Другие методы оценки физической работоспособности 2 страница

Основные неспецифические функциональные пробы,

применяемые при исследовании спортсменов, можно условно разделить на 3 группы.

1. Пробы с дозированной физической нагрузкой.
К ним относятся одномоментные (20 приседаний за 30 с,
2-минутный бег на месте в темпе 180 шагов/мин, 3-минутный
бег на месте, 15-секундный бег в максимальном темпе и т.д.),
двухмоментные (сочетание 2 стандартных нагрузок) и ком­
бинированная трехмоментная проба Летунова (20 приседаний,
15-секундный бег и 3-минутный бег на месте). Кроме того, к
этой группе относятся велоэргометрические нагрузки, степ-тест
и т.п.

2. Пробы с изменением внешней среды. Вэтугруппу
входят пробы с вдыханием смесей, содержащих различный

(повышенный или пониженный по сравнению с атмосферным воздухом) процент О₂ или СО,, задержка дыхания, нахождение в барокамере и т.п.; пробы, связанные с воздействием различной температуры, — холодовые и тепловые.

3. Фармакологические (с введением различных веществ) и вегетативно-сосудистые (ортостатическая, глазосер-дечная и т.п.) пробы и др.

Помимо приведенных проб, в функциональной диагностике используются также специфические пробы, имитирующие деятельность, характерную для конкретного вида спорта (бой с тенью для боксера, работа в гребном аппарате для гребца и т.д.).

При всех этих пробах можно исследовать изменения
показателей функции различных систем и органов и по этим
изменениям оценить реакцию организма на определенное
воздействие.,

При оценке функционального состояния сердечно-сосу­дистой системы выделяют 4 типа реакций на нагрузку: нормото-нический, астенический, гипертонический и дистонический. Выявление того или иного вида реакций позволяет судить о регуляторных нарушениях системы кровообращения, а сле­довательно, косвенно о работоспособности (табл. 12.1).

Несмотря на то что при использовании функциональных проб можно получить более ценную информацию о возможностях организма по сравнению с исследованием в состоянии мышечного покоя, объективное суждение о работоспособности человека на основании полученных результатов затруднительно. Это объясняется следующими причинами: во-первых, полу­ченная информация позволяет лишь качественно характеризовать ответную реакцию организма на нагрузку; во-вторых, точное воспроизведение любой из проб невозможно, что приводит к ошибкам в оценке полученных данных; в-третьих, каждая из таких проб связана с включением ограниченного мышечного массива, что делает невозможной максимальную интен­сификацию функций. Установлено, что наиболее полное представление о функциональных резервах организма может быть составлено в условиях нагрузок, при которых задействовано не менее ²/₃ мышечного массива. Такие нагрузки обеспечивают предельную интенсификацию функций всех физиологических систем и позволяют не только выявить глубинные механизмы обеспечения работоспособности, но и обнаружить пограничные с нормой состояния и скрытые проявления недостаточности функций. Подобные нагрузочные тесты получают все большее распространение в клинической практике, физиологии труда и спорта.

Таблица 12.1. Критерии оценки реакции пульса и АД на функцио­нальные пробы

Показатели	Хорошая	Удовлетворительная реакция
реакция	Варианты сочетаний	показателей
	I	II	III	IV	V
1. Данные покоя	В пределах нормы	В пре­делах нормы	В норме	В пре­делах нормы	В норме	В норме
II. Изменения на 1-й минуте после нагрузки и процент уча­щения пульса	20 приседа­ний—60—80%, бег 2 мин—80 —100%, бег 3 мин—120— 130%, бег 15 с—150%	Выше нормы	В преде­лах нор­мы	То же	В пределах нормы	В преде­лах нормы
Процент уве­личения пуль­сового давле­ния	Тот же, что и пульса	То же	В преде­лах нор­мы	»»	В 2—3 раза меньше пульса
Изменение АД™,	Увеличение	Увели­чение	Увеличе­ние	Увели­чение	Небольшое увеличение	Увеличение
Изменение АД*	Уменьшение или не изме­нено		Умень­шение	То же	Не измене­но, неболь­шое увели­чение или уменьше­ние	Феномен бесконеч­ного тона
Тип реакции	Нормотониче-ский	Нормо-тоничес-кий	Нормото-нический	Неопре­делен­ный	Приближа­ется к гипо­тоническому	Дистониче-ский
III. Восстанов­ление	Постепенное восстановле­ние	—	—	—	—	Постепен­ный
Характер вос­становления и время восста­новления пуль­са и АД	20 приседа­ний—3 мин, бег 15 с —4 мин, осталь­ные пробы — 5 мин	—	Замед­ленное восста­новление	—	В норме	На 2 мин исчезает феномен бесконеч­ного тона

Неудовлетворительная реакция

Варианты сочетаний показателей

I	II	III	IV	V
В норме или есть откло­нения	В норме	В норме или повышение АД	В пределах нормы	В пределах нормы
Выше нормы	Выше нормы	В норме или выше нормы	В норме или выше нормы	В норме или выше нормы
»»	Увеличен на 10—20 %; не изменен; уменьшен	То же	—	То же
Увеличение	Небольшое увеличение	Увеличение до 180—200 мм рт.ст.	Увеличение	Увеличение
Уменьшение или не изме­нено	Увеличение или не изме­нено	Увеличение до 90—100 мм рт.ст.	Феномен беско­нечного тона	Уменьшение или не изменено
Нормотоничес-кий	Гипотоничес­кий или асте­нический	Гипертониче­ский или при­ближающийся к нему	Дистонический	Ступенчатый
Отрицательная фаза пульса	Постепенное	Постепенное		Повышение АДта> или АДЛ на 2—3-й минуте по сравне­нию с предыдущи­ми показателями
Отсутствие вос­становления	В норме или замедленное	В норме или замедленное	Отсутствие вос­становления феномена бес­конечного тона в течение 3— 4—5 мин

Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ) разработаны следующие требования к тестированию с нагрузками: нагрузка должна подлежать количественному измерению, точному воспроизведению при повторном применении, вовлекать в работу не менее ²/₃ мышечного массива и обеспечивать максимальную интенсификацию физиологических систем; характеризоваться простотой и доступностью; полностью исключать сложнокоорди-нированные движения; обеспечивать возможность регистрации физиологических показателей во время выполнения теста.

Количественное определение работоспособности имеет большое значение при организации физического воспитания населения различных возрастно-половых групп, разработке двигательных режимов для лечения и реабилитации больных, определении степени утраты трудоспособности и т.д.

Определение максимального потребления кислорода

Существует много разнообразных методов как прямого, так и прогностического (непрямого) определения максимального показателя кислорода (МПК). В основе этих методов лежат рекомендации специальной комиссии ВОЗ по стандартизации тестирования физической работоспособности человека.

Прямое измерение МПК. Прямое определение МПК проводят при велоэргометрии, степэргометрии и работе на тред-миле. Общим принципом тестирования является использование нагрузок, вызывающих максимальную мобилизацию системы кислородного обеспечения организма.

При этом применяют следующие типы нагрузок.

? Нагрузки постоянной мощности до полного утомления.
Мощность нагрузки должна соответствовать пред­
полагаемому критическому уровню (максимуму аэробной
производительности), который предварительно опреде­
ляется непрямым методом при использовании нагрузок
субмаксимальной интенсивности. Выполнению теста долж­
на предшествовать 2-минутная разминка при мощно­
сти, составляющей не более 70 % от предсказанного макси­
мума.

? Дискретные нагрузки возрастающей мощности. Работа
выполняется в интервальном режиме, при котором 5—6-
минутные нагрузки, увеличивающиеся на некоторую
постоянную величину, сменяются периодами отдыха.
Работа в таком режиме продолжается до отказа.

? Непрерывные нагрузки с линейно возрастающей мощ­
ностью.

■ Непрерывные нагрузки со ступенчатым повышением мощности. Длительность каждой ступени 2—4—6 мин.

В каждом случае испытуемый должен выполнить предельную мышечную работу.

При велоэргометрии для прямого измерения МПК пред­почтительными являются нагрузки ступеневозрастающей мощ­ности «до отказа» с длительностью каждой ступени 4—6 мин. При такой продолжительности напряжения обеспечивается на всех его уровнях стабилизация кардиореспираторных реакций (Steady State).

Согласно рекомендациям Комитета экспертов ВОЗ, для детей и женщин тест следует начинать с нагрузки 25 Вт, увеличивая каждую последующую ступень на 25 Вт. Для мужчин начальная нагрузка должна составлять 50 Вт и каждая последующая ступень также должна возрастать на 50 Вт.

Выбор мощности для каждой ступени нагрузки можно проводить и в соответствии с должным уровнем максимального потребления кислорода. Наиболее целесообразный темп педалирования — 60 об/мин, поскольку он обеспечивает наибольший КПД.

Прямое измерение максимального потребления кислорода может быть произведено также при степэргометрии. С этой целью используют одинарную (высотой 40—50 см) или двойную ступеньку. Первоначальная мощность нагрузки составляет не более 70 % МПК. Затем ее увеличивают путем нарастания через каждые 2 мин темпа восхождения от 80 до 140 шагов/мин. Ритм задается метрономом.

Для определения МПК во время проведения тестов производится анализ выдыхаемого воздуха с помощью газоанализатора Холдена (забор воздуха проводится в мешки Дугласа за 30-секундные отрезки времени) или автоматических анализаторов («Spirolyt», «Gaeger», Германия; «Baekman», США; «Metabotest», Голландия, и др.). Анализаторы «Gaeger» и «Metabotest» позволяют осуществлять непрерывную регистрацию концентрации кислорода и углекислого газа в выдыхаемом воздухе в исходном состоянии, во время нагрузки и в восстановительном периоде после нее.

.Непрямое измерение МПК. Прямой метод измерения МПК достаточно сложен. Он требует применения максимальных по мощности нагрузок, сложной аппаратуры и участия в проведении исследований специально обученного персонала. Кроме того, напряжения предельной интенсивности небезопасны для здоровья. Статистика показывает, что риск для здоровья при выполнении максимальных нагрузок здоровыми людьми ничтожно мал, зато при их применении у лиц со скрыто

Рис. 12.1. Номограмма Астранда для определения МПК непрямым методом. На шкале А и Б (в зависимости от пола обследуемого) отмечается величина на­грузки субмаксимальной мощности. Най­денная точка прямой линией соединяется со шкалой 1, на которой представлены значения потребления О₂, а затем со шкалой 2, отражающей ЧСС для данного пола при выполненной работе. Точка пересечения линии со шкалой 3 соответствует значению МПК

протекающей патологией в 0,01 % случаев бывают летальные исходы. Поэтому для оценки работоспособности при массовом обследовании рекомендуется использовать субмаксимальные нагрузки, на основе которых производится непрямое определе­ние МПК.

При определении МПК с помощью теста на велоэргометре учитывают величину нагрузки (кгм/мин или Вт) и ЧСС во время ее выполнения. Максимальное потребление кислорода опре­деляют по номограмме Астранда (рис. 12.1). На шкале А или Б (в зависимости от пола обследуемого) отмечается величина нагрузки субмаксимальной мощности. Найденная точка прямой линией соединяется со шкалой 1, на которой представлены значения потребления О₂, а затем со шкалой 2, отражающей ЧСС для данного пола при выполненной работе. В месте пересечения линии со шкалой 3 находится максимальное потребление кислорода (л/мин). Найденный показатель умножают на поправочный коэффициент, чем обеспечивается соответствие расчетного МПК возрасту обследуемого:

Возраст, годы	15 25 35 40 45 50 55 60 65
Поправоч­ный коэф­фициент	1,10 1,00 0,87 0,83 0,78 0,75 0,71 0,68 0,65

Непрямое определение МПК проводят также с помощью степэргометрии. Обычно для мужчин рекомендуют восхождение на ступеньку высотой 40 см, для женщин — 33 см, темп восхождений — 22,5 шага в 1 мин в течение 6 мин (метроном устанавливается на частоту 90 в 1 мин). ЧСС определяется в конце 6-й минуты. При невозможности определения ее во время работы допускается измерение в течение первых 10 с после нагрузки (результат умножается на 6). МПК оценивается по номограмме Astrand—Ryhming. Необходимо соединить линией с учетом пола показатель ЧСС, измеренный на последней минуте нагрузки (шкала 2), и значение массы тела (шкала В). В точке пересечения со шкалой 3 определяют МПК, учитывая при этом поправочный коэффициент.

Принято считать, что методы косвенной оценки МПК с большими допущениями могут находить применение только в тех случаях, когда речь идет о постоянно контролируемой группе лиц, каждому из которых произведено прямое измерение МПК, для коррекции последующей расчетной информации о динамике изменений аэробных возможностей организма.

Определение физической работоспособности по тесту PWC

PWC_|70 — мощность нагрузки при ЧСС 170 в 1 мин. Физио­логической предпосылкой определения PWC_l7n является наличие

170 '

линейной зависимости между ЧСС и мощностью выполнен­ной работы. При более высоких величинах ЧСС прямолиней­ный характер связи прерывается. ЧСС₁₇₀ является оптималь­ной для работы сердца здорового молодого человека, при этом отмечаются максимальные значения сердечной произво­дительности. Дальнейшее учащение приводит к снижению ударного объема крови. Преимущество этого метода состоит в том, что он довольно прост и позволяет при выполнении двух нагрузок умеренной мощности определить работоспособность (PWC₁₇₀).

Метод определения РWС_|70 при велоэргометри и. Существует два способа выполнения нагрузок на велоэргометре для определения PWC_|70. При одном из них (проба Съестранда, 1947) определяют ЧСС во время работы на велоэргометре мощностью 50, 100, 150 и 200 Вт. Продолжительность каждой ступени 5 мин. Нагрузку прекращают при достижении ЧСС 170 в 1 мин. Если наступает устойчивое состояние ЧСС на более низком уровне, то производят экстраполяцию до ЧСС_|70.

Второй способ предусматривает последовательное выполнение двух нагрузок умеренной мощности с 3—5-минутным отдыхом или без него. Частота педалирования постоянная, в диапазоне 60—80 оборотов в 1 мин; продол­жительность каждой нагрузки от 3 до 6 мин. Мощность напряжения подбирают таким образом, чтобы разница между ЧСС при первой и второй ступенях составляла не менее 40 в 1 мин. Обычно интенсивность первой нагрузки 1 Вт/кг, вто­рой — 2 Вт/кг. Если не достигается требуемая разница ЧСС, то назначают третью нагрузку из расчета 2,5—3 Вт/кг. В конце каждой нагрузки в течение последних 30 с определяют ЧСС с помощью ЭКГ или пальпаторно.

Расчет PWC_|70 производят двумя способами: графическим и математическим. При графическом методе в системе координат строится зависимость между ЧСС при двух нагрузках и соответственно их мощностью. При экстраполяции находится мощность нагрузки, соответствующая ЧСС 170 в 1 мин.,

Математический способ расчета PWC_I7O предусматривает использование формулы, предложенной В.Л.Карпманом:

(1)

где N, — мощность первой нагрузки; N, — мощность второй 264

нагрузки; f, — ЧСС в конце первой нагрузки; f, — ЧСС в конце второй нагрузки.

Метод определения PWC_|70пристепэргометрии. Обсле­дуемому предлагают выполнить две нагрузки, мощность которых рассчитывают по формуле:

W= 1,33- P-h-n, (2)

где W — мощность нагрузки, Вт; Р — масса тела, кг; h — высота ступеньки, см; п — количество восхождений в 1 мин; 1,33 — коэффициент, учитывающий величину работы при спуске со скамейки. Высота ступеньки подбирается в зависимости от длины ноги обследуемого. Поэтому рекомендуется иметь набор ступенек различной высоты. Удобно использовать для этих целей универ­сальную раздвижную ступеньку с изменяющейся высотой пло­щадки.

Опыт практической работы показывает, что для степ-теста лучше всего использовать для женщин ступеньки высотой 30 см, для мужчин — 40 см. Применительно к данной высоте ступенек были разработаны таблицы, в которых указаны мощность работы и количество восхождений в зависимости от массы тела обследуемых. При проведении степэргометрии нагрузки должны быть такой интенсивности, чтобы ЧСС в конце первой нагрузки устойчиво находилась в пределах 100—120, а в конце второй — 140-160 в 1 мин.

Мощность второй нагрузки можно повысить за счет увеличения темпа восхождений. Это позволяет сократить общее время на проведение теста с 8 мин (по 4 мин на 2 нагрузки) до 5 мин. По методике, модифицированной В.С.Фарфелем, при степ-тесте последовательно выполняются две нагрузки без отдыха между ними. Продолжительность первой 3 мин, второй — 2 мин. При этом устойчивое состояние наступает на 2—3-й минуте первой нагрузки, при выполнении второй — на 2-й минуте, что связано с повышением уровня функционирования обеспечивающих работу систем в результате выполнения первой нагрузки.

При более значительном сокращении времени выполнения нагрузок физиологические процессы не достигают устойчивого состояния и величина PWC_|70 может оказаться недостоверной. Отсутствие устойчивого состояния требует продолжения на­грузки еще на 1—2 мин. Если величина пульса 170 в 1 мин и более будет достигнута в конце первого напряжения, второе не назначается. Такое повышение ЧСС может быть связано с неправильным выбором мощности первой нагрузки, выра­женным состоянием детренированности сердечно-сосудистой системы, эмоциональной лабильностью и т.д.

Расчет PWC_I7O при степ-тесте производится по формуле 1.

Наиболее высокие средние величины PWC_|70 зарегистрированы у спортсменов, занимающихся циклическими видами спорта.

Физическая работоспособность при пульсе 170 в 1 мин у нетре­нированных мужчин в возрасте 20—29 лет составляет 162,3±6,1 Вт, 30—39 лет - 150,6+4,3 Вт и 40—49 лет — 142,2±2,2 Вт. У мужчин 50—59 и 60—69 лет средние значения работоспособности, рассчитанные при пульсе 150 в 1 мин, соответственно снижаются до 13б±6,7и 116,7±П Вт.

Предложена формула расчета МПК по PWC₁₇₀ для нетре­нированных людей:

Проба Шефарда. Автором предложен двухступенчатый степ-тест, который предусматривает темп восхождения на ступеньку в зависимости от возраста, пола и массы тела (табл. 12.2). Время восхождения — 4—5 мин.

Для установления на метрономе необходимого темпа ука­занное в таблице количество циклов следует умножить на 6. Оценка выполнения двухступенчатой пробы по Шефарду производится по величине пульса, которая регистрируется с помощью электрокардиографа или определяется пальпаторно в первые 10 с после ее завершения (результат умножается на 6). Полученная ЧСС за 1 мин сравнивается с должной для данной нагрузки, представленной в табл. 12.2 в скобках.

Аэробная производительность оценивается как средняя при отклонении фактической ЧСС от должной на ±10 в 1 мин. При меньших значениях пульса работоспособность оценивается как высокая, при больших — как низкая.

Гарвардский степ-тест. Тест предусматривает восхож­дение на ступеньку: для мужчин — высотой 50 см, для женщин — 43 см при частоте 30 в 1 мин (темп метронома устанавливается на 120 в 1 мин) и длительности 5 мин. Каждое восхождение состоит из 4 шагов. После завершения работы у обследуемого в положении сидя подсчитывается ЧСС в первые 30 мин, начиная со 2-й, 3-й и 4-й минут восстановления. По полученным данным рассчитывают индекс Гарвардского степ-теста по формуле:

где t — время восхождения (в секундах); П_|5 П₂, П₃ — частота пульса во 2-ю, 3-ю и 4-ю минуты восстановления.

Таблица 12.2. Частота восхождений на ступеньку (циклы в 1 мин) в зависимости от возраста, пола и массы тела

Масса		Возраст	, годы		Масса		Возраст, годы
тепа, кг					тела, кг
	20—29	30—39	40—49	50—59		20—29	30—39	40—49	50—59
		Мужчины			Женщины
	(161)*	(156)	(152)	(145)		(167)*	(160)	(154)	(145)

* Средняя должная ЧСС.

При отставании из-за усталости от заданного метрономом темпа через 15—20 с после начала нарушений тест прекращают и учитывают фактическое время работы в секундах. Тест следует немедленно прекратить при появлении признаков чрезмерного утомления: бледности лица, появлении холодного пота, слабости и т. д.

При массовых обследованиях используют сокращенную форму Гарвардского степ-теста. В этом случае производится только однократный подсчет пульса в первые 30 мин, начиная со 2-й минуты восстановления. Расчет ИГСТ осуществляют по формуле:

Физическую работоспособность по индексу Гарвардского степ-теста оценивают по следующей шкале:

ИГСТ	Оценка
<55	Низкая
55—64	Ниже средней
65—79	Средняя
80—89	Хорошая
>90	Отличная

Проба Руфье. В связи с большой интенсивностью нагрузки при выполнении Гарвардского степ-теста он применяется для оценки физической работоспособности здоровых людей молодого возраста. Для старших возрастных групп рекомендуется метод косвенной оценки работо­способности с помощью функциональной пробы Руфье. Метод основан на учете величины пульса, зафиксированной на различных этапах восстановления после относительно не­больших нагрузок. С этой целью используют 30 приседаний за 45 с либо 3-минутный степ-тест. Пульс определяют после 5 мин отдыха в положении лежа (при степ-тесте — сидя) за 15 с до нагрузки, в первые и последние 15 мин, начиная с 1-й минуты восстановления (результат умножают на 4). Для оценки работоспособности по приведенной ниже формуле рассчитывают индекс Руфье:

где П, — исходный пульс; П₂ — сразу после нагрузки и П, — в конце 1-й минуты восстановления.

Если индекс Руфье составляет менее 3 — физическая работоспособность высокая, 4—6 — хорошая, 7—10 — посред­ственная, 10—15 — удовлетворительная, 15 и более — пло­хая.

Тест Навакки. Своеобразной разновидностью макси­мального теста с регистрацией лишь «критической» мощности без данных газоанализа является тест Навакки. Его достоинства — информативность, простота исполнения, возможность уни­фицировать результаты исследования. Тест рекомендован ВОЗ для широкого применения.

Для проведения теста необходим лишь велоэргометр. На­грузка индивидуализируется в зависимости от массы тела испытуемого. Тест начинается с исходной нагрузки 1 Вт/кг массы тела и через каждые 2 мин увеличивается на эту же ве­личину. Регистрируют максимальную достигнутую мощность и время ее удержания (в пределах 2 мин). В момент «отказа» потребление О, у испытуемого близко к максимальному, ЧСС также достигает максимальных значений. Тест пригоден для исследования как тренированных, так и нетренированных лиц; возможно его использование и в восстановительном лечении для дозирования нагрузки в процедуре ЛГ и оценки эффек­тивности реабилитационного процесса. В последнем случае начинать пробу нужно с нагрузки 0,25 Вт/кг массы тела обсле­дуемого. В таблице 12.3 приведена оценка результатов теста для здоровых лиц.

Таблица 12.3.	Оценка результатов теста Навакки
Мощность нагрузки, Вт/кг	Время работы на каждой ступеньке, мин	Оценка физической работоспособности
		Низкая работоспособность у нетрени­рованных
		Удовлетворительная работоспособность у нетренированных
		Нормальная работоспособность у нетре­нированных
		Удовлетворительная работоспособность у спортсменов
		Хорошая работоспособность у спорт­сменов
	1—2	Высокая работоспособность у спорт­сменов
		Очень высокая работоспособность у спортсменов

Нормальная работоспособность у нетренированных (мощность 3 Вт/кг, удерживаемая в течение 2 мин) соответствует МПК 42—44 мл/кг/мин, т.е. среднему функциональному классу (ФК) аэробной способности по Астранд для мужчин в возрасте 20— 50 лет. Выборочные исследования показывают, что среди мужчин Европы подобным уровнем физической работоспособности обладают всего 5—8 %.

Дата добавления: 2014-11-28