Štruktúra športového výkonu v cestnej cyklistike v disciplíne časovka jednotlivcov

26.3.2013 |

Abstrakt: Cieľom štúdie bolo zozbierať dostupné teoretické východiská zaoberajúce sa zaťažením v olympijskej disciplíne časovke jednotlivcov. Na ich základe stanoviť intenzitu zaťaženia, v ktorej daný športový výkon prebieha a tým sa pokúsiť interpretovať štruktúru športového výkonu na základe 3 faktorovej úrovne.
 

Kľúčové slová: Maximálna spotreba kyslíka, anaeróbny prah, mechanický výkon, mechanická účinnosť svalovej práce

 

ÚVOD

Každý športový výkon má svoju špecifickú štruktúru, ktorej poznanie patrí k základným východiskám správne riadeného tréningu. Iba dokonalé poznanie tejto štruktúry vo zvolenom športovom odvetví umožňuje vypracovať zodpovedajúcu metodiku tréningu a zdôvodniť vhodnosť aplikovaného tréningového zaťaženia s prihliadnutím na vek, pohlavie a úroveň športovej výkonnosti.

V tejto práci rozdelíme faktory ovplyvňujúce športový výkon do troch kategórii Havlíček (1982), Kampmiller & Koštiaľ (1989), Blahuš (1996), Moravec et al. (2004).

Prvá faktorová úroveň – faktory, ktoré sú najvýznamnejšie a priamo limitujúce športový výkon. Niekedy v literatúre uvádzané tiež ako rozhodujúce, či určujúce.

Druhá faktorová úroveň – faktory, v ktorých stačí dosiahnuť určitú optimálnu úroveň rozvoja. Vytvárajú predpoklady pre prejavenie sa limitujúcich faktorov, preto sa tiež nazývajú determinujúce.

Tretia faktorová úroveň – faktory, ktoré sú chápané ako sprievodné, doplňujúce. Nazývané tiež dokresľujúce, prispievajú ku kvalitnejšej hodnote výkonu a možno ich nahradzovať.

Cieľom práce je prispieť k objasneniu štruktúry športového výkonu v časovke jednotlivcov. A na základe nazbieraných empirických i teoretických poznatkov rozčleniť faktory ovplyvňujúce športový výkon do hore uvedených kategórii.

Časovka jednotlivcov je olympijská disciplína patriaca do odvetvia cestnej cyklistiky. Cestnú cyklistiku zaraďujeme medzi vytrvalostne – silovo – rýchlostný šport a v súčasnosti nie je považovaná za vyslovene individuálny šport. Avšak časovka jednotlivcov sa jednoznačne charakterizuje ako individuálny šport. Cyklisti štartujú osamotene, zo štartovacej rampy na špeciálne upravených bicykloch, spravidla v minútových intervaloch. Pri dobehnutí iného cyklistu je zakázaná jazda v závese. Cieľom pretekára je absolvovať trať v čo najkratšom čase. Dĺžka tratí býva od 20 do 55 km prevažne rovinatým až mierne zvlneným terénom s výškovým prevýšením 150 až 500 m. n. m. na technicky náročných okruhoch s kruhovými objazdmi a zákrutami. Keďže svetová špička dosahuje rýchlostné priemery v rozmedzí od 47 – 52 km/h, vysokú úlohu na výslednom čase zohráva aerodynamika, valivý odpor a v neposlednom rade hmotnosť bicykla i jazdca samotného. Z tohto dôvodu sa využívajú špeciálne upravené bicykle, nazývané tiež „časovkárske špeciály“, časovkárske prilby a aerodynamické oblečenie. Cyklistika sa pohybuje prostredníctvom horizontálnej lokomócie, nazývanou šliapanie. Tento pohyb zapríčiňuje cyklická práca dolných končatín spojená s cyklickým pohybovým prejavom ostatných segmentov tela. Svalová práca dolných končatín prebieha v koncentrickom a excentrickom type kontrakcie. Počas pedálového cyklu sa zapájajú tieto svaly dolných končatín: soleus (spodný lýtkový sval), tibilias anterior (predný píšťalový sval), gastrocnemius (dvojhlavý sval lýtkový), biceps femoris (dvojhlavý sval stehna), semimembranosus (poloblanitý sval), semitendinosus (pološlachovitý sval), vastus lateralis (bočný stehenný sval), vastus medialis (vnútorný stehenný sval), rectus femoris (priamy stehenný sval) a gluteus maximus (veľký sedací sval) (obr. 1). Svaly horných končatín, trupu, chrbta a šije vykonávajú prevažne izotonickú a izometrickú kontrakciu. Pri neočakávaných otrasoch a zmien smeru jazdy, svaly celého tela pracujú v auxotonickej kontrakcii.

Obr. 1 Aktivácia svalov dolných končatín v priebehu pedálovacieho cyklu . Tmavá nižšia krivka je priemerný vzor z 15 pedálových cyklov u 18 osôb - 270 pedálových cyklov, a svetlá vyššia krivka je smerodajná odchylka nad priemerom (prevzaté od Garrett et al., 2000)

Dôležitým faktorom vo vytrvalostných športoch je dostatočne vysoká mechanická účinnosť svalovej práce. I napriek tomu, že pedálovanie na bicykli patrí medzi pomerne jednoduché a technicky nenáročné pohybové činnosti, jestvujú v mechanickej účinnosti medzi cyklistami a necyklistami rozdiely. Kým jedinci bežnej populácie dosahujú hrubú mechanickú účinnosť približne 20 % (Hamid et al., 2005), u trénovaných cyklistov sa uvádzajú hodnoty až okolo 25 % (Burke, 2003, 3). Mechanickú účinnosť do značnej miery ovplyvňuje technika. Jej význam je tým väčší, čím je vykonávaný pohyb technicky náročnejší. Za jeden z faktorov techniky šliapania možno považovať rozsah kolísania sily v priebehu 360-stupňového cyklu obrátky pedálov, ktorý merali Karas a Hamar (2010) (obr. 2). Tento parameter nazvali koeficient rovnomernosti šliapania a zistili, že u cyklistov a necyklistov sa vyskytujú signifikantné rozdiely (p<0,05) pri 200 a 300-wattovom zaťažení vo frekvencii otáčok 90. To je pri tých intenzitách a frekvenciách, ktoré sú typické pre cyklistický tréning a tiež preteky časovky jednotlivcov. Skupinu cyklistov tvorili jedinci, ktorí v priebehu ostatných 5 sezón najazdili minimálne 5000 km ročne a skupinu necyklistov predstavovali rekreační športovci. Výsledky práce preukázali špecifický efekt tréningu na techniku šliapania v závislosti od intenzity tréningového zaťaženia preferovaných frekvenciách šliapania. Z uvedených zistení sa domnievame, že nie len mechanická účinnosť svalovej práce, ale aj technika šliapania zistená prostredníctvom koeficientu rovnomernosti šliapania zohráva v štruktúre športového výkonu významný faktor.

Obr. 2 Rozdiel maximálnej a minimálnej sily v priebehu 360-stupňového cyklu obrátky pedálov spriemerovaný z minútového zaťaženia na úrovni 300 wattov pri frekvencii pedálovania 90 otáčok za minútu u cyklistu a necyklistu (prevzaté od Karas a Hamar, 2010)

Somatickými faktormi sa v minulosti zaoberalo niekoľko autorov Choutka (1976), Vostroknutovova et al. (1982) a Polišcuk (1986). Zhodujú sa, že úspešný jedinec v časovke by mal byť mezomorfný - ektomorf s výškou od 176 do 195 cm a telesnou hmotnosťou od 69 do 84 kg, čo sa ukázalo byť značne limitujúce. Straška (2003) sa zaoberal závislosťou medzi dĺžkovými a obvodovými parametrami dolných končatín a dosahovaným výkonom pri teste na bicyklovom ergometri u pretekárov v horskej cyklistike v olympijskej disciplíne cross country, kde sa štatisticky významná závislosť nepotvrdila. Avšak požiadavky na antropometrické parametre v horskej cyklistike a časovke jednotlivcov sa môžu značne líšiť, a preto ich v časovke považujeme za determinujúce až sprievodné.

V súčasnosti je možné športový výkon cyklistu exaktne vyjadriť prostredníctvom meracieho zariadenia výkonu namontovaného na bicykli. Výkon môžeme vyjadriť v absolútnych hodnotách (W) a v relatívnych hodnotách prepočítaných na hmotnosť (W/kg). Pri časovke jednotlivcov, ktorá sa jazdí prevažne v rovinatom teréne, je dôležitejší absolútny výkon. Na druhej strane, pri komplexnom posudzovaní výkonnostných predpokladov cestných cyklistov je vhodnejšie používať relatívne hodnoty. Ako ilustráciu možno uviesť tabuľku časov a relatívnych výkonov v 40-kilometrovej časovke cyklistov rôznych výkonnostných úrovni (tab. 1). Svetová špička dosahuje priemerný výkon 5,79 W/kg. Práca uvádza tiež výkony svetových časovkárov pri prekonaní svetového rekordu v čase na jednu hodinu, tzv. „hodinovke“. U Miguela Induraina to bol výkon 510 W a Chrisa Boardmana 442 W, pri ich rozdielnej hmotnosti to predstavovalo rovnaký relatívny výkon 6,4 W/kg.

Tab. 1 Časy a relatívne výkony v 40 kilometrovej časovke podľa rôznych výkonnostných úrovni (prevzaté od Howe, 2007)

Lim (2011) uvádza, že priemerný výkon najlepších cyklistov v časovke jednotlivcov sa pohybuje nad 400 W. U tých ťažších a lepších to je výkon 480 W, pri vyjadrení v relatívnych hodnotách to prestavuje výkon okolo 6 W/kg. Vo výjazdoch do kopca pretekár produkuje výkon 500 až 600 W a z kopca môže zvoľniť na 300 až 0 W (Friel, 1996). Pre presné určenie v ktorej energetickej zóne sa cyklista počas časovky pohybuje je nutné poznať nie len maximálnu spotrebu kyslíka (VO₂max), ale najmä hodnoty absolútneho i relatívneho výkonu na úrovni VO₂max a anaeróbneho prahu (ANP). Tieto parametre vieme získať prostredníctvom záťažového testu do vita maxima. VO₂max špičkových cyklistov sa v pretekovom období pohybuje medzi 80 – 85 mml/kg/min (Wilmore a Costill, 2005). Pri tejto spotrebe kyslíka sú schopní vyprodukovať výkon 6,5 - 7 W/kg. Na tejto úrovni VO₂max dokážu pracovať 10 minút, na 95 % VO₂max 30 minút a na 85 % VO₂max 60 minút (Wilmore a Costill, 2005). Dôležitým parametrom cyklistického výkonu je ANP vyjadrený percentuálnou úrovňou VO₂max. Coyle et al. (1988) porovnával dve skupiny vrcholových cyklistov v rýchlosti nástupu únavy pri zaťažení na 88 % individuálneho VO₂max. Dvakrát rýchlejšie sa unavila skupina cyklistov, ktorá mala ANP na 65,8 % VO₂max oproti skupine s ANP na 81,5 % VO₂max. Vrcholoví cyklisti majú výkon na ANP okolo 5,5 – 6 W/kg, to predstavuje 85 – 90 % ich maxima dosiahnutom v záťažovom teste, ktorý zodpovedá výkonu na VO₂max. K zaujímavému zisteniu prišiel Hawley (1992). Uvádza, že lepší predpoklad pre úspech v časovke jednotlivcov na 40 km je konečný výkon v záťažovom teste do vita maxima ako VO₂max. Toto zdôvodňujeme tým, že VO₂max je ukazovateľ, ktorý vyjadruje iba „silu motora“ športovca. Avšak, samotný výkon dosiahnutý na úrovni VO₂max postihuje silu motora i mechanickú účinnosť svalovej práce a od nej závislú ekonomiku pohybu. Pre úplnosť dodávame, že srdcová frekvencia (SF) na ANP sa nachádza na úrovni 85 – 90 % maximálnej SF.

Coggan a Allen (2006) rozdelili cyklistov do výkonnostných kategórii od začiatočníkov po profesionálov podľa ich maximálnych výkonov dosiahnutých počas 5 sekúnd, 1, 5 a 20 minút. Na základe uvedených výkonov je možné nielen zhodnotiť výkonnosť, ale tiež učiť typológiu cyklistu. Rozlišuje 3 základné typy. „Univerzál“, ktorý má približne všetky hodnoty v tabuľke rovnako vysoko. „Šprintér“, ktorý má výkon pri kratšom zaťažení výraznejšie vyšší ako výkon pri dlhšie trvajúcom zaťažení. A „Stíhač“, ktorého výkon pri stredne trvajúcom zaťažení je výraznejšie vyšší ako výkon pri kratšom a dlhšie trvajúcom zaťažení. Uvádza, že stíhačov je najmenej. Cogganova tabuľka má isté obmedzenia. Nevypovedá o tom, koľkokrát ten daný výkon dokážu cyklisti opakovať. Na základe tohto rozdelenia môžeme usudzovať, že práve „stíhač“ je pre časovku jednotlivcov ten najvhodnejší typ. Časovku jednotlivcov cyklisti absolvujú na úrovni 80 – 95 % VO₂max, to znamená medzi ANP a VO₂max. Produkcia energie je hradená 95 % aeróbne a 5 % anaeróbne. A rozhodujúci je absolútny výkon v časovom intervale od 30 minút do 1 hodiny.

ZÁVER

Na základe uvedených empirických, teoretických a našich praktických východísk, faktory ovplyvňujúce športový výkon v časovke jednotlivcov rozdeľujeme nasledovne:

Prvá faktorová úroveň:

Kondičné faktory/vytrvalostné schopnosti:
Aeróbny výkon = absolútny výkon na úrovni ANP (W), absolútny výkon na úrovni VO2max (W), schopnosť zotrvať na úrovni ANP čo najdlhšie (min.), schopnosť zotrvať na úrovni VO2max čo najdlhšie (min.)
Anaeróbna laktátová kapacita = schopnosť pracovať nad úrovňou VO2max čo najdlhšie (min.)
Fyziologické funkčné hodnoty:
Hodnota spotreby kyslíka (VO2) na ANP (mml/kg/min)
Hodnota VO2max (mml/kg/min)
Tolerovanie vysokej hladiny laktátu/schopnosť odvádzať požadovaný výkon pri hraničných hodnotách laktátu
Odbúravanie laktátu
Somatické faktory:
Tuk pod 10 %
Mezomorfny - ektomorf
Faktory techniky (zahrnuté sú v nich koordinačné schopnosti):
Správna aerodynamická poloha tela na bicykli (vhodne nastavený posed na časovkárskom špeciály)
Schopnosť podať v žiadanej polohe tela svoj optimálny výkon
Ovládanie bicykla pod vplyvom emócii, strachu, únavy, počasia, terénu (zjazdy, zákruty, technické úseky)
Mechanickej účinnosti svalovej práce (nad 24% hrubej mechanickej účinnosti)
Materiálno technické vybavenie (časovkársky špeciál so zadným diskovým kolesom a predným kolesom s vysokým ráfikom a meracím zariadením výkonu, časovkárska kombinéza, návleky na tretry, časovkárska prilba)
Faktory taktiky:
Rozvrhnutie síl počas preteku
Psychické faktory:
Schopnosť odolávať nepríjemným pocitom, tolerovať únavu

Druhá faktorová úroveň:

Kondičné faktory/vytrvalostné schopnosti:
Aeróbny kapacita = absolútny výkon na úrovni AP (W), schopnosť zotrvať na úrovni AP čo najdlhšie (min.)
Tempová vytrvalosť = schopnosť udržať zvolenú vysokú záťaž čo najdlhšie bez zníženia výkonu
Kondičné faktory/silové schopnosti:
Vytrvalostná sila
Kondičné faktory/rýchlostné schopnosti:
Vytrvalosť v rýchlosti
Fyziologické funkčné hodnoty:
Hodnota VO2 na AP (mml/kg/min)
Somatické faktory:
Hmotnosť (kg)
Dĺžkové rozmery dolných končatín (cm)
Faktory techniky (zahrnuté sú v nich koordinačné schopnosti):
Technika šliapania zistená prostredníctvom koeficientu rovnomernosti šliapania
Faktory taktiky:
Voľba správnej kadencie
Psychické faktory:
Schopnosť dlhodobo sa sústrediť
Psychická odolnosť, zvládanie stresu pred štartom
Tretia faktorová úroveň:
Kondičné faktory/vytrvalostné schopnosti:
Aeróbny kapacita = absolútny výkon na úrovni AP (W), schopnosť zotrvať na úrovni AP čo najdlhšie (min.)
Kondičné faktory/silové schopnosti:
Explozívna sila
Kondičné faktory/rýchlostné schopnosti:
Akceleračná rýchlosť
Maximálna rýchlosť
Fyziologické funkčné hodnoty:
Hodnota VO2 na AP (mml/kg/min)
Somatické faktory:
Výška (cm)
Pomer svalových vlákien v prospech pomalých (%)
Faktory techniky (zahrnuté sú v nich koordinačné schopnosti):
Schopnosť ustáť defekt
Faktory taktiky:
Klamanie súpera
Psychické faktory:
Motivačné, poznávacie, emotívne faktory

LITERATÚRA
1. BLAHUŠ, P. (1996) Concept formation via latent variables models of motor abilities. Kinesiology, vol. 28, no. 2, p. 12 – 21.
2. BURKE, E. R. (2003) High-tech cycling. 2nd ed. United Kingdom: Human Kinetics.
3. COGGAN, A. & ALLEN, H. (2006) Training and Racing With a Power Meter. Boulder, CO: VeloPress.
4. COYLE, E., COGGAN, A., HOPPER, M., WALTERS, T. (1988) Determinants of endurance in well-trained cyclists [online]. Prístup dňa 23.2.2012 z http://www.edb.utexas.edu/coyle/pdf%20library/%2833%29%20Coyle,%20Determinants%20of%20endurance%20in%20well-trained%20cyclists,%20JAP%2064%202622-30,%201988.pdf
5. FRIEL, J. (1996) The Cyclist’s Training Bible. Boulder, CO: VeloPress.
6. GARRETT, W. E. & KIRKENDALL, D. T. (2000) Exercise and sport science. Philadelphia, PA: Lippnincott Williams & Wilkins.
7. HAMID, G., SHANNON, J. & MARTIN, J.(2005) Physiologic basis of respiratory disease. United state of America: Bc Decker Inc.
8. HAVLÍČEK, I. (1982) Metodologické prístupy k skúmaniu štruktúry športového výkonu. Teor. Praxe Tel. Vých., vol. 30, no. 1, p. 29 – 36.
9. HAWLEY, J. A. & NOAKES, T. D. (1992) Peak power output predicts maximal oxygen uptake and performance time in trained cyclists. European Journal of Applied Physiology and Occupational Physiology. vol. 65, no. 1, p. 79 – 83.
10. HOWE, CH., COGGAN, A. (2007) The Road Cyclist's Guide to Training by Power [on line]. Prístup dňa 29.11.2011 z http://www.freewebs.com/guidepreview/RCGTP1.pdf.
11. CHOUTKA, M. (1976) Studium struktury sportovnich vykonu. Praha: Štatne nakladatelstvo.
12. KAMPMILLER, T. & KOŠTIAL, J. (1989) Štruktúra a rozvoj rýchlostných schopností v atletickom šprinte mládeže. (p. 136). Praha: MD VMO ÚV ČSTV, Sportpropag.
13. KARAS, J. & HAMAR, D. (2010) Analýza hnacích síl pri posudzovaní techniky šliapania (p. 109 – 116). Bratislava: Medzinárodná vedecká konferencia strojnícka fakulta STU.
14. LIM, A.C., PETERMAN, J.E., TURNER, B.M., LIVINGSTON, L.R. & BYRNES, W.C. (2011) Comparison of male and female road cyclists under identical stage race conditions. Med. Sci. Sports Exerc., vol. 43, p. 846 – 852.
15. MORAVEC, R. et al. (2004) Teória a didaktika športu. Bratislava: Fakulta telesnej výchovy a športu UK.
16. POLIŠCUK, D. A. (1986) Velosipednyj sport. Uceb. Posobie dla institutov fizkultury. Kijev: Vyšša škola.
17. STRAŠKA, T. (2003) Optimálna frekvencia pedálovania pre dosahovanie maximálneho výkonu v závislosti od antropometrických parametrov dolných končatín. Nepublikovaná diplomová práca, UK FTVŠ Bratislava.
18. VOSTROKNUTOVOVA, V. S. et al. (1982) Osobennosti otbora, orientacii a kompletovanija komand vo velosipednom sporte. Kijev: Zdorovja.

19. WILMORE, J.H. & COSTILL, D.L. (2005) Physiology of Sport and Exercise. 3rd ed. Champaign, IL: Human Kinetics.

Structure of sport performance in idividual time trial

Abstract:

The aim of the study was to collect the available theoretical foundations dealing with loading in the Olympic individual time trial discipline. On this basis, determine the intensity of load, in which the athletic performance takes place in an attempt to interpret the structure of sports performance on the three factor levels.

Key words: Maximum oxygen consumption, anaerobic threshold, mechanical power, mechanical efficiency of muscular work

Autor:

Mgr. Juraj Karas, PhD. / PROefekt