SYNDROM NISKIEJ INTENSYWNOŚCI WYSIŁKU

WE WSPÓŁCZESNYM PROCESIE TRENINGOWYM

„Wciąż wiele pozostało do odkrycia w świecie nauki”

Jego Magnificencja,
Państwo Rektorzy,
Dziekani, Szanowny Senacie,
Czcigodni Doktorzy Honoris Causa,
Droga Społeczności Akademii Wychowania Fizycznego i Sportu,
Wielce Dostojni Goście Wszelkich Godności, Tytułów i Stanowisk,
Szanowni Państwo

Z perspektywy 50-letniego doświadczenia dydaktyczno-naukowego poszukiwałem inspiracji do dzisiejszego wykładu. Wydaje się, wciąż aktualnym problemem we współczesnym sporcie jest jakość treningu, która wywołuje wśród trenerów i naukowców wiele dyskusji, kontrowersji i emocji. Największe wątpliwości budzą stosowane obciążenia w odniesieniu do aktualnych możliwości wysiłkowych zawodników, a ściślej mówiąc, jakie obciążenie fizyczne zastosować pod względem objętości i intensywności, aby przyniosło optymalny efekt adaptacyjny w cyklu treningowym.

Długoletnie badania wielu teoretyków nauk o sporcie w różnych ośrodkach naukowych i obserwacje własne wskazują na niską intensywność treningu i małą tolerancje narastającego zmęczenia zawodników w różnych dyscyplinach zwłaszcza w zespołowych grach sportowych. Jednym z prekursorów takich badań w AWFiS w Gdańsku był profesor Janusz Czerwiński. Zbyt długie przestoje w treningu, długie tłumaczenie wykonania ćwiczenia przez trenera, słaba organizacja treningu, niska motywacja, małe zaangażowanie zawodnika w wykonanie ćwiczenia, brak indywidualizacji i monitoringu obciążeń, a także wąska kadra szkoleniowa (zwłaszcza w grupach młodzieżowych) oraz wiele innych czynników wpływa na obniżenie intensywności treningu. Jest to główny problem współczesnego procesu treningowego nie tylko w Polsce. Aby trening był w pełni efektywny i rozwijał potencjał zawodnika, pracujące mięśnie i mózg oczekuje na ściśle określony bodziec treningowy.

W sporcie wyczynowym nieustannie poszukuje się nowych technologii treningu, które pozwolą na wydobycie z organizmu ukrytych rezerw biologicznych. Jednym z kierunków są badania z pogranicza fizjologii wysiłku fizycznego, neurofizjologii i psychofizjologii. W nurt tych badań wpisuje się temat mojego wykładu pt: „Syndrom niskiej intensywności wysiłku we współczesnym procesie treningowym”.

Szanowni Państwo, Drodzy Studenci,

Na każdym etapie procesu treningowego i rozwoju kariery sportowej jest wiele możliwości rozwiązania problemu syndromu niskiej intensywności procesu treningowego – począwszy od organizacji jednostki treningowej, a kończąc na realizacji dozowanych obciążeń fizycznych. Pomijam w tych rozważaniach trening regeneracyjny, który z natury charakteryzuje się niską intensywnością. Chciałbym odpowiedzieć na pytanie: co zrobić, aby podnieść efektywność treningu? Jako fizjolog wysiłku fizycznego chciałbym skoncentrować się na monitorowaniu obciążeń progowych, szybkości i sprawności działania ośrodkowego układu nerwowego (OUN), a szczególnie mózgu. Odpowiada on m.in. za szybkość podejmowania decyzji, które w sporcie w dużym stopniu decydują o końcowym 1 sukcesie lub jego braku. O ile powszechnie znane jest wykorzystanie progów metabolicznych tj.: progu tlenowego (aerobowego) i beztlenowego (anaerobowego) w treningu, o tyle obciążenie na progu psychomotorycznym zmęczenia i przełamywanie bariery zmęczenia w mózgu, są nowatorskim rozwiązaniem we współczesnym sporcie.

A teraz, Szanowni Państwo, jeżeli pozwolicie na trochę wspomnień i refleksji. Jak doszło do odkrycia progu psychomotorycznego zmęczenia? Moja przygoda naukowa rozpoczęła się w Akademii Wychowania Fizycznego we Wrocławiu Punkt Konsultacyjny w Jeleniej Górze i w Wojewódzkiej Przychodni Sportowo Lekarskiej w Jeleniej Górze. Już na początku mojej pracy zawodowej fascynowały mnie badania szybkości i sprawności działania OUN, sprawności psychomotorycznej i zmęczenia ośrodkowego. Dotychczasowe badania z tego zakresu koncentrowały się przede wszystkim z powodów metodologicznych na doświadczeniach przed i po wysiłku. Mnie jednak jako fizjologa i trenera interesowały głównie procesy psychofizjologiczne zachodzące podczas wysiłku progowego, podprogowego i nadprogowego w trakcie narastającego zmęczenia. Interesowało mnie również wykorzystanie zmiennych psychomotorycznych w sterowaniu obciążeń treningowych. Odważyłem się podjąć realizacji nowatorskich projektów badawczych, w biatlonie, saneczkarstwie, narciarstwie zjazdowym, kolarstwie i zespołowych grach sportowych, których wyniki przekraczały granice tego co znamy i rozumiemy. W środowisku naukowym spotkały się one z dużym dystansem i niedowierzaniem. Ja jednak nie poddawałem się i głęboko wierzyłem w to co robię. Te oceny, opinie jeszcze bardziej nauczyły mnie pokory i zmobilizowały do pracy w poszukiwaniu prawdy w realizowanych badaniach.

Zdjęcie numer 1.

Na jednym ze zjazdów naukowych Polskiego Towarzystwa Medycyny Sportowej przedstawiłem fragment wyników badań sprawności psychomotorycznej zarejestrowanych u saneczkarzy w warunkach treningowych na torze saneczkowym. Po wysłuchaniu mojego wystąpienia, ku mojemu zaskoczeniu otrzymałem zaproszenie do współpracy od profesora Stanisława Kozłowskiego, wybitnego fizjologa wysiłku fizycznego w skali międzynarodowej, kierownika najbardziej prestiżowego w Polsce Zakładu Fizjologii Stosowanej Instytutu Medycyny Doświadczalnej i Klinicznej Polskiej Akademii Nauk w Warszawie. Nowoczesna aparatura, narzędzia badawcze i ponad 30-letnia współpraca kontynuowana następnie z Panią profesor Krystyną Nazar i profesor Hanną Kaciuba-Uściłko pozwoliła na przeprowadzenie pionierskich w Polsce badań dotyczących zależności między zmianami fizjologicznymi, biochemicznymi oraz hormonalnymi, a parametrami psychomotorycznymi podczas wysiłków o różnej charakterystyce. Efektem tej współpracy było odkrycie i wprowadzenie do teorii wysiłku fizycznego nowego pojęcia terminologicznego „próg psychomotorycznego zmęczenia” (ang. psychomotor fatigue threshold – PFT).

Zdjęcie numer 2.

A zatem, co to jest próg psychomotoryczny zmęczenia? Jest to granica obciążenia wysiłkowego i tolerancji zmęczenia, przekroczenie której powoduje gwałtowne pogorszenie sprawności psychomotorycznej i szybkości działania. A jakie reakcje fizjologiczne zachodzą na samym progu? Należy podkreślić, że występujące na progu obciążenie generuje taki poziom zmęczenia, który jest w pełni tolerowany przez mózg, a zarazem taki poziom pobudzenia ośrodków korowych i podkorowych aktywowanych przez twór siatkowaty mózgu, przy którym procesy analityczno-decyzyjne optymalnie działają. Przy tym obciążeniu występuje najwyższa sprawność działania ośrodkowego układu nerwowego (OUN) i najwyższa sprawność psychomotoryczna. Zawodnik osiąga wówczas, najwyższy poziom szybkości i trafności reagowania na bodźce wzrokowo-słuchowe, najwyższą zdolność mobilizacji i koncentracji uwagi oraz podejmuje optymalne decyzje. Na taką właśnie siłę bodźca oczekuje mózg. Przekładając to np. na grę w piłkę nożną, zawodnik grający z intensywnością progową szybciej postrzega daną sytuację, szybciej przewiduje ruch partnera 2 i przeciwnika, ma najlepsze „czucie piłki”, nie popełnia błędów w działaniach ofensywnych i defensywnych, gra koncertowo. Odkrycie PFT otwiera nowe możliwości zwiększaniu intensywności treningu w granicach pełnego bezpieczeństwa biologicznego, a także w przełamywaniu kolejnych granic ludzkich możliwości oraz wydobywania niewyobrażalnego potencjału z mózgu. Na przykład wciąż jest ogromna liczba nieaktywnych połączeń między neuronami- szlaków kojarzeniowych.

Zdjęcie numer 3.

Dzisiaj w sporcie wyczynowym, a zwłaszcza w grach zespołowych, problem polega na tym, że intensywność progową a zarazem najwyższą sprawność OUN, zawodnicy osiągają sporadycznie. Niestety nie są one w stanie jednorazowo długo utrzymać najwyższej sprawności mózgu, dlaczego? Ponieważ aktualnie nie są przygotowani do gry z obciążeniem progowym. Trening jest mało intensywny, podprogowy – poniżej progu psychomotorycznego zmęczenia, a mózg oczekuje na obciążenie progowe, na obciążenie stymulujące ośrodki korowe, aby wydłużyć czas trwania optymalnego pobudzenia i utrzymania jak najdłużej sprawności OUN. Jednak sztaby szkoleniowe obawiają się stosować wysokich obciążeń występujących na progu psychomotorycznym, aby nie przeciążyć zawodników. Nic bardziej mylnego! Obciążenie tolerowane przez mózg przy równoczesnym stosowaniu optymalnych przerw aktywnego wypoczynku nie wywołuje stanów przeciążeniowych. Aby cel ten osiągnąć, każdy zawodnik musi być monitorowany. Przy optymalnym pobudzeniu ośrodków korowych i podkorowych mózgu, wybitni piłkarze podejmują fantastyczne decyzje, zdobywają zaskakujące bramki, a bramkarze bronią fenomenalnie.

Zdjęcie numer 4.

Jeżeli chcemy podnieść intensywność treningu i zastosować obciążenie w granicach pełnej tolerancji zmęczenia przez mózg, należy wyznaczyć PFT. Próg ten można wyznaczyć na podstawie przebiegu zmian szybkości i trafności reagowania podczas wysiłku o narastającym obciążeniu. Zawodnicy podczas biegu na bieżni mechanicznej w ostatniej minucie każdego obciążenia wykonują test psychomotoryczny. Szybkość reagowania możemy ocenić na podstawie pomiaru czasu reakcji różnicowej a trafność reagowania na podstawie liczby poprawnie wykonanych reakcji. Metodę pomiaru opisano w wielu poprzednich publikacjach.

W naszych badaniach stwierdzono dwufazowy – progowy przebieg zmian badanych parametrów psychomotorycznych podczas wysiłku progresywnego o charakterze wytrzymałościowym. W pierwszej fazie przebiegu szybkości i trafność reagowania zwiększa się stopniowo wraz ze wzrostem pobudzenia OUN, prędkości biegu i zmęczenia aż do momentu osiągnięcia najszybszego reagowania i podejmowania optymalnych decyzji (ryc. 1). Oznacza to, że narastające zmęczenie w trakcie wysiłku jest w pełni tolerowane do momentu wystąpienia progu psychomotorycznego zmęczenia. Przenosząc tę fazę przebiegu parametrów psychomotorycznych np. na warunki meczowe – zawodnik coraz szybciej reaguje, podejmuje coraz lepsze decyzje i popełnia coraz mniej błędów. W tej fazie stwierdzono równoczesny wzrost częstości skurczów serca, poboru tleniu, stężenia mleczanu i amin katecholowych (adrenaliny i noradrenaliny).

W drugiej fazie przebiegu, przy dalszym zwiększaniu prędkości biegu dochodzi do coraz większego zmęczenia obwodowego i ośrodkowego układu nerwowego, które nie jest już tolerowane przez mózg. Dochodzi również do przekroczenia optymalnej aktywacji OUN. W konsekwencji tych zmian następuje gwałtowne załamanie funkcji mózgu, głębokie zaburzenie pracy procesów analityczno-decyzyjnych. W efekcie dochodzi do znacznego pogorszenia szybkości i poprawności reagowania, osłabienia szybkości przetwarzania i przewidywania, obniżania mobilizacji i koncentracji uwagi. Potwierdzeniem przekroczenia optymalnej aktywacji OUN jest istotny wzrost adrenaliny i noradrenaliny we krwi po wystąpieniu progu PFT. W trakcie gry, zawodnik traci szybkość, precyzję oraz płynność i swobodę wykonania ruchu. Traci także zdolność selektywnego przyjmowania bodźców, co jest główną przyczyną podejmowania złych decyzji, popełniania wielu, nawet prostych 3 błędów. Zmianom tym towarzyszy dalszy wzrost częstości skurczów serca, poboru tlenu, stężenia mleczanu aż do osiągnięcia maksymalnych wartości. Reasumując, do momentu pojawienia się PFT, sprawność i szybkość działania OUN, a także sprawność psychomotoryczna poprawia się, a po jego przekroczeniu pogarsza się.

Nie wiadomo jednak jakie czynniki związane z metabolizmem wysiłkowym wpływają na działanie OUN. Jednym z nich może być wzrost amoniaku we krwi, który działa toksycznie. Można przypuszczać, że na rozwój zmęczenia ośrodkowego oddziaływują także informacje płynące do mózgu z chemoreceptorów mięśniowych. Funkcję tę spełniają zakończenia nerwów czuciowych, znajdujących się w pobliżu komórek mięśniowych, stymulowanych przez zmiany chemiczne zachodzące w środowisku wewnątrzmięśniowym m. in. wzrost stężenia jonów wodorowych. W celu poznania istoty zależności między progiem psychomotorycznego zmęczenia a progiem przemian beztlenowych, niezbędne są dalsze badania.

Zdjęcie numer 5.

Z poznawczego punktu widzenia, niezwykle ważnych informacji dla nauk o sporcie dostarcza zależność między PFT a progiem przemian beztlenowych – progiem metabolicznym. Nasze badania wykazały, że próg psychomotoryczny zmęczenia występuje po przekroczeniu progu beztlenowego. Jest to zaskakująca informacja, ponieważ do niedawna uważano, że narastające zmęczenie po przekroczeniu obciążeń, przy których występuje próg przemian beztlenowych negatywnie wpływa na sprawność działania OUN. Zwłaszcza na te ośrodki korowe, które są odpowiedzialne za przetwarzanie informacji i podejmowanie decyzji, w czasie wysiłku startowego. Do chwili obecnej teoria ta obowiązuje w większości klasycznych podręczników fizjologii wysiłku fizycznego. Dzisiaj wiemy, że tak nie jest. Szybkość i poprawność reagowania, mobilizacja i koncentracja uwagi zwiększają się do ściśle określonego poziomu intensywności wysiłku, aż do wystąpienia progu psychomotorycznego zmęczenia. Co to oznacza dla praktyki sportowej? Oznacza to, że po przekroczeniu progu przemian beztlenowych, mimo dużego zaburzenia równowagi kwasowo-zasadowej, nagłego wzrostu stężenia mleczanu (6-7 mmol/l) i szybko narastającego zmęczenia, sprawność działania OUN nadal się poprawia. Dlaczego? Ponieważ ten pozom zmęczenia jest w pełni tolerowany przez mózg. Zagadnienie to, w ogólnym zarysie, przedstawione zostało w najnowszym polskim podręczniku pod tytułem „Fizjologia wysiłku” pod redakcją prof. Cięszczyka.

Zdjęcie numer 6.

Istotą współczesnego treningu powinno być przygotowanie sportowców do wysiłku startowego na progu psychomotorycznym zmęczenia, czyli, na poziomie najwyższej skuteczności działania OUN. A zatem do takiej intensywności wysiłku, przy której ośrodki korowe odpowiedzialne za przetwarzanie informacji i podejmowanie decyzji działają optymalnie. Nasuwa się zasadnicze pytanie czy jest to możliwe w praktyce? Tak, to jest możliwe! Po pierwsze, sztaby szkoleniowe muszą wiedzieć przy jakiej tolerancji wysiłku i przy jakim poziomie tolerancji zmęczenia próg ten występuje u danego zawodnika, ponieważ jest on zindywidualizowany. Po drugie, jakie środki treningowe i metody należy stosować. Posiadanie tych informacji pozwoli na zastosowanie granicznych obciążeń wysiłkowych tolerowanych przez mózg.

Zdjęcie numer 7.

Stosowanie obciążeń na progu PFT pozwala nie tylko na podniesienie intensywności treningu, lecz również na przełamywanie kolejnych barier ludzkich możliwości i  wydobywanie ogromnego potencjału z mózgu. A w konsekwencji na przesuwanie bariery zamęczania OUN w kierunku coraz wyższych obciążeń. Badania własne wykazały, że 6‑tygodniowy trening piłkarzy nożnych w okresie przygotowawczym spowodował przesuniecie się PFT o 9,2%. W praktyce oznacza to, że zwiększyła się tolerancja mózgu na narastające zmęczenie podczas wysiłku meczowego, co przełożyło się na rozwijanie większej skuteczności i dynamiki gry. Bardzo się cieszę, że we Wrocławiu prowadzane są kolejne projekty badawcze we współpracy z wiodącymi naukowcami na świecie, dotyczące przełamywania bariery zmęczenia i podnoszenia tolerancji na wysiłek o wysokiej intensywności u piłkarzy.

A jak duże są rezerwy w mózgu, przekonałem się wykonując na sobie badania fizjologiczno-biochemiczne podczas biegów maratońskich w różnych strefach klimatycznych i różnych kontynentach świata. Projekt badawczy obejmował przełamywanie bariery zmęczenia w mięśniach i mózgu oraz gospodarkę wodno elektrolitową i wspomaganie energetyczne. Walka o każdy metr i każdą sekundę na trasie biegów maratońskich generowała wiele różnych kryzysów, w tym kilka ekstremalnych. Na przykład, na Antarktydzie przeżyłem drastyczne wychłodzenia organizmu – hipotermię. Było tam tak przenikliwe zimno, że nie czułem palców u rąk i nóg. Płyn do picia zamarzał w bidonach. Przeżyłem także niebezpieczne przegrzanie organizmu – hipertermię, w Johannesburgu w RPA i w strefie równikowej na Malediwach na Oceanie Indyjskim, gdzie temperatura wewnętrzna mojego ciała osiągała 42°C. Przekroczyłem również punkt krytyczny odwodnienia w Rio de Janeiro w Brazylii i w Honolulu na Hawajach na Oceanie Spokojnym i to pomimo systematycznego nawadniania. Doświadczyłem również bardzo głębokiego wyczerpania glikogenu mięśniowego na kole podbiegunowym północnym w Tromso oraz na Alasce, pomimo ciągłego wspomagania energetycznego. W przełamywaniu bariery zmęczenia, kryzysu psychicznego oraz wyzwalania coraz głębszych rezerw biologicznych podczas maratonu pomagało mi nie tylko odpowiednie przygotowanie motoryczne i psychiczne, ale również siła ducha.

Zdjęcie numer 8.

Z perspektywy 24 przebiegniętych maratonów na wszystkich kontynentach, w różnych strefach klimatycznych, spoglądam na swój wiek, na rekord życiowy 3:22,57 ustanowiony w wieku 65 lat w Hanowerze i pytam czego nauczyła i co dała mi realizacja tego oryginalnego projektu naukowego. Z pewnością nauczyła mnie głębokiej pokory do posiadanej wiedzy, nauki i doczesnego życia. Pozwoliła ona przeżyć wiele fascynujących i niepowtarzalnych chwil, spełnić marzenia sportowe, przeprowadzać nowe doświadczenia naukowe, a przede wszystkim zarejestrować unikatowe wyniki badań w „jesieni życia”.

Drodzy Studenci,

Stosowanie obciążeń treningowych, na które oczekuje mózg, przełamywanie bariery zmęczenia w mózgu, stanowi nowe wyzwanie dla trenerów i zawodników w sporcie. Ten obszar wiedzy otwiera drogę do nieprawdopodobnych rekordów świata i błyskotliwych zwycięstw w dyscyplinach indywidualnych i zespołowych. Niech w Waszej naukowej podróży towarzyszy zawsze pasja, determinacja i entuzjazm, krytycyzm i zdolność do weryfikowania hipotez badawczych. Jeżeli w coś wierzycie, a pojawi się chwilowe zwątpienie, frustracja, nie poddawajcie się. Nie poddawajcie się nawet wtedy, kiedy doświadczycie porażki, ponieważ są one wpisane w końcowy sukces. Życzę Wam generowania takich projektów badawczych, których wyniki będą przekraczały granice tego, co znamy i rozumiemy. Pamiętajcie, że wciąż wiele pozostało do odkrycia!

Prof. dr hab. Jan Chmura

POZIĘKOWANIE LAUREATA

Magnificencjo, Wielce Szanowny Panie Rektorze, Dostojny Senacie, chciałbym bardzo podziękować i wyrazić moją najszczerszą wdzięczność za docenienie mojej działalności naukowej, 5 sportowej i nadanie mi najwyższej godności akademickiej, jaką jest tytuł doktora honoris causa. To dla mnie wyjątkowe wyróżnienie, zaszczyt i wielka radość. Z głęboką pokorą przyjmuję ten tytuł. Jestem bardzo wzruszony, że w ramach inauguracji roku akademickiego 2024/2025 w Akademii Wychowania Fizycznego i Sportu im. Jędrzeja Śniadeckiego w Gdańsku możemy wspólnie przeżywać tą niepowtarzalną ceremonię. Ten dzień na zawsze zachowam w pamięci.

Gdy w 2003 roku uczestniczyłem w uroczystości nadania tego tytułu trenerowi tysiąclecia Kazimierzowi Górskiemu, tak „po ludzku” zastanawiałem się, czy kiedykolwiek dostąpię tego zaszczytu. Dziś, kiedy Opatrzność sprawiła, że tę najwyższą godność otrzymuję w murach AWFiS w Gdańsku nasuwa się pytanie, czym zasłużyłem na ten tytuł z perspektywy mijającego czasu?

Wyrazy szczególnego podziękowania kieruję do byłego Rektora Pana Profesora Waldemara Moski, który pod koniec drugiej kadencji zainicjował nadanie mi tego tytułu. Pragnę również podziękować mojemu Promotorowi Profesorowi Piotrowi Godlewskiemu za wygłoszenie wyjątkowej laudacji i wiele ciepłych słów pod moim adresem, a Panu Rektorowi z Akademii Wychowania Fizycznego w Krakowie, Profesorowi Andrzejowi Klimkowi i byłemu Komendantowi Wojskowego Instytutu Medycyny Lotniczej w Warszawie, Panu Profesorowi Krzysztofowi Klukowskiemu, za pełne życzliwości recenzje. Dziękuję również tym, którzy odeszli od nas na zawsze: Profesorowi Wojciechowi Przybylskiemu – Rektorowi AWFiS w Gdańsku i Profesorowi Jerzemu Popiginisowi za rozpoczęcie współpracy naukowej, która trwa do dziś oraz Profesorowi Stanisławowi Kozłowskiemu, Profesor Hannie Kaciubie-Uściłko, Profesor Krystynie Nazar z Instytutu Centrum Medycyny Doświadczalnej i Klinicznej Polskiej Akademii Nauk w Warszawie, z którymi przez wiele lat współpracowałem i doskonaliłem warsztat badawczy.

Dziękuję Wszystkim tym, którzy w jakikolwiek sposób przyczynili się do przeprowadzenia tej wyniosłej uroczystości. Wyrazy szczególnego podziękowania kieruję do Państwa wszelkich godności, stopni i stanowisk za liczny udział w tej pięknej uroczystości. Dziękuję za to, że dzisiaj razem z Państwem mogę wspólnie świętować nadanie tak zaszczytnego tytułu. Serdecznie dziękuję moim nieżyjącym Rodzicom za dar życia i głębię wiary oraz za wyznaczenie systemu wartości, którymi należy się w życiu kierować. Dziś jest moment, żeby podziękować Rodzinie, zwłaszcza mojej wspaniałej żonie Jadwidze, za codzienną wyrozumiałość, cierpliwość i wsparcie duchowe w trudnych chwilach – bez której niczego bym nie osiągnął. Natomiast moim wspaniałym synom, Pawłowi, Grzegorzowi i Wojciechowi za wsparcie i zrozumienie mojej częstej nieobecności w domu i atmosferze ciepła rodzinnego. Na przestrzeni ostatnich czterech lat jestem szczęśliwym dziadkiem Laury i Oliwii i mam wielkie szczęście obserwować, jak odkrywają świat.

Prof. dr hab. Jan Chmura

binary comment