Полная версия

Главная arrow Медицина arrow ВРАЧЕБНО-ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ ПРИ ЗАНЯТИЯХ ФИЗИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРОЙ

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

Функциональные пробы и тесты в оценке функциональных способностей занимающихся физкультурой и спортом

Общеклиническое обследование, подробный медицинский и спортивный анамнез, функциональные исследования в условиях мышечного покоя, безусловно, дают представление о многих компонентах здоровья, о функциональных возможностях организма. Однако, какие бы совершенные методы ни использовались, в состоянии покоя невозможно оценить резервы организма и его функциональные, адаптивные способности к физической нагрузке. По результатам исследования в состоянии покоя нельзя оценить способность организма максимально эффективно использовать свои биологические возможности. Использование различных функциональных проб и тестов позволяет смоделировать ситуацию повышенных требований к организму человека и оценить его реакцию на какое-либо воздействие — дозированную гипоксию, физическую нагрузку и др.

Функциональная проба — это какая-либо нагрузка (или воздействие), которая дается обследуемому с целью определения функционального состояния, возможностей и способностей какого-либо органа, системы или организма в целом. В практике врачебного контроля за занимающимися физкультурой и спортом наиболее часто используются функциональные пробы с различными по характеру, интенсивности и объему физическими нагрузками, ортостатическая проба, гипок- семические пробы и функциональные пробы дыхательной системы. Это объясняется тем, что нормирование физической нагрузки на занятиях физической культурой и спортом связано прежде всего с функциональным состоянием кардиореспираторного аппарата. От адекватности нагрузки функциональному состоянию, резервным возможностям этой системы в значительной степени зависят эффективность и безопасность для здоровья физической тренировки.

Однако задачей функциональных проб является не только определить функциональное состояние и резервные возможности. С их помощью можно выявить различные скрытые формы нарушения функции органов и систем (например, появление или учащение экстрасистол при пробе с физической нагрузкой). Кроме того, особенно важно, что функциональные пробы позволяют исследовать и оценить механизмы, пути и «цену» приспособления организма к физической нагрузке. Таким образом, при исследовании функционального состояния организма занимающихся физкультурой (в том числе ЛФК) и спортом проводится не тестирование, а функциональные пробы и тесты. Ведь задача состоит не просто в оценке работоспособности органа, системы или организма в целом, а в определении путей обеспечения работоспособности, качества реакции организма, экономичности и эффективности механизмов адаптации, скорости восстановления, на что обращают внимание А. Г. Дембо (1980), Н. Д. Граевская (1993) и другие. Роль функциональных проб состоит в интегральной оценке возможностей и способностей организма — оценить уровень работоспособности и какой «ценой» она достигается. Только достаточно высокий уровень работоспособности при хорошем качестве реакции организма на нагрузку может свидетельствовать о хорошем функциональном состоянии. Механистический подход в этом вопросе может привести к ошибочным выводам. Нередко высокая работоспособность наблюдается на фоне напряжения механизмов регуляции, начальных признаков физического перенапряжения, нарушений ритма сердечных сокращении, атипичных реакции сердечно-сосудистой системы и т. д. При этом отсутствие своевременной коррекции тренировочной нагрузки, а в случае необходимости дополнительных профилактических или лечебных мероприятий зачастую ведет к последующему снижению работоспособности, ее нестабильности, срыву адаптации, различным патологическим состояниям.

Независимо от характера функциональной пробы, все они должны быть стандартными и дозируемыми. Только в этом случае возможно сравнить результаты обследования разных людей или полученные данные в динамике наблюдений. При проведении любой пробы можно исследовать различные показатели, отражающие реакцию разных органов и систем. Схема проведения функциональной пробы включает определение исходных данных в покое до пробы, изучение реакции организма на функциональную пробу и анализ восстановительного периода.

В практической работе в процессе врачебного контроля за занимающимися физкультурой и спортом нередко стоит вопрос выбора функциональной пробы или нескольких проб. В этом случае прежде всего надо исходить из основных требований, предъявляемых к функциональным пробам и тестам. Среди них можно назвать следующие: надежность, информативность, адекватность задачам и состоянию обследуемого, доступность для широкого применения, возможность применения в любых условиях, дозируемость нагрузки, безопасность для испытуемого. Предлагаемая при пробе с физической нагрузкой форма движения (например, бег, прыжки, педалирование и др.) должна быть хорошо знакома обследуемому. Физическая нагрузка пробы должна быть достаточно большой (но адекватной подготовленности обследуемого), чтобы объективно оценить функциональное состояние и резервы организма. И конечно, надо учитывать технические возможности, условия проведения исследования и т. д. Безусловно, в массовой физкультуре следует отдавать предпочтение простым функциональным тестам, однако предпочтительнее исполь зовать те, с помощью которых можно четко дозировать нагрузку, оценивать реакцию и функциональное состояние организма не только по качественным, а по конкретным количественным показателям. Надо выбрать более доступные и простые, но, в то же время, достаточно надежные и информативные тесты и пробы.

Наиболее часто при проведении функциональных проб используется дозированная стандартная физическая нагрузка. Формы ее выполнения многообразны. В зависимости от структуры движения можно выделить пробы с приседаниями, подскоками, бегом, с педалированием, восхождениями на ступеньку и пр.; в зависимости от мощности используемой нагрузки — пробы с физической нагрузкой умеренной, субмаксимальной и максимальной мощности. Пробы могут быть простые и сложные, одно-, двух- и трехмоментные, с равномерной и переменной интенсивностью, специфические (например, плавание для пловца, броски чучела для борца, бег для бегуна, работа на велостанке для велосипедиста и т. д.) и неспецифические (с одинаковой нагрузкой для всех видов физкультурно-спортивной деятельности).

С определенной долей условности можно сказать, что использование проб с физической нагрузкой направлено на изучение функционального состояния сердечно-сосудистой системы. Однако система кровообращения, тесно связанная с другими системами организма, является надежным индикатором адаптационной деятельности организма, позволяющим выявить его резервы, оценить функциональное состояние организма в целом.

При проведении функциональной пробы с физической нагрузкой можно исследовать самые различные показатели (гемодинамические, биохимические и др.), однако наиболее часто, особенно в массовой физкультуре, ограничиваются изучением частоты и ритма сердечных сокращении и артериального давления.

В практике наблюдений за спортсменами для оценки функционального состояния нередко используются специфические нагрузки. Однако, если говорить о функциональном состоянии организма, а не о специальной тренированности, то это нельзя считать обоснованным. Дело в том, что вегетативные сдвиги в организме при различных по форме, но одинаковых по направленности физических упражнениях однонаправлены, т. е. вегетативные реакции при физических нагрузках менее диф-ференцированы относительно направленности двигательной деятельности и уровня мастерства, а больше зависят от функционального состояния в момент обследования (Г. М. Куколевский, 1975; Н. Д. Граевская, 1993). В основе совершенствования реакции организма на различные по форме движения лежат одни и те же физиологические механизмы. Результат же при выполнении специфической нагрузки будет зависеть не только от функционального состояния, но и от специальной тренированности.

Прежде чем приступить к описанию проб и тестов, следует напомнить, что противопоказанием к проведению функциональной пробы является любое острое, подострое заболевание, обострение хронического, повышение температуры тела. В некоторых случаях вопрос о возможности и целесообразности проведения функциональной пробы приходится решать индивидуально (состояние после перенесенного заболевания, проведенная накануне нагрузочная тренировка и т. д.).

Показаниями к прекращению нагрузки при проведении любой функциональной пробы являются:

  • 1) отказ испытуемого продолжать выполнять нагрузку по субъективным причинам (чрезмерное утомление, появление болевых ощущений и т. д.);
  • 2) резко выраженные признаки утомления;
  • 3) невозможность поддерживать заданный темп;
  • 4) нарушение координации движений;
  • 5) значительное учащение пульса — до 200 уд/мин и более при снижении АД по сравнению с предыдущим этапом нагрузки, выраженный ступенчатый тип реакции (со ступенчатым подъемом максимального и повышением минимального артериального давления);
  • 6) изменение ЭКГ показателей — выраженное (>0,5 мм) снижение интервала S—Г ниже изолинии, появление аритмии, инверсия зубца Т.

Что касается непосредственно процесса проведения любой функциональной пробы, то следует обратить внимание на ряд условий, от выполнения которых зависит объективность полученных результатов и выводов:

  • 1) все условия обследования в состоянии мышечного покоя должны соблюдаться и при проведении функциональных проб;
  • 2) прежде чем приступить к тестированию, необходимо подробно объяснить обследуемому что и как он должен делать, следует убедиться, что пациент все правильно понял;
  • 3) при проведении теста необходимо постоянно наблюдать за правильностью выполнения предложенной нагрузки;
  • 4) особое внимание следует уделять точности и своевременности при регистрации необходимых показателей, особенно в конце физической нагрузки или сразу же после ее окончания. Последнее обстоятельство особенно важно, так как даже минимальная задержка в определении показателей на 5—10—15 с ведет к тому, что будет изучено не рабочее со-стояние, а начальный период восстановления. В связи с этим, идеальным вариантом является использование при проведении подобных обследований технических средств, позволяющих регистрировать частоту и ритм сердечных сокращений в процессе физической нагрузки (например, с помощью электрокардиографа). Однако с помощью простой пальпаторной пульсометрии и аускультативного метода определения артериального давления можно достаточно быстро и точно, при наличии необходимого навыка, оценить реакцию организма на нагрузку. При пальпаторном или аускультативном методе пульс после нагрузки считают за 10 или беи пересчитывают на уд/мин;
  • 5) при использовании аппаратуры необходимо быть уверенным в ее исправности, а для этого надо периодически проверять ее (например, изменение скорости протяжки ленты на ЭКГ на 6—7 % может привести к ошибке при расчете ЧСС в конце нагрузки на 10—12 уд/мин).

Оценивая любую функциональную пробу с физической нагрузкой, учитывают величину гемодинамических показателей в покое, в конце или сразу же после нагрузки и в восстановительный период. При этом обращают внимание на степень увеличения частоты сердечных сокращений и артериального давления, их соответствие выполненной нагрузке, соответствует ли реакция пульса на нагрузку изменениям артериального давления. Оцениваются время и характер восстановления пульса и артериального давления.

Хорошее функциональное состояние характеризуется экономной реакцией на стандартную нагрузку умеренной интенсивности. По мере увеличения нагрузки в связи с мобилизацией резервов соответственно возрастает и реакция организма, направленная на поддержание гомеостаза.

П. Е. Гуминер и Р. Е. Мотылянская (1979) различают три варианта функционального реагирования на физическую нагрузку разной мощности:

  • 1) характеризуется относительной стабильностью функций в большом диапазоне мощности, что свидетельствует о хорошем функциональном состоянии, высоком уровне функциональных возможностей организма;
  • 2) повышение мощности нагрузки сопровождается увеличением сдвигов физиологических показателей, что свидетельствует о способности организма к мобилизации резервов;
  • 3) характеризуется снижением показателей при повышении мощности работы, что указывает на ухудшение качества регуляции.

Таким образом, с улучшением функционального состояния развивается способность организма адекватно реагировать в широком диапазоне нагрузок. При оценке реакции на физическую нагрузку надо учитывать не столько величину сдвигов, сколько их соответствие выполненной работе, согласованность изменения различных показателей, экономичность и эффективность деятельности организма. Функциональный резерв тем выше, чем меньше при нагрузке степень напряжения регуляторных механизмов, чем выше экономичность и стабильность функционирования физиологических систем организма при выполнении стандартной нагрузки и чем выше уровень функционирования при выполнении максимальной работы.

Вместе с тем нельзя забывать, что частота сердечных сокращений и артериальное давление зависят не только от функционального состояния аппарата кровообращения и регуляторных механизмов, но и от других факторов, например от реактивности нервной системы обследуемого. Это может отразиться на величине исследуемых показателей (особенно до выполнения физической нагрузки в состоянии условного покоя). Поэтому при анализе данных это необходимо учитывать, особенно тогда, когда человек обследуется впервые.

В настоящее время в практике врачебного контроля за занимающимися массовой физической культурой и спортом используется множество функциональных проб с физической нагрузкой. Среди них простые пробы, не требующие специальных приспособлений и сложной аппаратуры (например, проба с приседаниями, подскоками, бегом на месте, наклонами туловища и пр.), и сложные — с использованием велоэргометра, третбана (бегущей дорожки). Можно сказать, промежуточное положение занимают различные пробы и тесты с использованием степ-эргометрической нагрузки (восхождение на ступеньку). Изготовление ступеньки не требует больших затрат и не представляет большой сложности, но при этом необходим метроном, задающий темп восхождении на ступеньку.

В большинстве проб используется равномерная нагрузка различной интенсивности и мощности. При этом пробы могут быть одномоментные с однократной нагрузкой (20 приседаний за 30 с, двух- трехминутный бег на месте с темпом 180 шагов в минуту, Гарвардский степ-тест и др.), двух- трехмоментные или комбинированные с использованием двух-трех нагрузок разной интенсивности с интервалами отдыха (например, проба Летунова). С целью определения толерантности организма к физической нагрузке в клинике и спорте используется методика, предусматривающая выполнение нескольких нагрузок повышающейся мощности с интервалами отдыха между ними (например, тест Новакки). Есть комбинированные пробы, в которых физическая нагрузка сочетается с гипоксической пробой (с задержкой дыхания), с изменением положения тела (например, проба Руфье). Среди наиболее распространенных можно назвать одномоментную пробу с 20 приседаниями, комбинированную пробу Летунова, Гарвардский степ- тест, субмаксимальную пробу PWC170, определение максимального потребления кислорода (МПК), пробу Руфье. Многие другие функциональные пробы, описанные в многочисленной литературе, тоже представляют значительный практический интерес и заслуживают внимания. Выбор функциональной пробы, как уже отмечалось, зависит от возможностей, задач, обследуемого контингента и многого другого. Самое важное заключается в том, чтобы в конкретном случае найти оптимальный вариант исследования, обеспечивающий получение максимально возможной и объективной информации, которая окажет реальную помощь в эффективном решении задач врачебного контроля в динамике наблюдений за занимающимися физкультурой и спортом.

Для проведения любой функциональной пробы необходимо иметь секундомер и тонометр, а в случае использования степ-эргометрической нагрузки — обязательно наличие метронома и желательно электрокардиографа или другого технического средства для регистрации частоты и ритма сердечных сокращений. Важно хорошо подготовиться к обследованию (наличие удобного и исправного тонометра, готовность и исправность других инструментов и аппаратов, наличие ручки, бланков и т. д.), так как любая мелочь может отразиться на качестве и достоверности полученных результатов.

Давайте разберем правила проведения и оценки простых функциональных проб на примере одномоментной пробы с 20 приседаниями и комбинированной пробы Летунова.

При пробе с 20 приседаниями обследуемый садится, и на левую руку ему накладывают манжетку тонометра. Через 5—7 мин отдыха по 10-секундным интервалам подсчитывают пульс до получения трех относительно устойчивых показателей (например, 12—11— 12 или 10—11—11). Затем дважды измеряют артериальное давление. После этого тонометр отключают от манжетки, обследуемый встает (с манжеткой на руке) и выполняет 20 глубоких приседаний за 30 с с выносом рук перед собой (при каждом подъеме руки опускаются) . После этого обследуемый садится, и ему, не теряя времени, считают пульс за первые 10 с, затем за период между 15-й и 45-й секундами измеряют артериальное давление и с 50-й по 60-ю секунды вновь считают пульс. Далее на 2-й и 3-й минутах проводят измерения в такой же последовательности — считают пульс за первые 10 с, измеряют артериальное давление и вновь считают пульс. С самого начала исследования все полученные данные регистрируют на специальном бланке, во врачебно-контрольной карте физкультурника (ф. № 227) или в любом журнале по следующей форме (табл. 2.7). Более просто регистрируют пульс и артериальное давление при пробе Мартинэ-Кушелевского. Отличие от предыдущей схемы в том, что начиная со второй минуты пульс по 10-секундным интервалам подсчитывают до наступления восстановления (до его величины в состоянии покоя), а уже затем снова измеряют артериальное давление. Аналогично можно провести и другие простые пробы (например, 60 подскоков за 30 с, бег на месте и др.).

Таблица 2.7

Схема регистрации результатов функциональной пробы сердечно-сосудистой системы

Покой: пульс — 12, 13, 12; АД — 105/65 мм рт. ст.

Нагрузка: 20 приседаний за 30 с

Секунды

Минуты

Примечание

1-я

2-я

3-я

4-я

5-я

10

24

18

15

12

Отмечалось покрас- нение лица, появился пот на лице, значи- тельно участилось дыхание, но пробу выполнил до конца и правильно

20

30

40

50

60

18

17

14

АД

110/70

110/65

110/65

105/60

Комбинированная проба Летунова включает три нагрузки — 20 приседаний за 30 с, 15-секундный бег на месте в максимально быстром темпе и 2—3-минутный бег (в зависимости от возраста) на месте в темпе 180 шагов в минуту с высоким подниманием бедра (примерно на 65—75°) и свободными движениями руками, согнутыми в локтевых суставах, как при обычном беге. Методика исследования и схема регистрации данных пульса и артериального давления, как при пробе с 20 приседаниями, с той лишь разницей, что после 15-секундного бега в максимальном темпе исследование продолжается 4 мин, а после 2—3-минутного бега — 5 мин. Преимущество пробы Летунова в том, что с ее помощью можно оценить приспособляемость организма к различным и довольно большим физическим нагрузкам на скорость и выносливость, которые встречаются при большинстве занятий физкультурой и спортом.

Во время выполнения функциональной пробы надо обращать внимание на возможные проявления признаков утомления (чрезмерная одышка, побледнение лица, нарушение координации движений и др.), свидетельствующих о плохой переносимости нагрузки.

Оценку результатов большинства простых функциональных проб проводят по показателям пульса и артериального давления до нагрузки, по реакции на нагрузку, характеру и времени восстановления.

Нормальной реакцией организма школьников на нагрузку 20 приседаний считается учащение пульса не более чем на 50—70 %, на 2—3-минутный бег — на 80—100 %, на 15-секундный бег в максимальном темпе — на 100—120 % по сравнению с данными в покое.

При благоприятной реакции систолическое артериальное давление после 20 приседаний увеличивается на 15—20 %, диастолическое давление снижается на 20—30 %, а пульсовое давление — возрастает на 30—50 %. При увеличении нагрузки должно увеличиваться систолическое и пульсовое давление. Снижение пульсового давления свидетельствует о нерациональности реакции на физическую нагрузку.

Для оценки реакции организма школьников на пробу 20 приседаний можно воспользоваться оценочной таблицей В. К. Добровольского (табл. 2.8).

Реакция организма взрослых лиц на функциональные пробы зависит от их тренированности. Так, 3-минутный бег здорового нетренированного человека ведет к учащению пульса до 150—160 уд/ мин, повышению систолического артериального давления до 160— 170 мм рт. ст. и снижению диастолического давления на 20—30 мм рт. ст. Восстановление показателей наблюдается лишь через 5—6 мин после нагрузки. Продолжительное недовосстановление пульса (более 6—8 мин) и снижение при этом систолического артериального давления указывают на нарушение функционального состояния сердечнососудистой системы. С повышением тренированности наблюдается более экономная реакция на нагрузку и быстрое, в течение 3—4 мин, восстановление.

То же самое можно сказать о реакции организма на 15-секундный бег в максимальном темпе. Все зависит от физической подготовленности. Благоприятной считается реакция с учащением пульса на 100—120 %, увеличением систолического артериального давления на 30—40 %, снижением диастолического давления на 0—30 % и восстановлением за 2—4 мин.

В динамике наблюдений реакция на одинаковую физическую нагрузку изменяется в зависимости от функционального состояния.

Большое значение при анализе полученных данных следует придавать не только величине реакции на нагрузку, но и степени соответствия изменения пульса, артериального и пульсового давления характеру их восстановления. В связи с этим различают 5 типов реакции сердечно-сосудистой системы на физическую нагрузку: нормотонический, гипертонический, дистонический, гипотонический (астенический) и ступенчатый (рис. 2.6). Благоприятным является только нормотонический тип реакции. Остальные типы неблагоприятные (атипические), свидетельствующие о нетренированности или каком- либо неблагополучии в организме.

Таблица 2.8

Изменение пульса, артериального давления и дыхания у детей школьного возраста на физическую нагрузку в виде 20 приседаний (Добровольский В. К.,

1963)

Оценка

изменения

Пульс, удары за 10 с

Время вое- становления (мин)

Артериальное давление, мм рт. ст.

Дыхание после пробы

До пробы

После

пробы

Учащение,

%

Мах

Min

Ампли

туда

Хорошая

10—12

15—18

25—30

1—3

от +10 до +20

До-10

Увеличение

Без видимых изменений

Удовлетворительная

13—15

20—23

5—75

4—5

от +25 до +40

от -12 до -10

Учащение на 4—5 дыханий в минуту

Неудовлетворительная

16 и выше

Слабый,

проявление

аритмии

80 и более

6 мин и более

Падение

Без изменения или увеличение

Уменьшение

Одышка при наличии побледнения, жалобы на плохое самочувствие

Нормотоническая реакция характеризуется адекватным нагрузке учащением пульса, соответственным повышением максимального артериального давления и некоторым снижение минимального, увеличением пульсового давления и быстрым восстановлением. Таким образом, при нормотоническом типе реакции увеличение минутного объема крови при мышечной работе обеспечивается экономичным и эффективным путем за счет частоты сердечных сокращений и увеличения систолического выброса крови. Это свидетельствует о рациональной адаптации к нагрузке и хорошем функциональном состоянии.

Типы реакции сердечно-сосудистой системы при выполнении функциональной пробы с физической нагрузкой (1 — нормотонический, 2 — гипертонический, 3 — гипотонический, 4 — ступенчатый

Рис. 2.6. Типы реакции сердечно-сосудистой системы при выполнении функциональной пробы с физической нагрузкой (1 — нормотонический, 2 — гипертонический, 3 — гипотонический, 4 — ступенчатый,

5 — дистонический); а — пульс за 10 с; б — систолическое АД; в — диастолическое АД; заштрихованная зона — пульсовое давление

Гипертонический тип реакции характеризуется значительным, неадекватным нагрузке учащением пульса, резким повышением максимального артериального давления до 180—220 мм рт. ст. Минимальное давление или не изменяется, или несколько повышается. Восстановление замедленное. Этот тип реакции может быть признаком предгипер- тонического состояния, наблюдаться в начальной стадии гипертонической болезни, при физическом перенапряжении, переутомлении.

Дистонический тип реакции характеризуется резким снижением диастолического давления до прослушивания «бесконечного» тона при значительном повышении систолического артериального давления и учащении пульса. Пульс восстанавливается медленно. Неблагоприятной такую реакцию следует считать тогда, когда «бесконечный» тон прослушивается в течение 1—2-х мин восстановления после нагрузки максимальной интенсивности или в 1-ю минуту после нагрузки умеренной мощности. По мнению Р. Е. Мотылянской (1980), дистоническии тип реакции может рассматриваться как одно из проявлений нейроцир- куляторной дистонии, физического перенапряжения, переутомления. Этот тип реакции может наблюдаться после перенесенного заболевания. В то же время, этот тип реакции может иногда встречаться у подростков в пубертатный период, как один из физиологических вариантов приспособления к физической нагрузке (Н. Д. Граевская, 1993).

Гипотонический (астенический) тип реакции характеризуется значительным учащением пульса и почти неизменным артериальным давлением. В этом случае усиление кровообращения при мышечной деятельности обеспечивается в основном за счет частоты сердечных сокращений, а не систолического объема крови. Восстановительный период значительно удлиняется. Этот тип реакции свидетельствует о функциональной неполноценности сердца и регуляторных механизмов. Он бывает в период выздоровления после перенесенного заболевания, при нейроциркулятор- ной дистонии, при гипотонической болезни, при переутомлении.

Ступенчатый тип реакции характеризуется тем, что величина систолического артериального давления на 2—3-й минуте восстановления выше, чем на 1-й минуте. Это объясняется нарушением регуляции кровообращения и в основном определяется после скоростной нагрузки (15-секундный бег). О неблагоприятной реакции можно говорить в случае ступеньки не менее 10—15 мм рт. ст. и когда она определяется после 40—60 с восстановительного периода. Этот тип реакции может быть при переутомлении, перетренировке. Однако иногда ступенчатый тип реакции может оказаться индивидуальной особенностью занимающегося физкультурой и спортом с недостаточной адаптивной способностью к скоростным нагрузкам.

Ориентировочные данные пульса и артериального давления при различных типах ответной реакции на физические нагрузки пробы Лету- нова представлены в табл. 2.9.

Таким образом, изучение типов ответных реакций на физические нагрузки различной интенсивности может оказать существенную помощь при оценке функционального состояния организма и тренированности обследуемого. Важно, что определение типа реакции возможно и полезно при любой физической нагрузке. Оценка результатов исследования должна проводиться индивидуально в каждом конкретном случае. Для более правильной оценки необходимы динамические наблюдения. Повышение тренированности сопровождается улучшением качества реакции и ускорением восстановления. Наиболее часто атипические реакции ступенчатого, дистонического и гипертонического типа в состоянии пере- тренированности, переутомления, при недостаточной подготовке выявляются после нагрузки на скорость, а уже потом на выносливость. Это, видимо, связано с тем, что нарушение нейрорегуляторных механизмов раньше всего проявляется в ухудшении адаптации организма к скоростным нагрузкам.

Типы реакции при выполнении функциональной пробы Летунова Нормотонический тип реакции

Таблица 2.9

В покое

Время исследова- ния, с

После 20 приседаний

После 15-секундного бега

После 3-минутного бега

Минуты

1-я

2-я

3-я

1-я

2-я

3-я

4-я

1-я

2-я

3-я

4-я

5-я

Пульс за 10 с 13, 13, 12

10

17

14

13

22

16

14

13

23

17

16

15

13

20

30

40

50

60

14

13

17

15

13

18

17

16

14

13

АД 120/70 мм рт. ст.

130/60

125/70

120/70

155/50

140/65

130/70

120/70

160/50

145/65

160/50

135/65

120/70

Астенический тип реакции

VI

W

В покое

Время исследова- ния, с

После 20 приседаний

После 15-секундного бега

После 3-минутного бега

Минуты

1-я

2-я

3-я

1-я

2-я

3-я

4-я

1-я

2-я

3-я

4-я

5-я

Пульс за 10 с 13,13, 12

10

18

11

10

30

23

17

15

32

25

22

18

15

20

30

40

В покое

Время исследова- ния, с

После 20 приседаний

После 15-секундного бега

После 3-минутного бега

Минуты

1-я

2-я

3-я

1-я

2-я

3-я

4-я

1-я

2-я

3-я

4-я

5-я

Пульс за 10 с 13,13, 12

50

60

11

10

24

18

16

13

26

23

18

15

14

АД 120/70 мм рт. ст.

130/60

125/70

120/70

130/80

130/80

125/70

125/70

130/80

130/80

120/80

115/70

115/70

Дистонический тип реакции

В покое

Время исследова- ния, с

После 20 приседаний

После 15-секундного бега

После 3-минутного бега

Минуты

1-я

2-я

3-я

1-я

2-я

3-я

4-я

1-я

2-я

3-я

4-я

5-я

Пульс за 10 с 13, 13, 12

10

18

12

24

17

15

15

26

19

17

15

15

20

30

40

50

60

13

12

18

16

15

15

20

18

16

16

15

АД 120/70 мм рт. ст.

150/40

135/50

125/60

200/0

190/0

160/0

155/40

210/0

205/0

195/0

180/30

170/50

Гипертонический тип реакции

В покое

Время исследова- ния, с

После 20 приседаний

После 15-секундного бега

После 3-минутного бега

Минуты

1-я

2-я

3-я

1-я

2-я

3-я

4-я

1-я

2-я

3-я

4-я

5-я

Пульс за 10 с 13, 13, 12

10

24

19

16

26

22

20

18

28

24

22

19

18

20

30

40

50

60

20

10

14

22

20

18

16

24

22

20

18

17

АД 120/70 мм рт. ст.

160/80

150/80

140/80

195/95

180/90

170/85

155/80

190/100

185/95

175/95

170/100

170/95

Ступенчатый тип реакции

В покое

Время исследова- ния, с

После 20 приседаний

После 15-секундного бега

После 3-минутного бега

Минуты

1-я

2-я

3-я

1-я

2-я

3-я

4-я

1-я

2-я

3-я

4-я

5-я

Пульс за 10 с 13,13, 12

10

17

12

24

18

15

14

23

20

18

15

12

20

30

40

50

60

13

19

16

14

13

21

19

16

13

12

АД 120/70 мм рт. ст.

130/60

120/60

120/70

140/55

160/60

150/65

135/70

160/60

170/65

150/70

140/70

130/75

Определенную помощь в оценке качества реакции на физическую нагрузку могут оказать простые расчеты показателя качества реакции (ПКР), показателя эффективности кровообращения (ПЭК), коэффициента выносливости (КВ) и др.:

где ПД: — пульсовое давление до нагрузки; ПД2 — пульсовое давление после нагрузки; Рх — пульс до нагрузки (уд/мин); Р2 — пульс после нагрузки (уд/мин). Величина ПКР в пределах от 0,5 до 1,0 свидетельствует о хорошем качестве реакции, хорошем функциональном состоянии системы кровообращения.

Коэффициент выносливости (КВ) определяется по формуле Кваса:

В норме КВ равен 16. Его увеличение указывает на ослабление деятельности сердечно-сосудистой системы, на ухудшение качества реакции.

Показатель эффективности кровообращения представляет собой соотношение систолического артериального давления и ЧСС при выполнении физической нагрузки:

где САД — систолическое артериальное давление сразу после нагрузки; ЧСС — частота сердечных сокращений в конце или сразу после нагрузки (уд/мин). Величина ПЭК, равная 90—125, указывает на хорошее качество реакции. Уменьшение или увеличение ПЭК свидетельствует об ухудшении качества адаптации к нагрузке.

Одним из вариантов пробы с приседаниями является проба Руфье. Ее проводят в три этапа. Вначале обследуемый ложится и после 5 мин отдыха ему измеряют пульс в течение 15 с (РД. Затем он встает, делает 30 приседаний в течение 45 с и опять ложится. Снова измеряют пульс за первые 15 с (Р2) и последние 15 с (Р3) первой минуты периода восстановления. Существует два варианта оценки данной пробы:

Реакция на нагрузку оценивается по величине индекса от 0 до 20 (0,1—5,0 — отлично; 5,1—10,0 — хорошо; 10,1—15,0 — удовлетворительно; 15,1—20,0 — плохо).

В этом случае реакцию расценивают как хорошую при индексе от 0 до 2,9; среднюю — от 3 до 5,9; удовлетворительную — от 6 до 8 и плохую при индексе более 8.

Несомненно, использование описанных выше функциональных проб дает определенную информацию о функциональном состоянии организма. Особенно это касается комбинированной пробы Летунова. Простота пробы, доступность для выполнения в любых условиях, возможность выявления характера адаптации к разным нагрузкам делают ее полезной и сегодня.

Что касается пробы с 20 приседаниями, то с ее помощью можно выявить лишь довольно низкий уровень функционального состояния, хотя в отдельных случаях и она может быть использована.

Существенным недостатком простых проб с приседаниями, подскоками, бегом на месте и т. д. является то, что при их выполнении невозможно строго дозировать нагрузку, нельзя количественно оценить произведенную мышечную работу, а при динамических наблюдениях невозможно точно воспроизвести предыдущую нагрузку.

Этих недостатков лишены пробы и тесты с использованием физической нагрузки в виде восхождений на ступеньку (степ-тест) или педалирования на велоэргометре. В обоих случаях имеется возможность дозирования мощности физической нагрузки в кгм/мин или вт/мин. Это предоставляет дополнительные возможности для более полной и объективной оценки функционального состояния организма обследуемого. Степэргометрия и велоэргометрия позволяют не только более точно оценить качество реакции на нагрузку, но определить физическую работоспособность, в конкретных величинах охарактеризовать экономичность, эффективность и рациональность функционирования сердечно-сосудистой системы при выполнении физической нагрузки. Появляется возможность оценить хронотропную и инотропную реакции сердца на стандартную нагрузку в динамике наблюдений, оценить степень напряжения механизмов регуляции, скорость восстановительных процессов с учетом мощности нагрузки.

В то же время эти функциональные пробы и тесты достаточно просты и доступны для широкого применения. Особенно это касается степэр- гометрических проб и тестов, которые можно применять практически в любых условиях и при обследовании любого контингента. К сожалению, несмотря на очевидные положительные стороны степ-теста, он до сих пор не нашел широкого применения в массовой физкультуре.

Для проведения степэргометрии необходимо иметь ступеньку необходимой высоты, метроном, секундомер, тонометр и, по возможности, электрокардиограф. Однако степ-тест достаточно успешно можно проводить и оценивать без электрокардиографа при определенном навыке измерения пульса и артериального давления, хотя это будет менее точно. Для его проведения лучше всего иметь деревянную или металлическую ступеньку произвольной конструкции с выдвижной площадкой.

Это позволит использовать для восхождений на ступеньку любую высоту от 30 до 50 см (рис. 2.7).

Универсальной сткупеньки для проведения степ-теста (возможная высота — 30, 40, 45, 50 см)

Рис. 2.7. Универсальной сткупеньки для проведения степ-теста (возможная высота — 30, 40, 45, 50 см)

Одной из простых функциональных проб с использованием дозированной степэргометрии является Гарвардский степ-тест. Он разработан в 1942 г. лабораторией утомления Гарвардского университета. Суть метода заключается в восхождении и спуске со ступеньки определенной высоты в зависимости от возраста, пола и физического развития, с частотой 30 подъемов в 1 мин и в течение определенного времени (табл. 2.10).

Темп движений задается метрономом.

Подъем и спуск систоит из четырех движений:

  • 1) обследуемый ставит на ступеньку одну ногу;
  • 2) ставит на ступеньку другую ногу (при это обе ноги выпрямляются);
  • 3) опускает на пол ногу, с которой начинал восхождение на ступеньку;
  • 4) ставит на пол другую ногу.

Таким образом, метроном следует настроить на частоту 120 уд/мин, и при этом каждому его удару должно точно соответствовать одно движение. В процессе степэргометрии необходимо стараться держаться вертикально, а при спуске не отставлять ногу далеко назад.

Таблица 2.7 0

Высота ступеньки и время восхождений при проведении Гарвардского степ-теста

Группы обследуемых

Высота ступеньки, см

Время восхождений, мин

Мужчины (старше 18 лет)

50

5

Женщины (старше 18 лет)

43

5

Подростки и юноши (12—8 лет): площадь тела > 1,85 кв. м;

50

4

Группы обследуемых

Высота ступеньки, см

Время восхождений, мин

площадь тела < 1,85 кв. м.

45

4

Девушки 12—18 лет

40

4

Мальчики и девочки 8—11 лет

35

3

Мальчики и девочки до 8 лет

35

2

После окончания восхождений обследуемый садится, и ему за первые 30 с 2-й, 3-й и 4-й мин восстановительного периода считают пульс. Результаты пробы выражаются в виде индекса Гарвардского степ-теста (ИГСТ):

где t — время выполнения теста в секундах, /,, /2, /3 — частота пульса за первые 30 с 2-й, 3-й и 4-й мин восстановительного периода. Величина 100 взята для выражения теста в целых числах. Если испытуемый не справляется с темпом или прекращает восхождения по каким-либо причинам, то при расчете ИГСТ учитывается фактическое время работы.

Величина ИГСТ характеризует скорость восстановительных процессов после довольно напряженной физической нагрузки. Чем быстрее восстанавливается пульс, тем выше ИГСТ. Функциональное состояние (готовность) оценивается по табл. 2.11. В принципе, результаты этой пробы в определенной степени характеризуют способность организма человека к работе на выносливость. Наилучшие показатели обычно имеют тренирующиеся на выносливость.

Таблица 2.7 7

Оценка результатов Гарвардского степ-теста у здоровых неспортсменов (В. Л. Карпман

ссоавт.,1988)

ИГСТ

Оценка

Менее 55

Плохо

55—64

Ниже средней

65—79

Средняя

80—89

Хорошая

90 и более

Отличная

Конечно, данный тест имеет определенное преимущество перед простыми пробами, прежде всего в связи с дозированной нагрузкой и конкретной количественной оценкой. Но отсутствие полных данных о реакции на нагрузку (по ЧСС, АД и качеству реакции) делают его недостаточно информативным. Кроме того, при высоте ступеньки 0,4 м и более эта проба может быть рекомендована лишь для достаточно подготовленных людей. В связи с этим применять ее при исследовании лиц старшего и пожилого возраста, занимающихся массовой физкультурой, не всегда нецелесообразно.

С другой стороны, ИГСТ неудобен в плане сравнения результатов обследования разных лиц или одного человека в динамике наблюдений при выполнении восхождении на разную высоту, что зависит от возрастно-половых и антропометрических особенностей обследуемого.

Практически всех перечисленных недостатков индекса Гарвардского степ-теста можно избежать, используя степэргометрию в тесте PWC170.

PWC является первыми буквами английских слов physical work capacity — физическая работоспособность. В полном смысле физическая работоспособность отражает функциональные возможности организма, проявляясь в различных формах мышечной деятельности. Таким образом, физическая работоспособность характеризуется телосложением, мощностью, емкостью и эффективностью механизмов энергопродукции аэробным и анаэробным путем, силой и выносливостью мышц, состоянием регуляторного нейрогормонального аппарата. То есть, физическая работоспособность — это потенциальная способность человека проявить максимум физического усилия в любом виде физической работы.

В более узком смысле физическую работоспособность понимают как функциональное состояние кардиореспираторной системы. При этом количественной характеристикой физической работоспособности является величина максимального потребления кислорода (МПК) или величина мощности нагрузки, которую человек может выполнить при ЧСС, равной 170 уд/мин (РИО 70). Такой подход к оценке физической работоспособности оправдан тем, что в повседневной жизни физические нагрузки имеют преимущественно аэробный характер и наибольшая доля в энергообеспечении организма, в том числе мышечной деятельности, приходится на аэробный источник энергообеспечения. В то же время известно, что аэробная производительность в первую очередь обусловлена уровнем функционального состояния кардиореспираторной системы — важнейшей системы жизнеобеспечения, обеспечивающей работающие ткани достаточным количеством энергии (В. С. Фар- фель, 1949; Astrand Р. О., 1968; Israel S. et al., 1974 и другие). Кроме того, величина PWC170 имеет достаточно тесную связь с МПК и гемодинамическими показателями (К. М. Смирнов, 1970; В. Л. Карпман с соавт., 1988 и другие).

Сведения о физической работоспособности необходимы для оценки состояния здоровья, условий жизни, при организации физического воспитания, для оценки влияния различных факторов на организм человека. В связи с этим количественное определение физической работоспособности рекомендовано Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ) и Международной федерацией спортивной медицины.

Существуют простые и сложные, прямые и косвенные методы определения физической работоспособности.

Субмаксимальный тест PWC170 был разработан Сьестрандом в Каролинском университете Стокгольма (Sjostrand, 1947). Тест основан на определении мощности нагрузки, при которой ЧСС повышается до 170 уд/мин. Выбор именно такой частоты сердечных сокращений для определения физической работоспособности объясняется в основном двумя обстоятельствами. Во-первых, известно, что зона оптимального, эффективного функционирования кардиореспиратор- ной системы находится в диапазоне ЧСС 170—200 уд/мин. Корреляционный анализ выявил высокую положительную связь между PWC170 и МПК, между PWC170 и ударным объемом, PWC170 и объемом сердца и т. д. Таким образом, наличие сильных корреляционных связей между показателями данной функциональной пробы с величинами МПК, объема сердца, сердечного выброса, показателями кардиодинамики указывает на физиологическую обоснованность определения физической работоспособности по тесту PWC170 (В. Л. Карпман с соавт., 1988). Во-вторых, между ЧСС и мощностью выполняемой физической нагрузки существует линейная связь вплоть до ЧСС, равной 170 уд/ мин. При более высокой ЧСС линейный характер этой связи нарушается, что объясняется активизацией анаэробных механизмов энергообеспечения. Однако надо иметь в виду, что с возрастом зона оптимального функционирования кардиореспираторного аппарата снижается до ЧСС 130—150 уд/мин. Поэтому для людей 40 лет определяется PV/C150, в 50 лет — PWC140, в 60 лет — PWC130.

Принцип расчета физической работоспособности основан на том, что в довольно большом диапазоне мощностей физических нагрузок взаимоотношения между ЧСС и мощностью нагрузки оказываются практически линейными. Это позволяет, используя две разные дозированные нагрузки относительно небольшой мощности, узнать мощность той физической нагрузки, при которой ЧСС равна 170 уд/ мин, т. е. определить PWC170. Таким образом, обследуемый выполняет две дозированные нагрузки разной мощности длительностью 3 и 5 мин с интервалом отдыха между ними 3 мин. В конце каждой из них определяют ЧСС. На основании полученных данных необходимо построить график (рис. 2.8), где на оси абсцисс отмечают мощность нагрузок (Na и N2), а на оси ординат — ЧСС в конце каждой нагрузки (fa и/2).

По этим данным находят на графике координаты 1 и 2. Затем, учитывая линейную зависимость между ЧСС и мощностью нагрузки, проводят через них прямую линию вплоть до пересечения с линией, характеризующей ЧСС 170 уд/мин (координата 3). Опускают из координаты 3 перпендикуляр на ось абсцисс. Место пересечения перпендикуляра с осью абсцисс и будет соответствовать мощности нагрузки при ЧСС, равной 170 уд/мин, т. е. величине PWC170.

Графический метод определения PWC170 (ИЛ, и ИЛ — мощность 1-й и 2-й нагрузок, Г, и f — ЧСС в конце 1-й и 2-й нагрузок)

Рис. 2.8. Графический метод определения PWC170 (ИЛ, и ИЛ2 — мощность 1-й и 2-й нагрузок, Г, и f2 — ЧСС в конце 1-й и 2-й нагрузок)

Для облегчения процедуры определния PWC170 используется формула, предложенная В. Л. Карпманом с соавт. (1969):

где N1 — мощность первой нагрузки; N2 — мощность второй нагрузки; /а — ЧСС в конце первой нагрузки; /2 — ЧСС в конце второй нагрузки (уд/мин). Мощность нагрузки выражается в ваттах или килограммометрах в минуту (Вт или кгм/мин).

Уровень физической работоспособности по тесту PWC170 прежде всего зависит от производительности кардиореспираторнои системы. Чем эффективнее работает аппарат кровообращения, чем шире функциональные возможности вегетативных систем организма, тем больше величина PWC170. Таким образом, чем больше мощность выполняемой работы при заданном пульсе, тем выше физическая работоспособность человека, тем больше функциональные возможности кардиореспира- торного аппарата (в первую очередь), больше резервы организма данного человека.

В практике врачебного контроля для проведения пробы PWC1700 в качестве нагрузок можно использовать степэргометрию, велоэрго- метрию или специфические нагрузки (например бег, плавание, бег на лыжах и др.).

При проведении пробы необходимо подбирать нагрузки таким образом, чтобы в конце первой пульс был примерно 100—120 уд/мин, а в конце второй —150—170 уд/мин (для PWC150 мощность нагрузок должна быть меньшей и выполняться они должны при пульсе 90—100 и 130—140 уд/ мин). Таким образом, разница между ЧСС в конце второй и в конце первой нагрузки должна составлять не менее 35—40 уд/мин. Необходимость строго выполнять это условие объясняется тем, что система регулирования аппарата кровообращения не способна точно дифференцировать мало различающиеся по мощности воздействия (нагрузки) на организм. Несоблюдение этого правила может привести к значительной ошибке при расчете величины PWC170.

Существенное влияние на величину этого показателя оказывает масса тела. Абсолютные значения PWC170 находятся в прямой зависимости от размеров тела. В связи с этим для нивелирования индивидуальных различий определяют не абсолютные, а относительные показатели физической работоспособности, рассчитанные на 1 кг массы тела (РЖ7170/кг). Относительные показатели физической работоспособности более информативны и при динамическом наблюдении за одним человеком.

Одной из простых, доступных для массового использования и в то же время достаточно информативных является методика определения РМЛ70 с помощью ступеньки. При степэргометрическом методе определения физической работоспособности (зашагивание на ступеньку в определенном ритме под метроном, как при определении ИГСТ) мощность нагрузки рассчитывается по формуле

где N — мощность нагрузки (кгм/мин); п — частота подъемов в 1 мин; h — высота ступеньки (м); р — масса тела (кг); 1,33 — коэффициент, учитывающий величину работы при спуске со ступеньки.

Таким образом, мощность нагрузки при степэргометрии можно дозировать частотой восхождений и высотой ступеньки. При выборе варианта нагрузки и ее величины необходимо учитывать, что она должна быть безопасной и соответствовать поставленной задаче.

В литературе можно найти множество рекомендаций по выбору высоты ступеньки в зависимости от длины ноги, голени, возраста, по выбору мощности нагрузки (С. В. Хрущев, 1980; В. Л. Карпман с соавт., 1988 и другие). Однако практика показывает, что в динамике наблюдений за занимающимися физкультурой и спортом одним из удобных может быть следующий стандартный вариант проведения пробы: при первой нагрузке обследуемый выполняет восхождения на высоту 0,3 м в темпе 15 подъемов в минуту, при второй нагрузке высота остается 0,3 м, а темп восхождений увеличивается в два раза (30 подъемов в минуту). Если значения ЧСС в конце второй нагрузки не менее 150 уд/мин, то пробу можно ограничить двумя нагрузками. Если же ЧСС в конце второй нагрузки реже 150 уд/мин, то дается третья нагрузка, которая подбирается индивидуально. Например, если при исследовании юношей и здоровых молодых мужчин ЧСС в конце второй нагрузки 120—129 уд/мин (при восхождении с частотой 30 подъемов в 1 мин на высоту 0,3 м), то при выполнении третьей нагрузки подъемы на ступеньку выполняются в том же темпе, но на высоту 0,45 м, при ЧСС 130—139 уд/мин — на высоту 0,4 м, при ЧСС 140—149 уд/мин — в темпе 25—27 подъемов в минуту на высоту 0,4 м. В случае обследования девушек, женщин и школьников среднего и старшего школьного возраста высота ступеньки чаще всего ограничивается 0,4 м. Хотя в отдельных случаях мальчикам старшего школьного возраста (хорошо подготовленным физкультурникам и спортсменам) может быть предложено восхождение на ступеньку высотой 0,45 и 0,5 м. Такой подход при выборе частоты и высоты восхождений интересен тем, что при этом имеется возможность в динамике многолетних наблюдений (начиная с младшего школьного возраста) оценить не только величину физической работоспособности, но качество реагирования, эффективность, экономичность деятельности, восстановительные процессы при выполнении стандартных нагрузок. Кроме того, он более безопасный по сравнению с тем, когда частота подъемов и высота ступеньки выбираются только с учетом размеров тела и возраста.

Однако многие дети младшего школьного возраста в связи с низким ростом не могут совершать восхождения на ступеньку высотой 0,4 м, а частота подъемов более 30 в 1 мин практически трудно выполнима. В этом случае даже при небольшой ЧСС после второй нагрузки (30 подъемов на высоту 0,3 м) приходится ограничиваться имеющимися показателями и оценивать физическую работоспособность как достаточно высокую, хотя результаты пробы могут быть завышены и не соответствовать истинным (неточность расчета физической работоспособности при малой ЧСС после нагрузок).

Если в конце первой нагрузки (15 подъемов в 1 мин на высоту 0,3 м) ЧСС окажется равной 135—140 уд/мин, то вторую нагрузку лучше ограничить темпом 25—27 подъемов в минуту (особенно при первом обследовании человека).

В то же время, для определения физической работоспособности и оценки качества реакции на физическую нагрузку при обследовании достаточно подготовленных юношей, девушек, взрослых физкультурников и спортсменов можно сразу использовать ступеньку высотой 0,4; 0,45 или 0,5 м с учетом возраста и пола (см. табл. 2.10). В этом случае при первой нагрузке частота подъемов на ступеньку равна 15, а при второй нагрузке 30 в 1 мин (если ЧСС в конце первой нагрузки не более 110—120 уд/мин). Если ЧСС в конце первой нагрузки 121— 130 уд/мин, то темп восхождений составит 27 в 1 мин, если 131— 140 уд/мин, то темп подъемов не следует превышать 25—27 в 1 мин.

В связи с тем, что более информативным является относительный показатель физической работоспособности (в расчете на 1 кг массы тела), то для упрощения расчетов массу тела при расчете мощности сте- пэргометрических нагрузок вообще можно не учитывать. Например, при высоте ступеньки 0,3 м и частоте подъемов 15 в минуту мощность нагрузки на 1 кг массы тела для любого человека составит: 15 • 0,3 х

х 1,33 = 5,98 или 6,0 кгм/мин-кг. Для удобства расчета нагрузки можно заготовить таблицу для разной высоты и частоты восхождений.

В процессе проведения пробы РИО 70 ЧСС можно измерять пальпа- торно, аускультативно, с помощью любых технических средств (электрокардиограф, пульсотахометр и др.). Естественно, автоматическая регистрация ЧСС предпочтительнее, так как является более точной и позволяет получить дополнительную информацию (данные ЭКГ, ритм сердца и др.). При наличии электрокардиографа ЭКГ записывается в состоянии покоя, в процессе нагрузки и в восстановительный период в отведении N3 (Л. А. Бутченко, 1980). Для этого на грудной клетке обследуемого с помощью резиновой ленты шириной 3—3,5 см фиксируются два активных и заземляющий электроды. Активные электроды располагают в пятом межреберье по левой и правой среднеключичной линии. Лента с электродами крепится на грудную клетку обследуемого на весь период проведения пробы.

Схематично функциональную пробу PWC170 можно представить следующим образом: 1) измеряются показатели в состоянии условного покоя (ЧСС, АД, ЭКГ и др.); 2) в течение 3 мин выполняется первая нагрузка, в последние 10—15 с которой (при наличии аппаратуры) или сразу после нее измеряют ЧСС (за 6 или 10 с) и АД (в течение 25—30 с), и обследуемый 3 мин отдыхает; 3) в течение 5 мин выполняется вторая нагрузка и таким же образом, как при первой нагрузке, измеряются необходимые показатели (ЧСС, АД, ЭКГ); 4) те же показатели исследуют в начале 2-й, 3-й и 4-й минут восстановительного периода. В случае применения трех нагрузок вся процедура исследования будет аналогичной.

На основании полученных данных, пользуясь известной формулой В. Л. Карпмана с соавт. (1969), рассчитывается величина PWC170. Однако оценка функционального состояния организма только по величине этого показателя, по хронотропной реакции сердца абсолютно недостаточна, а в ряде случаев ошибочна. Необходимо оценить качество и тип реакции, экономичность функционирования организма, восстановительный период.

Качество реакции можно оценить, пользуясь показателем эффективности кровообращения (ПЭК). Экономичность, эффективность, рациональность функционирования сердечно-сосудистой системы при выполнении физической нагрузки можно оценить по показателю Ватт-пульс, систолической работе (CP) (Т. М. Воеводина с соавт., 1975; И. А. Корниенко с соавт., 1978), двойному произведению и коэффициенту расходования резервов миокарда (В. Д. Чурин, 1976, 1978), по показателю экономичности кровообращения и т. д. По данным ЧСС в восстановительный период можно рассчитать скорость восстановительных процессов с учетом мощности нагрузки (И. В. Аулик, 1979).

Ватт-пульс представляет собой отношение мощности выполненной нагрузки в ваттах (1Вт = 6,1 кгм) к ЧСС при выполнении этой нагрузки:

где N — мощность нагрузки (при степэргометрии N = п ? h ? р • 1,33).

С возрастом и по мере тренированности величина этого показателя возрастает от 0,30—0,35 Вт/пульс у детей младшего школьного возраста до 1,2—1,5 Вт/пульс и более у хорошо подготовленных спортсменов в видах спорта на выносливость.

Коэффициент СР выражает величину внешней работы, обеспечиваемой одним сокращением сердца (одной систолой сердца), характеризует эффективность деятельности сердца. СР является информативным показателем функциональных возможностей системы кислородного обеспечения тканей, а при одинаковой ЧСС в покое именно от СР в значительной степени зависит величина PWC170 (И. А. Корниенко с соавт., 1978):

где N — мощность выполненной работы (кгм/мин);/а — ЧСС (уд/мин) при выполнении нагрузки;/0 — ЧСС (уд/мин) в покое.

Значительный интерес представляет изучение относительной величины СР на 1 кг массы тела (кгм/уд-кг), так как в этом случае исключается влияние на величину показателя размеров тела.

Известно, что увеличение насосной функции сердца при нагрузке связано с увеличением частоты и силы сердечных сокращений. Вместе с тем выполнение одинаковой по мощности и объему нагрузки может привести к различным по степени выраженности изменениям ЧСС и АД. В связи с этим для косвенной оценки расходования резервов сердца используется сердечный нагрузочный индекс (двойное произведение) или хроноинотропный резерв (ХР) миокарда, равный произведению ЧСС при выполнении нагрузки на систолическое АД:

По мнению авторов, между этим показателем и величиной потребления миокардом кислорода существует линейная зависимость. Таким образом, в энергетическом плане ХР характеризует эффективность и рациональность использования резервов миокарда. Меньшая величина ХР будет свидетельствовать о более экономичном и рациональном расходовании резервов миокарда в процессе обеспечения мышечной деятельности.

Для оценки экономичности, рациональности расходования этих резервов с учетом выполненной физической работы В. Д. Чуриным был предложен коэффициент расходования резервов миокарда (КРРМ):

где 5 — продолжительность выполнения нагрузки (мин); N — мощность нагрузки (при степэргометрии N = п ? h ? р ? 1,33).

Таким образом, КРРМ отражает количество израсходованного хро. ноинотропного резерва миокарда на единицу выполненной работы. Следовательно, чем меньше КРРМ, тем экономичнее и эффективнее расходуются резервы миокарда.

У детей младшего школьного возраста величина КРРМ составляет около 12—14 уел. ед., у юношей 16—17 лет, не занимающихся спортом, — 8,5—9 уел. ед., а у хорошо подготовленных конькобежцев того же возраста и пола (16—17 лет) величина этого показателя может быть 3,5—4,5 уел. ед.

Представляет интерес оценка скорости восстановительных процессов с учетом мощности нагрузки. Индекс восстановления (ИВ) представляет собой отношение выполненной работы к сумме пульса за 2-ю, 3-ю и 4-ю минуты восстановительного периода:

где 5 — продолжительность степэргометрической нагрузки (мин); N — мощность нагрузки (кгм/мин), — сумма ЧСС за 2-ю, 3-ю

и 4-ю минуты восстановительного периода.

С возрастом и по мере тренированности ИВ увеличивается, составляя у хорошо подготовленных спортсменов 22—26 ед. и более.

Скорость восстановительных процессов при динамических наблюдениях с использованием стандартных (дозированных) нагрузок можно оценивать и по коэффициенту восстановления. Для этого необходимо измерить пульс за первые 10 с после нагрузки (П,) и с 60 по 70 с восстановительного периода (П2). Коэффициент восстановления (КВ) рассчитывают по формуле

Увеличение ИВ и КВ в динамике наблюдений будет указывать на улучшение функционального состояния и повышение тренированности.

В ряде случаев, например при массовых исследованиях, пробу PWC170 можно провести, используя одну нагрузку, при которой ЧСС должна быть около 140—170 уд/мин. В случае, если ЧСС окажется более 180 уд/мин, нагрузку надо уменьшить. При этом расчет величины физической работоспособности производят по формуле (Л. И. Абросимова, В. Е. Карасик, 1978)

Для быстрого исследования больших групп людей (например школьников) можно воспользоваться так называемым массовым тестом

PWC170 (М-тест). Для этого необходимо иметь гимнастическую или любую другую скамейку около 27—33 см высотой (лучше 30 см) и 3—6 м длиной. Частоту восхождений подбирают таким образом, чтобы мощность нагрузки составила 10 или 12 кгм/мин-кг (n = N / h / 1,33. Например, если высота скамейки 0,31 м, а мощность нагрузки должна быть 12 кгм/мин-кг, то количество подъемов = 12 / 0,31 / 1,33 = = 29 в 1 мин). Продолжительность нагрузки 3 мин. Для удобства проведения М-теста лучше иметь две скамейки — одну для выполнения нагрузки, а вторую для отдыха в восстановительный период.

Исследование, как всегда, начинают с измерения ЧСС и АД в покое. Каждому обследуемому присваивается свой номер (№ 1, 2, 3, 4 и т. д.). При наличии электрокардиографа чсс регистрируют с помощью специального блока электродов или резиновой ленты с закрепленными на ней электродами, которую можно прижимать к грудной клетке по мере необходимости во время регистрации ЭКГ. Возможен и паль- паторный метод определения чсс (за в или 10 с).

В заранее составленный протокол исследования записывают фамилии всех испытуемых (под своим номером) и их данные в состоянии покоя (ЧСС и АД). Затем включают метроном, секундомер и испытуемый № 1 начинает в заданном темпе выполнять степ-тест. Через 1 мин к нему присоединяется испытуемый № 2, еще через минуту вместе с ними степ-тест начинает выполнять обследуемый под № 3. По истечении 3 мин начинает выполнять нагрузку испытуемый № 4, а обследуемый № 1 по команде останавливается и у него быстро измеряют ЧСС (за 6 или 10 с), АД (за 25—30 с). Результаты записывают в протокол. Таким образом, через 4 мин к выполнению степ-теста приступает испытуемый № 5, а испытуемый № 2 останавливается, и у него исследуют гемодинамические показатели (ЧСС и АД). По такой организационной схеме исследуют всю группу (10—20 чел.). Кроме того, у каждого обследуемого измеряется ЧСС через 3 мин восстановительного периода. После исследования производят расчет всех необходимых показателей по известным формулам.

Конечно, М-тест менее точен по сравнению с индивидуальным тестом PV7C170. Однако в целом практика показывает, что в процессе врачебного контроля за школьниками, взрослыми, занимающимися массовой физкультурой, М-тест может быть полезным при оценке функционального состояния, нормировании физических нагрузок, при контроле за эффективностью физической тренировки.

В практике врачебного контроля за спортсменами, в клинике и физиологии труда достаточно широко распространен велоэргоме- трический метод оценки физической работоспособности. Велоэргометр представляет собой велостанок, в котором предусмотрено механическое или электромагнитное сопротивление вращению педалей. Таким образом, нагрузка дозируется частотой педалирования и сопротивлением вращению педалей. Мощность работы выражается в ваттах или килограммометрах в минуту (1 Вт = 6,1 кгм).

Для определения величины PWC170 обследуемый должен выполнить 2—3 нагрузки повышающейся мощности по 5 мин каждая с интервалом в 3 мин. Частота педалирования 60—70 в минуту. Мощность нагрузок выбирается в зависимости от возраста, пола, веса, физической подготовленности, состояния здоровья.

В практической работе при обследовании занимающихся массовой физкультурой и спортом, в том числе детей и подростков, нагрузка дозируется с учетом массы тела. При этом мощность первой нагрузки составляет 1 Вт/кг или 6 кгм/мин-кг (например, при массе тела 45 кг мощность первой нагрузки составит 45 Вт или 270 кгм/мин), а мощность второй нагрузки — 2 Вт/кг или 12 кгм/мин-кг. В случае, если после второй нагрузки ЧСС будет меньше 150 уд/мин, выполняется третья нагрузка — 2,5—3 Вт/кг или 15—18 кгм/мин-кг.

В. Л. Карпман с соавт. (1988) рекомендуют при определении нагрузок учитывать не только массу тела, но и характер спортивной деятельности (табл. 2.12, 2.13). Таким образом, мощность нагрузок подбирается индивидуально.

Таблица 2.12

Мощность 1-й нагрузки (И/,, кгм/мин), рекомендуемая для определения РИ/С170 у спортсменов различной специализации и веса тела (В. Л. Карпман с соавт., 1988)

Группы видов спорта

Вес тела, кг

55—59

60—64

65—69

70—74

75—79

80—84

85 и >

Скоростно-силовые и сложнокоординационные

300

400

500

500

500

600

600

Игровые и единоборства

300

400

500

600

700

800

800

«На выносливость»

500

600

700

800

900

900

1000

Таблица 2.13

Мощность 2-й нагрузки (l/V2), рекомендуемая для определения РИ/С170 (В. Л. Карпман

с соавт., 1988)

Мощность 1-й нагрузки (Wj), кгм/

МИН

Мощность 2-й нагрузки (VV2), кгм / мин

ЧСС при Wj, уд/мин

90—99

100—109

110—119

120—129

300

1000

850

700

600

400

1200

1000

800

700

500

1400

1200

1000

850

600

1600

1400

1200

1000

700

1800

1600

1400

1200

800

1900

1700

1500

1300

900

2000

1800

1600

1400

Общая схема проведения пробы PWC170 с использованием велоэргометра такая же, как при проведении аналогичной пробы с применением степэргометрических нагрузок. Расчет всех необходимых показателей физической работоспособности, качества реакции, экономичности, восстановления и др. производят по приведенным ранее формулам.

Многочисленные литературные данные по исследованию физической работоспособности с помощью субмаксимального теста PWC170 и наши наблюдения показывают, что средний уровень этого показателя у не занимающихся спортом девочек и девушек школьного возраста составляет около 10—13 кгм/мин-кг, у мальчиков и юношей — 11—14 кгм/мин-кг (И. А. Корниенко с соавт., 1978; Л. И. Абросимова, В. Е. Карасик, 1982; О. В. Ендропов, 1990 и другие). К сожалению, многие авторы характеризуют физическую работоспособность разных возрастно-половых групп лишь по абсолютной величине, что фактически исключает возможность ее оценки. Дело в том, что с возрастом, особенно у детей и подростков, на увеличение абсолютной величины физической работоспособности большое влияние оказывает увеличение массы тела. В то же время относительная величина физической работоспособности с возрастом меняется незначительно, что дает возможность использовать РМП70/кг для функциональной диагностики (С. Б. Тихвинский с соавт., 1978; Т. В. Сундалова, 1982; Л. В. Ващенко, 1983; Н. Н. Скоро- ходова с соавт., 1985; В. Л. Карпман с соавт., 1988, и другие). Относительная величина физической работоспособности здоровых молодых нетренированных женщин в среднем 11—12 кгм/мин-кг, а мужчин — 14—15 кгм/мин-кг. По данным В. Л. Карпмана с соавт. (1988), относительная величина PWC170 у здоровых молодых нетренированных мужчин составляет 14,4 кгм/мин-кг, а у женщин — 10,2 кгм/мин-кг. Это практически то же самое, что у детей и подростков.

Безусловно, физическая тренировка, а особенно направленная на развитие общей выносливости, ведет к повышению аэробной производительности организма, а следовательно, к увеличению показателя РИО70/кг. Это отмечают все исследователи (В. Н. Хельбин, 1982; Е. Б. Кривогорский с соавт., 1985; Р. И. Айзман, В. Б. Рубанович, 1994 и другие). В табл. 2.14 представлены средние значения РМЛ70/кг у мальчиков конькобежцев и неспортсменов в возрасте от 10 до 16 лет. Однако, как известно, аэробная производительность в значительной степени генетически обусловлена (В. Б. Шварц, С. В. Хрущев, 1984). Наши многолетние исследования показали, что по мере тренированности оптимальным вариантом является повышение уровня относительного показателя физической работоспособности (РЖЛ70/кг) в среднем на 15—25 % по сравнению с исходными данными. В то же время, увеличение этого показателя на 30—40 % и более зачастую сопровождается значительной физиологической «платой» за адаптацию к тренировочным нагрузкам, о чем свидетельствует снижение неспецифической резистентности организма, напряжение и перенапряжение механизмов регуляции ритма сердца и т. д. (В. Б. Рубанович, 1991; В. Б. Рубенович, Р. И. Айзман, 1997). Изучая этот вопрос, мы пришли к выводу, что исходный уровень показателя PWC170/KT является достаточно объективным и информативным показателем для прогноза спортивной дееспособности в видах спорта, где требуется качество выносливости.

Таблица 2.14

Показатели физической работоспособности по тесту PWC170 у мальчиков конькобежцев и неспортсменов в возрасте от 10 до 1 б лет

Групп

обследованных

Возраст, лет

10

11

12

13

14

15

16

Конькобежцы, спортивный стаж (лет)

0,3

0,7

1,2

1,6

2,8

3,5

4,6

PWC170, кгм/ мин-кг

14,9 ± ± 0,3

14,9 ± ± 0,3

15,9 ± ± 0,3

16,9 ± ± 0,4

17,0 ± ± 0,4

18,1 ± ± 0,3

19,3 ± ± 0,4

Неспортсмены, PWC170, кгм/мин-кг

11,3 ± ± 0,5

11,7 ± ± 0,4

12,2 ± ± 0,5

12,3 ± ± 0,6

11,9 ± ± 0,9

12,1 ± ± 1,1

12,7 ± ± 0,8

Простым и достаточно информативным является метод определения физической работоспособности с использованием физических нагрузок в естественных условиях — бег, плавание и др. В его основе лежит линейная зависимость между изменением ЧСС и скоростью передвижения (в диапазоне, при котором ЧСС не превышает 170 уд/мин). Для определения физической работоспособности испытуемый должен выполнить две физические нагрузки по 4—5 мин каждая в равномерном темпе, но с разной скоростью. Скорость передвижения подбирается индивидуально таким образом, чтобы после первой нагрузки пульс был около 100—120 уд/мин, а после второй — 150—170 уд/мин (улиц старше 40 лет интенсивность по ЧСС должна быть на 20—30 уд/мин ниже в зависимости от возраста). В процессе проведения пробы, кроме обычной процедуры измерения пульса и АД, регистрируется длина дистанции (м) и длительность работы (с). При пробе с использованием бега для выполнения первой нагрузки можно использовать дистанцию примерно 300—600 м (примерно как бег трусцой), а при второй — 600—1200 м в зависимости от возраста, подготовленности и т. д. (таким образом, скорость бега после первой нагрузки будет где-то 1—2 м/с, а после второй — 2—4 м/с). Аналогично можно выбрать примерную скорость движения и при других упражнениях (плавание и т. д.).

Расчет физической работоспособности производится по известной формуле с той лишь разницей, что мощность нагрузки заменена в ней на скорость движения и физическая работоспособность при этом оценивается не в мощности работы, а в скорости движения (V м/с) при ЧСС 170 уд/мин:

где V = длина дистанции в метрах / время нагрузки в секундах.

Естественно, что с повышением тренированности и улучшением функционального состояния скорость движения при ЧСС 170 уд/мин (160, 150, 140, 130 уд/мин в зависимости от возраста) увеличивается. Качество реакции оценивается в обычном порядке всеми известными методами. Ориентировочная величина PWC170 (V) составляет 2—5 м/с (например, у гимнастов — 2,5—3,5 м/с, у боксеров — 3,3 м/с, у футболистов — 3—5 м/с, у бегунов на средние и длинные дистанции —

4—5 м/с).

При пробе с использованием плавания величина этого показателя физической работоспособности у мастеров спорта по плаванию составляет около 1,25—1,45 м/с и выше.

При пробе с использованием бега на лыжах величина РЖЛ70 (V) у лыжников мужчин равна примерно 4—4,5 м/с.

Данный принцип определения физической работоспособности используется в единоборствах (борьба), в фигурном катании, в конькобежном спорте и т. д.

Следует отметить ряд очень важных обстоятельств. Во-первых, использование специфических нагрузок требует строгого соблюдения одинаковых условий обследования (климат, характер беговой дорожки или лыжни, состояние ледовой дорожки и многое другое, что может повлиять на результат). Во-вторых, надо иметь в виду, что при проведении специфических нагрузок результат пробы обусловлен не только уровнем функционального состояния, но и технической подготовленностью, экономичностью каждого движения. Последнее обстоятельство может явиться одной из причин неверной оценки функционального состояния на основании результата пробы с использованием специфической нагрузки. Вместе с тем практика показывает, что параллельное исследование в лабораторных условиях с использованием неспецифической нагрузки помогает уточнить оценку не только функционального состояния, но и технической подготовленности занимающегося физкультурой и спортом. При этом наиболее полезны и объективны динамические наблюдения.

Важным показателем физической работоспособности является величина максимального потребления кислорода. МПК — это количество кислорода (литров или мл), которое организм способен потребить в единицу времени (за 1 мин) при предельной динамичной мышечной работе. МПК является надежным критерием уровня физиологических резервов организма — сердечного, дыхательного, эндокринного и др. Поскольку кислород используется при мышечной работе как основной источник энергии, то по величине МПК судят о физической работоспособности человека (точнее, об аэробной работоспособности), о выносливости. Известно, что потребление кислорода при мышечной работе увеличивается пропорционально ее мощности. Однако это наблюдается лишь до определенного уровня мощности. На каком-то индивидуально предельном уровне мощности (критической мощности) резервные возможности кардиореспираторной системы оказываются исчерпанными, и потребление кислорода не увеличивается, несмотря на дальнейшее повышение мощности нагрузки. О границе (уровне) максимального аэробного обмена будет свидетельствовать плато на графике зависимости потребления кислорода от мощности мышечной работы.

Уровень МПК зависит от размеров тела, генетических факторов, условий жизни. В связи с тем, что величина МПК существенно зависит от массы тела, наиболее объективным является относительный показатель, рассчитанный на 1 кг массы тела (выраженный в мл потребления кислорода в минуту на 1 кг массы тела). МПК увеличивается под влиянием систематической физической тренировки и уменьшается при гипокинезии. Имеется тесная связь между спортивными результатами в видах спорта на выносливость и величиной МПК, между состоянием кардиологических, пульмонологических и других больных с показателями МПК.

В связи с тем, что МПК интегрально отражает функциональные возможности и резервы ведущих систем организма и установлена связь между состоянием здоровья и величиной МПК, этот показатель принято использовать как информативный и объективный количественный критерий уровня функционального состояния (К. Купер, 1979; Н. М. Амосов, 1987; В. Л. Карпман с соавт., 1988 и другие). Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) рекомендует определение МПК как один из наиболее надежных методов оценки дееспособности человека.

Установлено, что величина МПК/кг, т. е. уровень максимальных аэробных возможностей, в возрасте 7—8 лет (а по некоторым данным, даже у 4—6-летних детей) практически не отличается от среднего уровня взрослого молодого человека (Astrand P.-О., Rodahl К., 1970; Cumming G. et al., 1978). При сравнении относительной величины МПК (в расчете на 1 кг массы тела) у мужчин и женщин одного возраста и уровня тренированности различия могут быть несущественными, в возрасте после 30—36 лет МПК снижается в среднем на 8—10 % за каждое десятилетие. Однако рациональная двигательная активность в определенной степени препятствует возрастному снижению аэробных возможностей.

Различные отклонения в состоянии здоровья, влияющие на функциональные возможности кислороднотранспортной и кислородноусваи- вающей систем организма, снижают МПК у больных снижение МПК может достигать 40—80 %, т. е. быть в 1,5—5 раз меньше, чем у нетренированных здоровых людей.

По данным Рутенфранса и Геттингера (1059), относительный показатель МПК у школьников в возрасте 9—17 лет в среднем составляет 50—54 мл/кг у мальчиков и 38—43 мл/кг у девочек.

Учитывая результаты исследований более 100 авторов, В. Л. Карпма- ном с соавт. (1988) разработаны оценочные таблицы для спортсменов и нетренированных лиц (табл. 2.15, 2.16).

Таблица 2.15

МПК у спортсменов и его оценка в зависимости от пола, возраста и спортивной специализации

(В. Л. Карпман с соавт., 1988)

Пол

Возрас

тная

группа

Спортив- ная специализация

МПК (мл/мин/кг)

Очень

высо

кое

Высо

кое

Сред-

нее

Низкое

Очень

низкое

Мужчины

18 лет и старше

Группа А

> 78

68—78

57—67

46—50

< 46

Группа Б

> 68

60—68

50—59

42—49

< 42

Группа В

> 58

51—58

46—50

41—45

< 41

Женщины

18 лет и старше

Группа А

> 69

60—69

50—59

40—49

< 40

Группа Б

> 59

52—59

44—51

36—43

< 36

Группа В

> 50

46—50

41—45

36—40

< 36

Мужчины и женщины

До

18 лет

Группа А

> 70

62—70

53—61

45—52

< 45

Группа Б

> 60

64—50

47—53

40—46

< 40

Группа В

> 56

46—56

41—45

35—40

< 35

Примечание. Группа А — лыжные гонки, биатлон, спортивная ходьба, велогонки, пятиборье, конькобежный спорт, лыжное двоеборье; группа Б — спортивные игры, единоборства, художественная гимнастика, спринтерские дистанции в легкой атлетике, в беге на коньках и в плавании; группа В — спортивная гимнастика, тяжелая атлетика, стрельба, конный спорт, автомотоспорт.

Таблица 2.16

МПК и его оценка у нетренированных здоровых людей (В. Л. Карпман с соавт., 1988)

Пол

Возраст

(лет)

МПК (мл/мин-кг)

Очень

высокое

Высокое

Среднее

Низкое

Очень

низкое

Мужчины

< 25

> 55

49—54

39—48

33—38

< 33

25—34

> 52

45—52

38—44

32—37

< 32

35—44

> 50

43—50

36—42

30—35

< 30

45—54

> 47

40—47

32—39

27—31

< 27

55—64

> 45

37—45

29—36

23—28

< 23

> 64

> 43

33—43

27—32

20—26

< 20

Женщины

< 20

> 44

38—44

31—37

24—30

< 24

20—29

> 41

36—41

30—35

23—29

< 23

30—39

> 39

35—39

28—34

22—27

< 22

40—49

> 36

31—36

25—30

20—24

< 20

50—59

> 34

29—34

23—28

18—22

< 18

> 59

> 32

27—32

21—26

16—20

< 16

Определение МПК проводят прямым и косвенными (непрямыми) методами. Прямой метод заключается в выполнении испытуемым физической нагрузки ступенчато возрастающей мощности вплоть до невозможности продолжать работу (до отказа). В этом случае для выполнения нагрузки можно использовать различную аппаратуру: велоэргометр, третбан (бегущая дорожка), гребной эргометр и др. В спортивной практике наиболее часто применяются велоэргометр и третбан. Величину потребления кислорода при выполнении работы определяют с помощью газоанализатора. Конечно, это наиболее объективный метод определения уровня МПК. Однако он требует наличия сложной аппаратуры и выполнения работы до предельной возможности с максимальным напряжением функций организма испытуемого на уровне критических сдвигов. К тому же известно, что результат в выполнении максимальной работы в значительной мере зависит от мотивационных установок.

В связи с определенной опасностью для здоровья испытуемого проб с нагрузками предельной мощности (особенно в случае недостаточной подготовленности и наличия скрытой патологии) и техническими сложностями, по мнению многих специалистов, их использование в практике врачебного контроля за занимающимися массовой физкультурой и спортом, за юными спортсменами не оправдано и не рекомендовано (С. Б. Тихвинский, С. В. Хрущев, 1980; А. Г. Дембо 1985; Н. Д. Граевская, 1993 и другие). Прямое определение МПК используется лишь при контроле за квалифицированными спортсменами, да и это не является правилом.

Широко используются косвенные (расчетные) методы оценки аэробной способности организма. В основе этих методов лежит достаточно тесная связь между мощностью нагрузки, с одной стороны, и ЧСС или потреблением кислорода — с другой. Преимуществом косвенных методов определения МПК являются простота, доступность, возможность ограничиться нагрузками субмаксимальной мощности и, в то же время, их достаточная информативность.

Простым и доступным методом определения аэробных возможностей организма является тест Купера. Его использование с целью определения МПК основано на существующей высокой взаимосвязи между уровнем развития общей выносливости и показателями МПК (коэффициент корреляции более 0,8). К. Купером (1979) предложены беговые тесты на 1,5 мили (2400 м) или в течение 12 мин. По расстоянию, пробегаемому с максимальной равномерной скоростью за 12 мин, пользуясь табл. 2.17, можно определить МПК. Однако людям с низкой двигательной активностью и недостаточно подготовленным этот тест рекомендуется проводить лишь после 6—8 недель предварительной подготовки, когда занимающийся может относительно легко преодолевать дистанцию 2—3 км. Если при выполнении теста Купера появляются сильная одышка, чрезмерная усталость, неприятные ощущения за грудиной, в области сердца, боль в правом подреберье, то бег надо прекратить. Тест Купера по своей сути является чисто педагогическим тестом, так как в нем оценивается лишь время или расстояние, т. е. конечный результат. В нем отсутствуют сведения о физиологической «стоимости» выполненной работы. Поэтому до проведения теста Купера, сразу после него и в течение 5 мин восстановительного периода для оценки качества реакции можно рекомендовать регистрировать показатели ЧСС и АД.

Таблица 2.17

Определение величины МПК по результатам 12-минутного теста Купера

Расстояние, км

Менее 1,6

1,6-1,9

2,0-2,4

2,5-2,7

Более 2,8

МПК, мл/мин-кг

Менее 25,0

25,0—33,7

33,8—42,5

42,6—51,5

51,6 и более

В практике врачебного контроля за занимающимися массовой физкультурой и спортом для непрямого определения МПК используются нагрузки субмаксимальной мощности, задаваемые с помощью степ- теста или велоэргометра.

Впервые непрямой метод определения МПК предложили Астранд и Риминг. Испытуемый должен выполнить одну нагрузку путем заша- гивания на ступеньку высотой 40 см для мужчин и 33 см для женщин с частотой 22,5 подъема в минуту (метроном устанавливается на 90 уд/ мин). Продолжительность нагрузки 5 мин. В конце выполнения работы (при наличии электрокардиографа) или сразу после нее в течение 10 с измеряется ЧСС, затем АД. Для расчета МПК учитывается масса тела и ЧСС нагрузки (уд/мин). МПК можно определить по номограмме Astrand R, Ryhmingl. (1954). Номограмма представлена на рис. 2.9. Вначале на шкале «Степ-тест» необходимо найти точку, соответствующую полу и массе испытуемого. Затем эту точку соединяем горизонтальной линией со шкалой величины потребления кислорода (V02) и на месте пересечения линий находим фактическое потребление кислорода. На левой шкале номограммы находим значение частоты пульса в конце нагрузки (с учетом пола) и отмеченную точку соединяем с найденным значением фактического потребления кислорода (V02). По месту пересечения последней прямой линии со средней шкалой находим величину МПК л/мин, которая затем корригируется путем умножения на возрастной поправочный коэффициент (табл. 2.18). Точность определения МПК возрастает, если нагрузка вызовет учащение пульса до 140—160 уд/мин.

Таблица 2.18

Возрастные поправочные коэффициенты при расчете МПК по номограмме Астранда

Возраст, годы

15

25

35

40

45

50

60

65

Коэффициент

1,10

1,0

0,87

0,83

0,75

0,75

0,68

0,65

Номограмма Астранда для непрямого определения МПК по частоте сердечных сокращений при дозированной нагрузке субмаксимальной мощности

Рис. 2.9. Номограмма Астранда для непрямого определения МПК по частоте сердечных сокращений при дозированной нагрузке субмаксимальной мощности

Данной номограммой можно воспользоваться и в случае проведения более нагрузочного степ-теста, степ-теста в любом сочетании высоты ступеньки и частоты подъемов, но чтобы нагрузка вызвала учащение пульса до оптимального уровня (желательно до 140—160 уд/мин). При этом мощность нагрузки рассчитывают с учетом частоты восхождений в 1 мин, высоты ступеньки (м) и массы тела (кг). Можно задавать нагрузку и с помощью велоэргометра.

Вначале на правой шкале «Велоэргометрическая мощность, кгм/ мин» (точнее, на шкале А или Б, в зависимости от пола испытуемого) отмечают мощность выполненной нагрузки. Затем найденную точку соединяют горизонтальной линией со шкалой фактического потребления кислорода (V02). Соединяют величину фактического потребления кислорода со шкалой ЧСС и по средней шкале определяют МПК л/мин.

Для расчета величины МПК можно воспользоваться формулой фон Добельна:

где А — поправочный коэффициент с учетом возраста и пола; N — мощность нагрузки (кгм/мин); 1 — пульс в конце нагрузки (уд/мин); hвозрастно-половая поправка к пульсу; К — возрастной коэффициент. Поправочные и возрастные коэффициенты представлены в табл. 2.19, 2.20.

Таблица 2.19

Поправочные коэффициенты для расчета МПК по формуле фон Добельна у детей

и подростков

Возраст, лет

Поправка, А

Поправка, h

Мальчики

Девочки

Мальчики

Девочки

8

1,05

0,80

-30

-30

9

1Д1

0,85

-30

-30

10

1,11

0,95

-30

-30

11

1,15

0,95

-40

-30

12

1,20

0,98

-50

-40

13

1,20

0,98

-50

-40

14

1,25

1,05

-60

-40

15

1,27

1,05

-60

-40

16

1,29

1,10

-60

-40

Таблица 2.20

Возрастные коэффициенты (К) для расчета МПК по формуле фон Добельна

Возраст, лет

8

9

10

11

12

13

14

15

16

Коэффициент

0,931

0,922

0,914

0,907

0,900

0,891

0,883

0,878

0,868

Возраст, лет

17

18

19

20

21

22

23

24

25

Коэффициент

0,861

0,853

0,844

0,839

0,831

0,823

0,817

0,809

0,799

Поскольку величина пробы PWC170 и величина МПК характеризуют физическую работоспособность, аэробные возможности организма и между ними существует взаимосвязь, то В. Л. Карпман с соавт. (1974) выразили эту связь формулой:

С точки зрения характеристики функционального состояния представляет интерес оценка МПК относительно его должной величины соответственно возрасту и полу. Должную величину МПК (ДМПК) можно рассчитать по формуле А. Ф. Синякова (1988):

Зная величину фактического МПК у обследованного, можно оценить ее относительно ДМРК в процентах:

При оценке функциионального состояния можно воспользоваться данными Е. А. Пироговой (1985), представлеными в табл. 2.21.

Таблица 2.21

Оценка уровня функционального состояния согласно проценту ДМПК

Уровень физического состояния

% ДМПК

Низкий

50—60

Ниже среднего

61—74

Средний

75—90

Выше среднего

91—100

Высокий

101 и выше

Исследование функционального состояния занимающихся физкультурой и спортом не ограничивается проведением функциональных проб и тестов с физической нагрузкой. Достаточно широко используются функциональные пробы дыхательной системы, пробы с переменой положения тела, сочетанные пробы, температурные пробы.

Форсированная ЖЕЛ (ФЖЕЛ) определяется как обычная ЖЕЛ, но при максимально быстром выдохе. В норме величина ФЖЕЛ должна быть меньше обычной ЖЕЛ не более, чем на 200—300 мл. Увеличение разницы ЖЕЛ и ФЖЕЛ может свидетельствовать о нарушении бронхиальной проходимости.

Проба Розенталя заключается в пятикратном измерении ЖЕЛ с 15-секундными интервалами отдыха. В норме величина ЖЕЛ при всех измерениях не снижается, а иногда и повышается. При снижении функциональной способности системы внешнего дыхания по мере повторных измерений ЖЕЛ наблюдается снижение величины этого показателя. Это может быть связано с переутомлением, перетрениро- ванностью, заболеванием и т. д.

К дыхательным пробам условно относят пробы с произвольной задержкой дыхания на субмаксимальном вдохе (проба Штанге) и максимальном выдохе (проба Генчи). При пробе Штанге испытуемый делает вдох чуть глубже обычного, задерживает дыхание и зажимает нос пальцами. Длительность задержки дыхания определяют с помощью секундомера. Аналогично, но после полного выдоха проводят пробу Генчи.

По максимальной длительности задержки дыхания в этих пробах судят о чувствительности организма к снижению насыщения кислородом артериальной крови (гипоксемии) и повышению в крови углекислоты (гиперкапнии). Однако надо иметь в виду, что устойчивость к возникающей гипоксемии и гиперкапнии зависят не только от функционального состояния кардиореспираторного аппарата, но и от интенсивности обмена веществ, уровня гемоглобина крови, возбудимости дыхательного центра, степени совершенства координации функций, воли исследуемого. Поэтому оценивать результаты этих проб надо лишь в комплексе с другими данными и с известной осторожностью в выводах. Более объективную информацию можно получить при проведении этих проб под контролем специального прибора — оксигемографа, с помощью которого измеряется насыщение крови кислородом. Это позволяет проводить пробу с дозированной по длительности задержкой дыхания, учитывая при этом степень падения насыщения крови кислородом, время восстановления и т. д. Есть и другие варианты проведения гипоксемических проб с использованием оксигемометрии и оксигемографии.

Ориентировочно продолжительность задержки дыхания на вдохе у школьников составляет —71 с, а на выдохе — 12—29 с, увеличиваясь с возрастом и улучшением функционального состояния организма.

Индекс Скибинского, или иначе циркуляторно-респираторный коэффициент Скибинского (ЦРКС):

где Ж — первые две цифры ЖЕЛ (мл); Шт — проба Штанге (с). Этот коэффициент в определенной мере характеризует возможности серию дечно-сосудистой и дыхательной систем. Увеличение ЦРКС в динамике наблюдений свидетельствует об улучшении функционального состояния:

  • • <5 — очень плохо;
  • • 5—10 — неудовлетворительно;
  • • 11—30 — удовлетворительно;
  • • 31—60 — хорошо;
  • • >60 — отлично.

В пробе Серкина исследуется устойчивость к гипоксии после дозированной физической нагрузки. На первом этапе пробы определяют время максимально возможной задержки дыхания на вдохе (сидя). На втором этапе обследуемый делает 20 приседаний в течение 30 с, садится, и ему вновь определяют максимальное время задержки дыхания на вдохе. Третий этап — через минуту отдыха повторяют пробу Штанге. Оценка результатов пробы Серкина у подростков дана в табл. 2.22.

Таблица 2.22

Оценка пробы Серкина у подростков

Контингент обследуемых

Фазы

Первая

Вторая

Третья

Здоровые тренированные

40—60 с

Более 50 % первой фазы

Более 100 % первой фазы

Здоровые нетренированные

36—45 с

30—50 % первой фазы

70—100 % первой фазы

Со скрытой недостаточностью кровообращения

20—25 с

Менее 30 % первой фазы

Менее 70 % первой фазы

В диагностике функционального состояния организма достаточно широко используется активная ортостатическая проба (АОП) с изменением положения тела из горизонтального в вертикальное. Основным фактором воздействия на организм при ортостатической пробе является гравитационное поле Земли. В связи с этим переход тела из гори- зон тального положения в вертикальное сопровождается значительным депонированием крови в нижней половине тела, в результате чего уменьшается венозный возврат крови к сердцу. Степень уменьшения венозного возврата крови к сердцу при изменении положения тела в большей степени зависит от тонуса крупных вен. Это ведет к уменьшению на 20—30 % систолического объема крови. В ответ на эту неблагоприятную ситуацию организм реагирует комплексом компенсаторноприспособительных реакций, направленных на поддержание минутного объема кровообращения, в первую очередь учащением ЧСС. Но важная роль принадлежит и изменениям сосудистого тонуса. Если тонус вен сильно снижен, то уменьшение венозного возврата при вставании будет таким значительным, что приведет к снижению мозгового кровообращения и обмороку (ортостатический коллапс). Физиологические реакции (ЧСС, АД, ударный объем сердца) на АОП дают представление об ортостатической устойчивости организма. Вместе с тем А. К. Кепеженас и Д. И. Жемайтите (1982), оценивая функциональное состояние, изучали ритм сердца при АОП и при пробах с физическими нагрузками. Сопоставив полученные данные, они пришли к выводу, что по степени выраженности учащения ритма сердца на АОП можно судить об адаптивных возможностях сердца к физическим нагрузкам. Поэтому АОП достаточно широко используется для оценки функционального состояния.

При проведении ортостатической пробы у обследуемого измеряют пульс и АД в положении лежа (через 5—10 мин отдыха). Затем он спокойно встает, и ему в течение 10 мин (это в классическом варианте) измеряют пульс (по 20 с на каждой минуте) и на 2-й, 4-й, б-й, 8-й и 10-й минутах АД. Но можно ограничить время исследования в положении стоя до 5 мин.

Оценку ортостатической устойчивости, функционального состояния и тренированности проводят по степени учащения пульса и характеру изменений систолического, диастолического и пульсового давления (табл. 2.23). У детей, подростков, в старшем и пожилом возрасте реакция может быть несколько выраженнее, может более значительно уменьшиться пульсовое давление по сравнению с данными, представленными в табл. 2.23. При улучшении состояния тренированности сдвиги физиологических показателей становятся менее значительными. Однако надо иметь в виду, что иногда у лиц с выраженной брадикардией в положении лежа может наблюдаться более значительное учащение пульса (до 25—30 уд/мин) при ортопробе, несмотря на отсутствие каких-либо признаков ортостатической неустойчивости. В то же время большинство авторов, изучая этот вопрос, считают, что учащение пульса менее чем на 6 уд/мин или свыше 20 уд/мин, равно как и его замедление после перемены положения тела, можно рассматривать как проявление нарушения регуляторного аппарата системы кровообращения. При хорошей тренированности у спортсменов учащение пульса при ортостатической пробе выражено меньше, чем при удовлетворительной (Э. М. Синельникова, 1984). Наиболее информативны и полезны результаты ортостатической пробы, полученные при динамических наблюдениях. Большое значение имеют данные АОП для оценки степени изменения регуляции сердечной деятельности при перенапряжении, перетренированности, в период восстановления после перенесенных заболеваний.

Таблица 2.23

Оценка активной ортостатической пробы

Показа-

тели

Переносимость пробы

Хорошая

Удовлетворительная

Неудовлетворительная

чсс

Учащение на 11 уд. и менее

Учащение на 12—18 уд.

Учащение на 19 уд. и более

АД макс.

Повышается

Не меняется

Снижается на 5—10 мм рт. ст.

Показа-

тели

Переносимость пробы

Хорошая

Удовлетворительная

Неудовлетворительная

АД мин.

Снижается

Не меняется или немного повышается

Повышается

АД пульсовое

Повышается

Не меняется

Снижается

Вегетативные

реакции

Отсутствуют

Потливость

Потливость, шум в ушах

Практический интерес представляет оценка функционального состояния и тренированности по анализу ритма сердца в переходных процессах при ортостатической пробе (И. И. Калинкин, М. К. Христич, 1983). Переходный процесс при активной ортопробе представляет собой перераспределение ведущей роли симпатического и парасимпатического отделов вегетативной нервной системы в регуляции ритма сердечных сокращений. То есть в первые 2—3 мин ортопробы наблюдаются волнообразные колебания преобладания влияния на ритм сердца то симпатического, то парасимпатического отделов.

Согласно методике Г. Парчаускаса с соавт. (1970) в положении лежа с помощью электрокардиографа регистрируют 10—15 циклов сердечных сокращений. Затем обследуемый встает, и в течение 2 мин делают непрерывную запись электрокардиограммы (ритмограмму).

Рассчитывают следующие показатели полученной ритмограммы (рис. 2.10): среднее значение интервала R—R (с) в положении лежа (точка А), минимальная величина кардиоинтервала в положении стоя (точка В), максимальная его величина в положении стоя (точка С), величина кардиоинтервала в конце переходного процесса (точка Д) и средние его значения за каждые 5 с в течение 2 мин. Таким образом, полученные значения кардиоинтервалов в положении лежа и при активной ортопробе откладываются по оси ординат и по оси абсцисс, что позволяет получить графическое изображение ритмограммы в переходных процессах при АОП.

На полученном графическом изображении можно выделить основные участки, характеризующие перестройку ритма сердца в переходных процессах: резкое ускорение ЧСС при переходе в вертикальное положение (фаза Fa), резкое замедление ЧСС через некоторое время от начала ортопробы (фаза F2), постепенная стабилизация сердечного ритма (фаза F3).

Авторы нашли, что тип графического изображения, имеющий форму экстремумы, где четко выражены все фазы переходных процессов (F,, F2, F3), свидетельствует об адекватном характере вегетативной нервной системы на нагрузку. Если же кривая имеет вид экспоненты, где слабо выражена или почти совсем отсутствует фаза восстановления пульса (фаза F2), то это рассматривается как неадекватная реакция,

юз указывающая на ухудшение функционального состояния и тренированности. Вариантов кривой может быть много, и один из них представлен на рис. 2.11.

Графическое изображение ритмограммы в переходных процессах при активной ортостатической пробе

Рис. 2.10. Графическое изображение ритмограммы в переходных процессах при активной ортостатической пробе: 11 — время от начала положения стоя до Мх ускоренного пульса (до точки В); 12 — время от начала положения стоя до Мх замедленного пульса (до точки С); 13 — время от начала положения стоя до стабилизации пульса (до точки Д)

Схематичное изображение ритмограммы при активной ортопробе

Рис. 2.11. Схематичное изображение ритмограммы при активной ортопробе: а — хорошее, б — плохое функциональное состояние

Данный методический подход при оценке АОП значительно расширяет ее информативную ценность и диагностические возможности.

Надо сказать, что в практической работе этот методический подход можно использовать и при отсутствии электрокардиографа, измеряя пульс (пальпаторно) при проведении ортопробы каждые 5 с (можно с точностью до 0,5 удара). Хотя это менее точно, но в динамике наблюдений можно получить достаточно объективную информацию о состоянии обследуемого. Учитывая наличие суточного ритма физиологических функций, для исключения ошибки в оценке активной ортопробы при динамических наблюдениях проводить ее необходимо в одно и то же время дня.

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>