Jak se mění tep jezdce v průběhu Velké ceny

Formule 1 se vyznačuje jednou z nejvyšších srdečních frekvencí ze všech sportovních disciplín na světě. Po dobu bezmála dvou hodin závodníci vykazují v průměru 184 tepů za minutu. Přitom průměrný člověk má klidovou tepovou frekvenci 60 až 80 úderů za minutu. Žádné jiné sportovní odvětví se takovému vypětí nemůže vyrovnat. Proto musejí mít jezdci formule 1 mimořádně silné srdce – podobně jako cyklisté.

Kromě toho musejí podstupovat neuvěřitelnou zátěž těla. Aby se vypořádali s obrovskou akcelerací a brzdnou silou, potřebují mít tělesnou konstituci jako kosmonauti. Navíc se závodníci neobejdou bez velmi pevných krčních svalů, silných bicepsů a nadloktí, aby dokázali čelit velkému přetížení a ovládat volant v rychlých zatáčkách. Sportovec ve voze F1 by se tedy měl zhruba podobat boxerovi; být silný, ale rychlý – a tělesnou kondicí by měl připomínat cyklistu. Je to dost nezvyklá směsice různých schopností.

Závodníci musejí být lehcí, aby inženýrům usnadňovali nastavování vozů a přesouvání zátěže. Na druhé straně nesmějí být ani moc hubení. V loňské Velké ceně Malajsie Fernando Alonso trpěl, protože měl horečku. Během závodu se mu rozbila láhev na pití, a tak nemohl přijímat tekutiny. Byl na tom zle, a protože pohubl, nedostatečná výživa a úbytek váhy měly neblahý vliv na jeho svalstvo. Tím se problém prohloubil. V minulosti lidé říkali, že je závodník fyzicky zdatný, když měl svaly jako Arnold Schwarzenegger. Vždycky mě to dohánělo k šílenství. Závodníci totiž takové svaly vůbec nepotřebují. Ve skutečnosti potřebují vytrvalost; tak jako maratonci.

Lidé se ptají, jak moc jezdce ovlivňují síly, které na něj působí za jízdy. Boční síla – to je síla, kterou cítí při zrychlování a zpomalování – není moc velký problém. Závažněji působí svislá síla, která může vznikat buď při vibraci pneumatiky, nebo když auto pravidelně najíždí na hrboly. Tato svislá síla rozhýbává orgány dutiny břišní a otřásá se i mozek.

Při nehodě boční síla působí potíže, jestliže přetížení dosáhne hodnoty 50 G, byť jen na zlomek sekundy. To proto, že při takovéto havárii mozek neváží tři kilogramy jako normálně, ale jeho hmotnost musíme znásobit padesáti, takže je to, jako by najednou vážil 150 kg. Tím se může poškodit lebka. Zraněním této povahy se dnes naštěstí předchází pomocí opěry hlavy a krku, známé pod zkratkou HANS. Předtím, než se tato vymoženost zavedla, se závodník při podobném karambolu uhodil do hlavy o volant.

Nepomohlo mu ani to, že byl pevně připoután bezpečnostními pásy k sedadlu. To je tím, že je lidské tělo pružné, a když vůz narazí čelně do zdi, klouby ve všech tělesných partiích se natáhnou o dva až tři milimetry – díky tomu tělo dokáže při nehodě odolat boční síle. Kdybychom byli ze dřeva, nebyli bychom při nárazu tak ohební, a to by byl velký problém.

Dalším problematickým důsledkem svislé síly je poškození způsobené krví. Ve formuli 1 jsem se s tím nikdy nesetkal, ale vzpomínám, jak byl v závodech IndyCar sklon zatáčky tak prudký, že jezdci upadali do bezvědomí, protože jim svislá síla odváděla krev z mozku. Význam krevního toku a srdce patří k nejzajímavějším oblastem bádání. Začal jsem se tím zabývat v roce 1989. Tehdy se mi podařilo na závodníka umístit elektrokardiograf a změřit mu srdeční frekvenci, abych mohl pochopit, co se odehrává. Později, v polovině devadesátých let, jsme dokázali synchronizovat jezdcovu srdeční frekvenci s dalšími parametry ve voze a oba telemetrické záznamy spolu porovnat.

Prvním postřehem je, že se srdeční frekvence během jednoho kola několikrát mění, a sice v závislosti na tom, zda závodník zrovna jede po rovince, nebo právě zatáčí. To proto, že všechny orgány nedrží v těle pevně, ale pohybují se v něm. Stejně tak může polohu měnit srdce. Tím se mění rozložení hmotnosti. Vyvažovat to musí sval kolem srdce. V zatáčkách tak můžeme pozorovat zvýšení elektrické aktivity svalů. Tu zaznamenával elektrokardiograf připevněný k jezdci.

Potom jsme zachytili velmi zvláštní jev. Po celou Velkou cenu dosahuje závodníkova srdeční frekvence bezmála 180 tepů za minutu, ale v jednom roce jsme v Magny-Cours provedli test, který ukázal, že když se akceleruje z pomalé vlásenky Adelaide, srdeční frekvence na pět sekund klesne asi na 54 úderů za minutu. Vzápětí se vrátí na 180 tepů. To se dělo na stejném místě trati v každém kole. Analyzovali jsme výsledky a závodníka se zeptali, zda si něčeho všiml. Odpověděl, že ne. Snažil jsem se přijít na to, proč se tak děje při zrychlování. A konzultoval jsem to s kardiology z různých univerzit.

Člověk má dvě nervové soustavy: dobrovolnou a nedobrovolnou. Ta nedobrovolná se dělí podle odlišných funkcí. Jedna část reguluje pocení a dýchání a jiná řídí tělo, když je v klidu. Ta druhá část se stimuluje, když jezdec vyjíždí ze zatáčky. Vidíme, jak mu tepová frekvence klesá. Myslíme si, že by tuto reakci mohla vyvolat elektrická odezva v těle spuštěná akcelerační silou.

To je důležité, protože než jezdci nasednou do auta, měli by o tomto problému vědět. Jednou závodník skočil do vozu v závodě třídy GT za svého stájového kolegu a pak přiznal, že se mu hned od pevného startu točila hlava a bylo mu špatně od žaludku. Proto jsem mu navrhl, aby si před startem příštího závodu zaběhal na místě někde za boxy, a tím si zvýšil tepovou frekvenci, aby potom zmíněná reakce nezpůsobila přílišný pokles srdeční frekvence. A zabralo to.

Srdeční frekvence se mění také v jiných fázích. Když se jezdec dozví nebo rozhodne, že pojede do boxů, tepová frekvence u něj vzroste o 15 až 20 úderů za minutu. Totéž nastává, jakmile dostane povel, aby přidal: zatímco jeho rychlost stoupne přibližně o 0,3 sekundy za kolo, srdeční frekvence vyšplhá asi o 15 tepů za minutu. Teoreticky řečeno, kdyby si po celý závod udržoval rovnoměrnou srdeční frekvenci, mohl by se zlepšit o dvacet sekund – zřejmě by to bylo za hranicemi lidských možností, ale takové jsou cíle, které prosazujeme v tréninku.

V průběhu výzkumu nás překvapil ještě jeden jev: přechodný prudký vzrůst srdeční frekvence po závodě (viz graf). Závodník zajede do uzavřeného parkoviště, tepová frekvence mu klesne ze 180 tepů za minutu na normální míru a potom, po pár minutách, náhle vyletí zpět na 180 tepů. Zpočátku jsme tomu nerozuměli. Během Velké ceny sedí závodník v takovém horku, že mu stoupá i teplota krve.

Za normálních okolností ji snižuje pot, ale tady tomu tak není, protože je jezdec zakuklený v kombinéze. Horko se kompenzuje roztažením tepen, jenomže jakmile jezdec vystoupí z auta a sundá si kombinézu, krevní tlak klesá. Sympatická reakce těla je taková, že se krev stlačuje a pumpuje – proto ten prudký vzestup srdeční frekvence. Kdyby se tohle nestalo, krevní tlak by byl tak nízký, že by se závodník zhroutil.

Někteří lidé se z takové situace vzpamatovávají snáz než jiní a stačí jim, když si před vyhlášením vítězů sednou na židli. Možná vás napadne, že je na vině špatná fyzická kondice, ale tak to není: pouze reagují na to, jak jim krev v těle zase pumpuje. Jen se zamyslete nad tím, jak se cítíte, když vylezete ze sauny: sotva si dáte sprchu, rázem je vám lépe. Je to stejná reakce.

Ve Formula Medicine pokračujeme v rozsáhlém výzkumu, abychom pochopili, co jezdec přesně podstupuje. Čím víc tomu rozumíme, tím spíš můžeme zlepšovat výkonnost – a tohoto cíle přece chtějí dosáhnout všichni.