
2,0 - 7,5
0,25
0%
Hvile
Arbejdsbelastning
Hjertefrekvens
A
C
200
HF-max = 196 (A og C)
180
B
HF-max = 165 (B)
160
Relation mellem belastning (Watt) og Iltoptagelse på ergometercykel
140
Iltoptagelse (Ltr./min)
6
120
100
5
4
3
2
1
0
0
80
100
200
300
400
Belastning (Watt)
60
0
50
100
150
200
watt
A: 20 år; hvilepuls: 60/min.
y
x
Puls v/100 Watt: 130/min. Max. puls: 220-20 = 200/min
z
 200 Watt => 43 ml/min/kg (5% fejl)
Max. puls: 196/min. =>
Max belastning: (196-60)/(130-60) x 100 = 194 Watt.
VO2max: 2,7 ltr/min + (1 MET x 70 kg)/ 70 kg = 41 ml/min/kg
(nomogram)
+
2,5 ml/min/kg
MaximalHjertefrekvens
Hjertefrekvensmed
medalder
alder
Maximal
240 240
Hjertefrekvens (/min)
Hjertefrekvens (/min)
220 220
200 200
180 180
160 160
140
220-alder
140
120
Målt 220-alder
(m/variationsbredde)
120
Alder (år)
Alder (år)
100
20100
25
20
30
25
30
35
35
40
40
45
45
50
50
55
55
60
60
65
65
70
70
5
03-06-2013
Hjertefrekvens
C
200
A
HF-max = 196 (A og C)
180
B
160
HF-max = 165 (B)
Relation mellem belastning (Watt) og Iltoptagelse på ergometercykel
140
Iltoptagelse (Ltr./min)
6
120
100
5
4
3
2
1
0
0
80
100
200
300
400
Belastning (Watt)
60
0
50
100
150
200
watt
A: 20 år; hvilepuls: 60/min.
y
x
Puls v/100 Watt: 130/min. Max. puls: 220-20 = 200/min
z
 200 Watt => 43 ml/min/kg (5% fejl)
Max. puls: 196/min. =>
Max belastning: (196-60)/(130-60) x 100 = 194 Watt.
VO2max: 2,7 ltr/min + (1 MET x 70 kg)/ 70 kg = 41 ml/min/kg
(nomogram)
+
2,5 ml/min/kg
Hjertefrekvens
Max
100 %
Intensitet
Utrænet
Trænet
Hvile
0%
Hvile
(0,25)
Max-utrænet
(2,0-3,0)
Max-trænet
(4,0 - 7,5)
Iltoptagelse (lmin-1)
Borgs skala
for numerisk
vurdering af
anstrengelse.
6
03-06-2013
Borg vs. intensitet (relativt arbejde)
• Alle ud at bevæge sige: rundt i gården – på
grus/småsten el. asfalt; op ad trappen;
• Aflæs BÅDE puls og vælg en værdi fra Borg
skalaen.
• Tilbage i lokalet: opskriv data på tavle.
Maksimal iltoptagelse
Hvad er “konditallet” og hvilke
faktorer er bestemmende?
Kondital
Mænd
80
70
60
50
40
30
20
10
20
30
40
50
60
70
80 Alder
7
03-06-2013
Kondital
80
Kvinder
70
60
50
40
30
20
10
20
30
40
50
60
70
80 Alder
Iltoptagelse –
ilttransportkædens led.
Lungerne
Ventilation
Diffusion
Hjerte - cirkulation
Hæmoglobin, blodvolumen,
minutvolumen
Arterielt blodtryk
Perifær cirkulation
Perfusion af organer, væv
samt ikke aktive muskler
Muskelperfusion
Blodkarrenes størrelse,
inklusiv kapillærnettets
størrelse
Energiomsætning
Tilførsel af energi, næringsstoffer
(sukker, fedt), muskelmasse
Myoglobin, mitokondrier
8
03-06-2013
14
Blodgennemstrømning - ben (lmin-1)
12
10
Minutvolumen (lmin-1)
24
22
20
109 mmHg
110 mmHg
Intensitet (watt)
300
2 ben
100
0
Iltoptagelse
2 arme
200
0
Blodtryk
10
3,4 lmin-1
2,7 lmin-1
20
Tid (min)
Ilttransport kapacitet
Led i iltens optagelse,
transport og forbrug
Utrænede
(ml/kg/min)
Trænede
(ml/kg/min)
Lungernes øvre
grænse for transport
af ilt.
80 – 100
80 - 100
Hjertets øvre grænse
for transport af ilt.
40 – 50
80 – 100
Musklers øvre grænse
for modtagelse og
forbrug af ilt.
300 – 400
>500
VO2max : 80-95 ml/min/kg MAX; ~ Hjertet’s kapacitet (UT).
Hos T også grænse ved lunger.
9
03-06-2013
RER
Respiratoriske udvekslings kvotient
RER
1,0
Utrænet
1,0
Trænet
0,9
Utrænet
0,8
Trænet
0,7
0,9
Hvile
0,8
Let
Moderat
Omsætningsvarme
(-H) kcal/g
Ltr O2
forbrugt
(/gram)
Ltr CO2
dannet
(/gram)
RER


(VCO2/VO2)
Ca. 4
0,746
0,746
1,00
Kulhydrat
0,7 (glukose)
Fedt
Hvile
(triglycerid)
Ca.Let
9
Moderat
2,03
Hårdt
1,43
0,70
Protein
(blandet
animalsk)
Ca. 4
0,97
0,77
0,79
Alkohol
Ca. 7
1,46
0,97
0,66
Hårdt
Metabolisme – substratvalg under arbejde
T2DM, MFO
Obese, MFO
0,4
Control, MFO
Fat oxidation, g * min
-1
T2DM
Obese
Control
0,3
0,2
0,1
20
40
60
80
Relative workload, % VO2 MAX (leg)
Larsen, S. et al. Diabetologia, 2009
O2 mlmin-1
500
Eet-bens træning.
2 timer sparkearbejde med samme absolutte belastning.
RQ 0.91
FFS
RQ 0.82
Fedt
TG
FFS
Fedt
400
300
CHO
200
100
0
TG
Glykogen
Glykogen
Glukose
120 min
Utrænet
CHO
Glukose
120 min
Trænet
NB. Blood flow til UT & T ben ens!
10
03-06-2013
Energiomsætning
Iltoptagelse i hvile: ~ 3,5 ml O2  kg-1  min-1 = Èn metabolisk “enhed” = 1 MET
Aktivitet
Energiforbrug
(kcal/min)
Time/uge
(for at nå 1.500 kcal)
Almindelig gang
Almindeligt havearbejde
Fritidssejlads
Golf
Bowling/billard
Almindeligt fiskeri
2,5 – 5,5
4,5 – 10
Cykling til arbejde
Rask gang /jogging
Sportsdans / folkedans
Motionssvømning
Motionstennis
Skisport/langrend som motion
Græsslåning u/motor
Gravearbejde I haven
5,5 – 7,0
3,5 – 4,5
Terrænløb / motionsløb
Basketball / håndbold
Fodbold
Roning /Kano-kajak
Cykelløb / mountainbike
Squash/badminton
Bjergbestigning
7,0 – 9,0
3,0 – 3,5
Maksimal iltoptagelse
- træningeffekt - inaktivitet
- alder.
Importance of intensity
Heart Rate at 200 watt
(beats/min)
200
190
180
170
160
150
140
130
120
110
Training: 200
200 225
250
Weekly: 3x30 4x30 3x30 3x30
Jan
Feb
Mar
Apr
May
250 watt
5x30 min
June
E.H.-Christensen, Arbeitsphysiologie,4:453-470,1931
11
03-06-2013
1 hr/day for 3 month
3 hrs/day for 3 month
3 hrs/day for 6 month
Same distance – different speed
Petrov und Siebert 1925, Siebert 1929
Iltoptagelse (lmin-1)
Mælkesyre (mM)
Veltrænede
15,0
5,0
Efter træning
4,0
12,0
Før træning
9,0
3,0
2,0
6,0
Iltoptagelse
3,0
1,0
Mælkesyre
0
5
10
15
20
Hastighed (km/t)
Respons (ml O2min-1)
1200
1000
N=720
Gns. respons 384 ml O2min-1
800
600
400
200
0
200
-200
400
600
Individer
12
03-06-2013
Iltoptagelse (mlkg-1min-1)
Iltoptagelse (lmin-1)
50
4,0
Mænd
Mænd
3,0
40
30
2,0
Kvinder
Kvinder
20
1,0
10
0
0
40
80
0
40
80
Alder
Maksimal iltoptagelse
(mlkg-1min-1)
45
n=5
40
+5 måneders
træning
35
3 ugers
inaktivitet
30
1966
~20 år
1996
~50 år
Ændringer i kondital
hos mandlige ultra-marathon løbere
Træningsmængde
Maximal oxygen uptake (ml/kg/min)
80
39 år: 150-200 km/uge (løbetræning)
62 år: 45-60 min dagligt (motion)
70
60
50
40
30
20
10
0
35
40
45
50
55
60
65
70
Age
75
Man kan altså ikke
træne på forskud...
Blev ved med at træne (10 personer)
Holdt op med at træne (7 mænd)
"Gennemsnits mænd"
13
03-06-2013
Nu til tests….
Alment om diverse test.
Afprøvning af tre (fire) tests:
• 6 min gå test (30 m afstand)
• Step-test
• Bip-test/yo-yo test (20 m afstand)
• (12 min Cooper test)
Tilbage i lokale – snak om resultater.
Normalbefolkning - Mænd:
Meget Lavt
Alder
Lavt
Middel
Højt
Meget Højt
5-14
< 38
39-43
44-51
52-56
> 57
15-19
< 43
44-48
49-56
57-61
> 62
20-29
< 38
39-43
44-51
52-56
> 57
30-39
< 34
35-39
40-47
48-51
> 52
40-49
< 30
31-35
36-43
44-47
> 48
50-59
< 25
26-31
32-39
40-43
> 44
60-69
< 21
22-26
27-35
36-39
> 40
70-
<19
20-24
25-32
33-37
Normalbefolkning - Kvinder:
Meget Lavt
Alder
>38
Lavt
Middel
Højt
Meget Højt
5-14
< 34
35-39
40-47
48-51
> 52
15-29
< 28
29-34
35-43
44-48
> 49
30-39
< 27
28-33
34-41
42-47
> 48
40-49
< 25
26-31
32-40
41-45
> 46
50-64
< 21
22-28
29-36
37-41
> 42
65-
<19
20-26
27-34
35-39
>40
Verdensklasseatleter (løb, cykling, roning, langrend etc.):
Meget Lavt
Lavt
Middel
Højt
Meget Højt
Mænd
< 60
60-70
70-80
80-90
> 90
Kvinder
< 50
50-58
58-64
64-72
> 72
14