A gyermekben végzett fizikai tevékenység energiafelhasználásának becslése
1999. május 20-án a francia Pascal Prйvost ezt írta:
Hosszas elmélkedés után megpróbálok nektek egy "kis" elmélkedést felkérni arról a kérdésről, amelyet a lista egyik tagja régen feltett nekünk. Arról volt szó, hogy tudjuk, hogy ez egy 6–9 éves gyermek által elfogyasztott energiamennyiség egy 20 perces úszás során. És szokás szerint megmutatom, hogy ha figyelembe vesszük a gyermek fiziológiáját, a dolgok azonnal bonyolultabbá válnak.
Ezért kezdem azzal, hogy megmutatom, mit tehetünk a felnőtteknél, majd meglátjuk, lehetséges-e ezt a modellt átültetni a gyermekekre.
| 1. Hogyan számszerűsíthető egy felnőtt által egy fizikai tevékenység, például úszás során elfogyasztott energia? |
A kérdés megválaszolásához szükséges egy rövid frissítés a bioenergiáról. Nyugodjon meg, mindenki számára elérhető, aki tudja, hogyan kell elvégezni az alapvető számításokat. A fizikai tevékenység során elköltött nettó energia az a bruttó energia, amelyből a nyugalmi energiát (vagy az alapanyagcserét) (*) le kell vonni. Ez az energia az igazi paraméter, amelyet a végén el akarunk érni. A mágikus képlet tehát:
E nettó = E bruttó - E pihenés
Az úszással kapcsolatban fiziológiai eszközökkel rendelkezünk, amelyek közvetett módon mérhetik ezt az energiafelhasználást a különféle kutatócsoportok által végzett VO2 méréseknek köszönhetően.
1.1 A bruttó energia becslése
Vegyük azt az esetet, amikor egy 25 éves felnőtt állandó (és mérsékelt) úszási sebességgel gyakorol. Ebben a helyzetben oxigénfogyasztása 2 liter O2 percenként, vagy 40 liter 20 percig.
Lehetséges ezt az O2-fogyasztást átalakítani energiaegyenértékévé. Ehhez a következő átalakítást használjuk: 1 liter O2 = 21 kJ (5 kcal) (**). Ez bruttó energiafogyasztást jelent számunkra, vagyis hozzávetőlegesen:
40 l * 21 kJ = 840 kJ (200 kcal) erre a 20 perc úszásra
1.2 A nyugalmi energia becslése
Tudjuk, hogy ez az energia arányos a test felszínével. A nomogramok (***) lehetővé teszik ennek az értéknek a becslését közvetlenül az egyén méretéből és tömegéből.
Ha ez az egyén 65 kg súlyú és 174 cm magas, testfelülete körülbelül 1,78 négyzetméter (m ^ 2).
Egy ilyen korú férfi átlagos bazális anyagcsere-sebessége körülbelül 160 kJ (38 kcal)/m ^ 2/h.
Ha megszorozzuk a testfelületet az alapanyagcserével, akkor a nyugalmi energiával rendelkezünk, nevezetesen:
1,78 m ^ 2 x 160 kJ/m ^ 2/h = 285 kJ/h
Így becslést kapunk:
285/3 = 95 kJ (kb. 23 kcal) 20 percig.
1.3. Nettó energia becslés
Innen becsülhetjük meg a tevékenység nettó energiáját:
840–95 = 745 kJ (kb. 178 kcal)
| 2. Van-e különbség a szükséges anyagcserétől függően? |
IGEN.
A fentiekben látott számítások sajnos csak azokra a gyakorlatokra érvényesek, amelyeket stabil ütemben hajtanak végre, és amelyek intenzitása nem haladja meg az alany VO2 max értékét az adott tevékenységre vonatkozóan (mert nem szabad megfeledkezni arról, hogy az egyes tevékenységtípusok megfelelnek egy adott VO2 max szint!).
Amint ez az intenzitás nagyobb, mint a VO2 max, az energia egy része anaerob anyagcseréből származik, és a tejsav felhalmozódása következik. Mivel az ilyen típusú energiafogyasztás nagyobb, mint az aerob anyagcsere által szolgáltatott energiaé, a VO2 max értéket mind a testmozgás, mind a gyógyulási időszak alatt meg kell mérni.
A probléma ekkor a következő: minél intenzívebb a gyakorlat, annál hosszabb ideig tart a VO2, hogy visszatérjen az alapszintjéhez (a nyugalmi anyagcsere). Ez az időszak bizonyos esetekben akár 24 óra is lehet. Egy olyan gyakorlat, amely energiájának egy részét anaerob anyagcseréből veszi fel, átlagosan 10% -kal magasabb energiafelhasználást eredményez, mint ugyanaz az aerob módon végzett gyakorlat (azonos időtartamú, de kevésbé intenzív).
| 3. Ezek a számítások továbbra is érvényesek gyermekeknél? |
Még egyszer a válasz: nem. Miért?
Főleg három okból:
a) Alapanyagcsere
Először is tudnia kell, hogy az alapvető anyagcsere a gyermekeknél fejlődésük során nagyban változik. Súlya, mérete és testösszetétele ebben az időszakban nagyon változik.
Felnőtteknél (20 éves és idősebbek) a relatív nyugalmi anyagcsere (VO2/kg és nem VO2 max/kg! Figyelem !) az életkor előrehaladtával viszonylag stabil marad, ez a paraméter az érlelési időszak alatt csökken gyermekeknél és serdülőknél.
1938-ban Robinson kimutatta, hogy az átlagos nyugalmi VO2 (a nyugalmi anyagcseréhez hasonlítva) 6 és 25 év között 7,35 ml/kg/perc-ről 3,86 ml/kg/perc-re csökkent, míg egy 15 lépéses séta metabolikus költsége. 5,6 km/h sebességgel 8,6% -ra dőlt futópadon (= hegyi járás) 25,7-ről 23,5 ml/kg/perc-re csökkent.
A gyermek alapvető anyagcseréje több mint kétszerese a felnőttének. 6 és 18 éves kor között a fiúknál és a lányoknál 19, illetve 27% -kal csökken (Knoebel 1963).
b) A mozgás gazdaságossága vagy a motor hatékonysága a gyakorlattól függően
Az úszás típusától és az edzés szintjétől függően különbségek vannak az ugyanazon testmozgás energiafogyasztásában.
Becsülhetjük például a felnőttek bruttó energiafelhasználását az úszás típusa és tömege szerint: