לבקשתו של אורי (חלק 1)
פעילות גופנית יכולה להחשב אחד הכלים האמיתיים להערכת בריאותו של האדם. מבחן מאמץ גופני משמש ככלי להערכת בריאותו של אדם בהקשרים נרחבים. מחקרים נרחבים בשלושים השנה האחרונות יצרו קשת רחבה של עקרונות בהערכה של יכולת גופנית. לפני עריכת מבחן גופני יש להבין ולשלוט ביסודות הפיזיולוגים של פעילות גופנית. רוב הידע המקובל בעולם פעילות גופנית נשען על מחקרים שנערכו על בוגרים. מעט ידע קיים על השפעות קצרות וארוכות טווח על ילדים ומתבגרים. אולם לא מעט מהידע הקיים לגבי מבוגרים יכול להלקח בהשאלה בהתייחס לילדים ולמתבגרים. כמובן שלאוכלוסיה זו מאפיינים יחודיים אותם נסקור בהמשך. ראשית, המערכות המטבוליות, לב-ריאה, עצבים-תגובה שרירית, ויסות חום והכרתית מגיבים שונה למאמץ גופני. בנוסף, פרוטוקולים למבחני מאמץ לבוגרים לרוב אינם מתאימים לילדים. שיקולים של ממדי גוף, יכולת קשב וריכוז, הבדלים רגשיים ואתיקה משפיעים על בחירת המשתנים המתאימים לאותו מבדק. מרכיבים התפתחותיים בפיזיולוגיה של המאמץ: גודל גוף: הבדל ברור בין ילדים ובוגרים הוא גודל הגוף ומשקל הגוף. יש לזכור שילדים הם "ייצור" מתפתח, במיוחד בשנה הראשונה לחיים ובגיל ההתבגרות. גובה יכול להשתנות ביותר מ 10 ס"מ בשנה בשלבים אלו. יש לקחת בחשבון שת השפעת ממדי הגוף על נתוני מבחנים גופניים בהשוואת נתונים לאורך זמן. כמו כן ילדים בשנים הראשונות נוטים להיות עם פרופרציות ראש גדולות ביחס לגוף, בעוד שבגילאים מתקדמים של ההתפתחות הגפיים מתארכות במהירות. התאמות ביומכאניות ושליטה מוטורית חייבות להתרחש לכל אורך הגדילה. גודל השריר ומאפיינים מטבוליים: המסה המוחלטת של השריר עולה עם העליה בממדי הגוף. באופן יחסי למשקל הגוף, אצל נשים מסת השריר נשארת יציבה סביב ערכים של 40%-46%. לעומת זאת אצל גברים מסת השריר עולה בגיל ההתבגרות מ 40%~ עד 53%. כמו כן הרכב השריר אצל מתבגרים ומאפיינים מטבוליים משתנים במהלך גיל ההתבגרות. חלק מהמחקרים מצאו "יתרון" מספרי לסיבי שריר אדומים בהשוואה לסיבים לבנים. מחקרים אחרים מצביעים על ריכוזי קראטין (CP), גליקוגן, ו ATP בדומה או מעט נמוך בהשוואה לבוגרים צעירים. למרות שאין תלות גיל בניצול מעגל אנרגיה ATP-CP שיעול השימוש וניצול של גליקוגן אצל ילדים נמוך משמעותית לעומת בוגרים. כמובן ששיעור ניצול מאגר הגליקוגן משפיע על ריכוז ונוכחות לקטט בתא-דם. נער בגילאים 13-15 יפיק רק כ 65%-70% מכמות הלקטט בהשוואה לבוגר. ילדים אף יפיקו כמות קטנה יותר. מאמץ מקסימאלי אצל ילדים יגרור שינוי קטן יותר (ירידה) בערכי החומציות בתא ועליה קטנה יחסית ביחס בין פוספטטים אנאורגנים לקראטין פוספאט. הבדלים אלו מיוחסים הודות לפעילות מועטה יחסים של אנזימים בגליקוליזה (Phosphofructokinase). נתונים מועטים יחסית מצביעים על יכולת חימצון (אירוביים) דומה לבוגרים עם אורח חיים יושבני. מלבד ההבדלים המטבוליים, ישנם מאפיינים נוספים המשתנים על גיל ההתבגרות. חלק מהמחקרים מצאו קשר הפוך בין העליה בגיל לזמן החולף מגירוי השריר למנוחה. הבדלים של 1-4 אלפיות השניה. שליטה מוטורית: בילדות ובגיל ההתבגרות, ביצועים גופניים הדורשים תנועות מהירות משתפרים עם העליה בגיל. עובדה זו בעיקר נכונה לאותן מטלות שאינן תלויות בפיתוח כוח מתפרץ. השיפור במטלה מיוחס לאותם שינויים בתבניות מוטוריות ובשליטה מוטורית בשרירים הפעילים. הסתעפות נוירונים וקשרים מתרחבים של נוירונים מתווכים תלויה באותו תרגול מתמשך של למידה מוטורית. ילדים בריאים, לרוב מסיימים לשלוט באופן מלא בתבניות מוטוריות בסיסיות (ריצה, זריקה, דילוג,טיפוס, זחילה) בין גילאי 5-8. תבניות מוטוריות מתקדמות ומורכבות מבשילות לכדי שליטה בגילאים מתקדמים. דירוג מאמץ סובייקטיבי: בדומה לבוגרים ילדים יכולים להבדיל ולהעריך עצימויות שונות של פעילות גופנית ולכן משתמשים בדירוג מאמץ סובייקטיבי (RPE). מסיבות קוגנטיביות וסכמתיות, סולם בורג 6-20 או 0-10 עשויות לא להתאים לשימוש של ילדים מתחת לגיל 8-9. סולם OMNI קיבל בשנים האחרונות תוקף לפעילויות של ריצה/הליכה/אופניים אצל ילדים. לרוב בעבור דופק זהה או אחוז מדופק מרבי, ילדים מציינים ערכים נמוכים יותר של מאמץ סובייקטיבי בהשוואה למתבגרים. מתבגרים עוד מציינים ערכים נמוכים בהשוואה לבוגרים. למרות הקושי של ילדים להתמיד במאמץ סובייקטיבי לאורך זמן ולגלות עקביות בין מאמצים שונים, תרגול של שימוש בסולם סובייקטיבי לדירוג מאמץ יכול לשמש ככלי לקביעת עצימויות בפעילות גופנית. מחקרים מסויימים מציינים ששימוש בסולם OMNI מפחית את זמן התרגול והטמעה של פעילות לפי מאמץ סובייקטיבי. סולם מאמץ סובייקטיבי OMNI ויסות חום: אחת המטלות העיקריות בזמן פעילות גופנית היא להפטר מחום מטבולי הנוצר באופן פרופרציונאלי לעצימות האימון ולמשך האימון. כמות החום הנוצרת בפעילות גופנית לכל ק"ג גוף אצל ילדים גבוהה בהשוואה לבוגרים. אחת האסטרטגיות העיקריות לנידוף חום היא מנגנון אידוי הזיעה. שיעור ההזעה אצל ילדים נמוך משמעותית בהשוואה למבוגרים, אפילו שמשווים לחידת גודל גוף. למרות שלילדים צפיפות בלוטות זיעה גדולה בהשוואה לבוגרים, כל בלוטה מפיקה פחות נוזל. (בוגר פי 2.5 בהשוואה לילדים). בנוסף, טמפרטורת הסף להפעלת מנגנון האידוי גבוה אצל ילדים בהשוואה לבוגרים. מנגנונים נוספים לויסות חום הגוף הם הולכה ,הסעה וקרינה. מנגנונים אלו תלויים בשטח פני העור ובמפל הטמפרטורות בין ליבת הגוף לעור, ובין העור לסביבה החיצונית. שטח הפנים ביחס למסת הגוף אצל ילדים גבוהה בהשוואה לבוגרים, לכן חילוף חום אל ומהסביבה גדול יותר. למרות שזה יתרון לילד בסביבה נוחה עובדה זו מהווה חיסרון גדול בתנאי חום או קור קיצוניים. הבדלים אלו בממדי הגוף ובמסת הגוף מציבים את הילד כמכונה לא יעילה לויסות חום בזמן מאמץ. סבילותו של הילד לחום מעבר ל 40 מעלות אינה מתאפשרת, בעוד בוגר יכול לקיים פעילות מתמשכת בטמפרטורה זו. בניגוד לדעה רווחת, ילדים אינם מתמודדים היטב עם מאמצי שחיה במים קרים. בהמשך לכל האמור ילדים אינם מתאקלמים טוב למאמצים בתנאי חום או קור. חשיפה מתמשכת של ילדים לתהליכי איקלום עשויה לחשוף אותם למחלות הקשורות בחום גוף. ויסות חום במאמץ תגובות לב-ריאה למאמץ גופני אצל ילדים: תגובות המאמץ אצל ילדים דומות לאלו של הבוגרים. אולם, מבחינה כמותית יש שוני בערכים המתקבלים בפרמטרים שונים את ההבדל הקיים במדדים פיזיולוגים שנים ניתן לראות בתמונה הבאה (ניתן ללחוץ להגדלה). מדדים פיזיולוגים של ילדים במאמץ. כאמור, תפוקת הלב של ילדים נמוכה במעט בהשוואה לבוגרים בין 1-3 ליטר דם לדקה בצריכת חמצן נתונה. תכולת החמצן בעוקרים לעומת ורידים גבוהה יותר אצל ילדים בעבור מאמצים תת מרביים, אך לא בעבור מאמצים מרביים. זרימת הדם לשרירים הפעילים גבוהה יותר אצל ילדים, עם רזרבות דם גדולות יותר גם במאמץ מרבי. תגובה זו של זרימת דם מפצה על תפוקת לב קטנה יחסית ומסבירה את הנתון של תכולת חמצן עורקי לעומת ורידי. ערכי לחץ דם סיסטולי נמוכים אצל ילדים לעומת בוגרים אינם מהווים יתרון ולא חיסרון לתפוקת העבודה בפעילות גופנית. היבטים נשימתיים: מנגנון הנשימה אצל ילדים משמעותית אינו יעיל בהשוואה לבוגרים. חסרון זה נובע העיקר מתדירות נשימה גבוהה לדקה פעילות. מדד זה כמובן מודגש אצל ילדים קטנים ומהווה סמן לניצול נמוך של חמצן מהאוויר הנשאף. מדדי הנשימה אצל ילדים מצביעים על נשימה יחסית שיטחית, יחס Vt/VC מדגים זאת בצורה טובה. למרות נתונים אלו, תפקוד בועיות הריאה של ילדים מספק. הגורם העיקרי לחוסר יעילות מערכת הנשימה, בא לידי ביטוי בעלות האנרגיה או עלות החמצן לתפעול מערכת הנשימה עצמה. צריכה גבוהה של חמצן ע"י מערכת הנשימה יכולה להסביר כיצד לילדים ערכי צריכת חמצן מרבית בהשוואה לבוגרים.