АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология
|
ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ПРОБЫ
Функциональными методами исследования называют группу специальных методов исследования, используемых для оценки и характеристики функционального состояния организма. Использование этих методов в различных сочетаниях лежит в основе функциональной диагностики, сущность которой заключается в изучении реакции (реакция — ответное действие) на какое-либо дозированное воздействие. Изучение этой реакции основано на сопоставлении физиологических показателей, определяемых в покое и характеризующих состояние конкретной функции при минимальных к ней требованиях, с состоянием этих же показателей в измененных условиях, создаваемых искусственно путем использования различного характера нагрузок.
Изучаемые в покое показатели можно определять в трех стандартных условиях. Первое — условия основного обмена — исследование проводится обязательно утром, натощак, причем последний прием пищи разрешается накануне вечером не позднее 20 часов. Второе — условия обмена покоя — исследование проводится при условиях основного обмена, но разрешается легкий завт-
рак. Если в этих условиях (основного обмена или обмена покоя) исследование проводится во врачебном кабинете или в другом месте, куда исследуемый должен прийти или приехать, непосредственно перед исследованием необходим часовой отдых в изолированном помещении. И наконец третье — исследование проводится в любое время дня, через час после приема пищи и с обязательным отдыхом непосредственно перед исследованием.
В зависимости от того, какие показатели изучаются, используются различные условия исследования в покое. Если для изучения какого-либо показателя необходимо исследовать его в условиях основного обмена, данные этого показателя, подученные в других условиях, дают неверные результаты. Так, например, условия основного обмена обязательно требуются при определении поглощения кислорода и выделения углекислоты при оценке основного обмена. С другой стороны, определение показателей физического развития не требует каких-либо специальных условий.
Данные, полученные в покое, являются исходными. Степень и характер изменений данных, полученных в покое, а также под влиянием различных воздействий, позволяет оценивать состояние функции исследуемого органа или системы организма.
Тут следует остановиться на двух важных понятиях. Речь идет о «функциональных возможностях» и «функциональных способностях» организма — понятиях разных, которые, однако, нередко путают, считая их синонимами. Функциональная возможность — это статическое понятие, определяемое в покое. К показателям, характеризующим функциональные возможности, относятся, например, все антропометрические данные, жизненная емкость лекгих (ЖЕЛ) и т. д. Они говорят о том, какими возможностями обладает тот или иной спортсмен. Например, чем более высоким ростом обладает юноша или девушка, тем большую возможность они имеют хорошо играть в баскетбол. Однако, чтобы хорошо играть в баскетбол, надо уметь этот рост использовать, а этому надо учиться, т. е. тренироваться. Тогда функциональные возможности превратятся в функциональные способности.
Очевидно, что чем больше функциональные возможности, тем потенциально больше и функциональные способности спортсмена. Однако спортсмен с меньшими Функциональными возможностями, но умеющий исполь-
4-763
зовать их лучше, чем спортсмен с большими функциональными возможностями, может обладать большими, чем последний, функциональными способностями. Наиболее четко это можно показать на примере функции дыхания. Так, большая величина ЖЕЛ — это только возможность функции дыхания, говорящая о том, что ее обладатель может глубоко дышать, поскольку у него большая дыхательная поверхность легких. А функциональную способность системы внешнего дыхания определяет умение использовать свою ЖЕЛ, а именно максимальная вентиляцая легких (МВЛ), представляющая со.бой то количество коздуха, которое человек способен вентилировать в единицу времени при максимально глубоком и частом дыхании. Если у спортсмена ЖЕЛ невелика, необходимо прежде всего путем специальных упражнений постараться ее увеличить. Если это почему-либо невозможно, нужно научить его так использовать свои, хотя и небольшие, функциональные возможности, т. е. небольшую ЖЕЛ, чтобы добиться достаточно высоких функциональных способностей, т. е. высокой МВЛ. Разграничение понятий «функциональная возможность» и «функциональная способность» важно для правильной оценки отдельных показателей. Оно позволяет ориентировать тренера и спортсмена в каких случаях надо прежде развить функциональные возможности, а затем полноценно их использовать.
Некоторые показатели, определенные в покое, могут дать известное представление о функциональном состоянии сами по себе, без проведения функциональной пробы. Это относится прежде всего к показателям физического развития, а также к целому ряду таких показателей вегетативных систем, которые могут быть выражены в единицах измерения.
Для этого следует рассматривать эти показатели по отношению к какому-то стандарту (норме). Чтобы правильно оценить, например, значение величины ЖЕЛ в покое и решить, нужно ли сначала стремиться к ее увеличению и насколько или следует приступить к обучению ее максимального использования, необходимо решить, соответствует ли она норме. Однако диапазон нормы для ЖЕЛ очень велик (от 3,5 до 8 л) и такая аба-трактная норма не позволяет решить этот вопрос в отношении данного конкретного лица. Возникает необходимость сузить диапазон нормы и приблизить ее к конкретному индивидууму. Иначе говоря, надо теоретически рассчи-
тать норму изучаемого показателя для определенного лица, обладающего рядом ему присущих свойств. Это должна быть не стандартная, средняя величина, рассчитанная для определенной группы лиц, а индивидуальная. С этой целью используются основные параметры, характеризующие данное конкретное лицо, в первую очередь пол, рост, масса тела и возраст, и на их основе рассчитывается индивидуальная для данного лица величина, которая получила название должной, т. е. той величины, которая должна у него быть. Естественно, что чем больше антропобиологических свойств данного лица можно учесть при таком расчете, тем точнее будет должная величина. Поскольку все свойства, характеризующие человека, учесть невозможно, должные величины в известной мере условны. Однако они прочно вошли как в клиническую, так и в спортивно-медицинскую практику, полностью себя оправдали и могут быть рекомендованы к широкому использованию при врачебном контроле.
В настоящее время разработаны расчеты должных величин для ЖЕЛ, МВЛ, поглощения кислорода, размеров сердца, ряда параметров электрокардиограммы и других показателей. Для расчета должных величин, характеризующих функцию дыхания, существуют специальные справочные таблицы [Агапов Ю. А., 1963; Затюшков А. И., 1965].
Показатели, по которым имеются разработанные расчеты должных величин, следует выражать не в абсолютных цифрах, а в процентах фактически определенной величины к должной. Функциональная значимость таких цифр значительно увеличивается. В самом деле, одинаковая величина ЖЕЛ у двух спортсменов, равная, например, 5000 мл, может составить для одного 85%, а для другого 125% по отношению к должной. Функциональное значение одинаковой величины фактической ЖЕЛ в этих случаях будет совершенно различным, поэтому врачебная ее оценка и тактика тренера по отношению к каждому спортсмену должна быть разной. Сопоставляя фактические данные с должными, можно выявить влияние спортивной специализации, характера деятельности, наличие патологических изменений и т. д.
Огромная положительная роль должных величин в функциональной диагностике очевидна. Однако необходимо ясно представлять себе границы, в которых их применение рационально. К сожалению, все более широкое использование должных величин привело к тому, что
4**
их начали беспредельно «совершенствовать». Это «совершенствование» проявляется прежде всего в стремлении строить должные величины не только на основных антро-побиологических характеристиках индивидуума (что необходимо и составляет принципиальную суть этих величин как метода оценки), но и с учетом многих разных факторов, в частности экологических, социальных и др. Авторы таких расчетов полагают, что этим достигается более высокая точность в функциональной характеристике представителей специальных контингентов (спортсмены, лица определенных профессий и т. п.), которые отличаются от остального населения вследствие влияния на них каких-либо специфических факторов. Такой подход к использованию должных величин представляется принципиально неверным, так как извращает суть этих величин, назначение которых состоит как раз в том, чтобы индивидуализировать представление о норме для данного лица как представителя определенного биологического вида, и не более. Ведь только с помощью должных величин можно выявить значение различных факторов, в частности профессий, которые влияют на изменение исследуемых показателей.
В спортивной медицине также неоднократно высказывалась идея создания специализированных должных величин для спортсменов на том основании, что должные величины, разработанные на незанимающихся спортом, не соответствуют фактическим величинам, свойственным спортсменам, и потому якобы для них негодны. Однако ведь только с помощью общепринятых должных величин можно установить влияние физических упражнений на любые показатели. Использование общепринятых должных величин ЖЕЛ и соотношение их с фактическими позволило [Дембо А. Г.,Шапкайц Ю. М., 1974] выявить влияние различной направленности тренировочного процесса на величину тех и других показателей функции внешнего дыхания у спортсменов различных специализаций. Совершенно очевидно, что применение специализированных должных величин ЖЕЛ такую возможность исключает, и потому создание их принципиально ошибочно и нецелесообразно.
При любой функциональной пробе могут исследоваться самые разные показатели, характеризующие изменения состояния различных органов и систем. Степень этих изменений и определяет характер и уровень реакции на воздействующий фактор. Как и изучаемые показатели,
воздействующие факторы могут быть различными в зависимости от тех задач, которые поставлены перед данным конкретным функциональным исследованием. Однако, как уже говорилось, воздействующий фактор должен быть строго дозированным, ибо только тогда при изучении влияния физической культуры и спорта на организм человека представляется возможным сравнивать реакцию как у разных лиц, так и у одного и того же лица при различном его функциональном состоянии.
Схема проведения функциональной пробы такова: прежде всего определяются в покое исходные данные тех показателей, которые предстоит исследовать, затем изучаются характер и степень изменения этих показателей, происходящих под воздействием той или иной функциональной пробы, и, наконец, анализируется длительность и характер восстановительного периода, в течение которого исследуемые показатели возвращаются к исходным величинам. В последнее время появилась возможность определять изменения ряда показателей непосредственно во время проведения функциональной пробы или во время тренировочной нагрузки методом телеметрии. Этот метод, несомненно, перспективен, хотя еще нет полной ясности, как следует трактовать некоторые изменения исследуемых показателей, определяемые во время физической нагрузки. Во всяком случае, прежде чем рекомендовать этот метод для широкого применения, необходимо провести еще определенную исследовательскую работу.
Для того чтобы определить уровень функционального состояния — функциональную способность органов, системы органов или организма в целом — используются различные функциональные пробы: с физическими нагрузками различного характера, объема и интенсивности, с изменением внешней среды, к которым относятся дыхательные или гипоксемические пробы, фармакологические, алиментарные или пищевые и так называемые прочие пробы, например, ортостатические и др. При любой функциональной пробе могут исследоваться изменения функций различных органов и систем, степень которых определяет характер и уровень реакции на воз-Действующий фактор.
Какими бы ни были пробы, они должны отвечать определенным требованиям, а именно они должны быть однотипными, стандартными и дозируемыми. Только при этих условиях можно сравнивать данные, полученные у
разных лиц или у одного и того же человека в разное время, т. е. в динамике.
Оценка степени реакции на любую нагрузку должна обязательно учитывать интенсивность и длительность нагрузки. Ведь качественной разницы в реакции на нагрузку у лиц с различным уровнем функционального состояния нет, разница есть только количественная. Одинаковое учащение сердечных сокращений (ЧСС), дыхания (ЧД) можно получить как у больного, так и у спортсмена, если первому дать нагрузку в 10—20 шагов, а другому бег на 100 м. Поэтому при оценке реакции надо всегда знать интенсивность и длительность нагрузки, и только тогда эта оценка будет объективной.
Изучение реакции организма на любой дозированный фактор выявляет степень и механизмы приспособления к искусственно изменяемым условиям, объем и степень скрытых изменений функции, а также, что особенно важно, пути и длительность восстановления.
При пробах с физической нагрузкой используются бег, ходьба, приседания, подъем и спуск со ступеньки определенной высоты (степ-тест) и др. В лабораторных условиях, во врачебном кабинете используются бег и ходьба на месте.
При проведении этих проб дозирование нагрузки определяется тремя обстоятельствами: длительностью, темпом и качеством ее выполнения. При беге или ходьбе на месте степень нагрузки дозируется количеством шагов в 1 мин и числом минут, за которые эта проба проводится. Чаще всего при беге речь идет о 2- или 3-минутной длительности с частотой 180 шагов в 1 мин. Обычно такой бег проводится под метроном, причем следует обращать внимание на то, чтобы угол сгибания бедра был равен 70°, угол сгибания голени с бедром 45— 50° при свободных движениях рук, согнутых в локтевых суставах (как при обычном беге). Широко используется также проба с приседаниями, причем необходимо делать достаточно глубокие приседания. При каждом из них руки вытягиваются вперед, а при вставании опускаются. Доза этой пробы определяется числом приседаний в 1 мин и длительностью пробы в минутах. Может быть использована ходьба по лестнице, дозируемаая по числу и высоте ступенек и длительности, а также подскоки и т. п. Широко применяется проба Мастера или степ -тест. Это подъем и спуск на одно- или двухступенчатую лестницу с определенным числом восхож-
дений и спусков в 1 мин (обычно 36) в течение 1, 2, 3 мин и более. В этой пробе, зная массу тела, высоту ступенек и частоту подъемов, можно рассчитать выполненную исследуемым работу в килограммометрах.
Очевидно, что при всех этих пробах степень нагрузки дозируется недостаточно точно. Точную дозировку физической нагрузки можно получить в ваттах, используя метод эргометрии. В настоящее время созданы различные эргометры — ножные и ручные — для вертикального и горизонтального положения исследуемого. Они позволяют дозировать физическую нагрузку в ваттах или килограммометрах за любое заданное исследователем время.
Наиболее широко как в спортивной, так и в клинической медицине используется методика велоэргомет-р и и, которая может проводиться и лежа. Эта методика, несомненно, является наиболее перспективной, так как позволяет легко и точно дозировать нагрузку от очень небольшой до значительной.
Следует упомянуть также о тредбанах, представляющих собой движущийся с заданной скоростью пол (от разной скорости ходьбы до различной скорости бега). Поскольку испытуемый при этом находится на одном месте, существенно облегчается определение самых различных показателей, причем непосредственно во время выполнения физической нагрузки.
Исследование сердечно-сосудистой системы является основным во врачебном контроле. Это объясняется двумя обстоятельствами. Прежде всего сердечно-сосудистая система — основная система, состояние функции которой ограничивает жизнедеятельность человека. Так, например, в то время как опорно-двигательный аппарат еще не исчерпал своих возможностей и мог бы еще работать, именно сердечно-сосудистая система не позволяет это сделать, так как не в состоянии обеспечить в этих условиях нормальное кровоснабжение. Иными словами, сердечно-сосудистая система лимитирует возможности опорно-двигательного аппарата. В настоящее время разработан и апробирован ряд экспресс-методов оценки функции сердечно-сосудистой системы и в меньшей степени дыхательной и нервной систем. На этом следует остановиться подробнее.
Как известно, физическая нагрузка требует существенного повышения функции сердечно-сосудистой системы, от которой (вместе с системами дыхания и крови) зави-
сит обеспечение работающих мышц достаточным количеством кислорода и выведение из тканей углекислоты. Иначе говоря, при физической нагрузке необходимо доставлять на периферию возможно большее количество крови. Сердечно-сосудистая система обладает рядом механизмов, обеспечивающих выполнение этой задачи. Прежде всего это гемодинамические факторы: увеличение ЧСС, систолического выброса за счет расширения полостей сердца, ускорение кровотока в 3 раза (эритроцит проходит большой круг кровообращения за 8 с вместо 24 с в покое), увеличение массы циркулирующей крови, а также изменение АД. Степень изменения гемо-динамических показателей зависит в значительной мере от их исходных величин в состоянии покоя. Из всех гемодинамических показателей наиболее простыми и нашедшими широкое применение являются исследование
ЧСС и АД.
Сердце спортсмена обладает способностью приспосабливаться к длительной физической нагрузке главным образом за счет увеличения систолического объема и меньше за счет увеличения ЧСС. Такое приспособление экономически выгодно, так как требует меньших усилий для достижения большего эффекта. У нетренированных лиц это приспособление происходит больше за счет увеличения ЧСС. Однако при физической нагрузке, требующей максимального напряжения в течение короткого времени (например, при спринте), сердце спортсмена может сокращаться с частотой, доходящей до 200 в минуту.
В норме при функциональной пробе с физической нагрузкой происходят однонаправленные изменения АД
и ЧСС.
АД реагирует на нагрузку повышением максимального давления, что указывает на увеличение силы сердечных сокращений, и некоторым снижением минимального АД, так как уменьшается периферическое сопротивление вследствие расширения артериол, что обеспечивает доступ большего количества крови к работающим мышцам. Соответственно повышается пульсовое давление, что косвенно свидетельствует об увеличении ударного объема сердца, учащается пульс. Все эти изменения возвращаются к исходным данным в течение 3—5 мин, причем чем быстрее это происходит, тем лучше функция сердечнососудистой системы. Такая реакция называется нормо-тонической и является благоприятной. Чем интенсивнее
выполняемая нагрузка, тем выраженнее изменения ЧСС и АД.
Однако разные величины сдвигов ЧСС, АД и длительности восстановления их до исходных цифр зависят не только от интенсивности применяемой функциональной пробы, но и от физической подготовленности обследуемого.
Степень изменений ЧСС на первой минуте после нагрузки определяется в процентах к исходной величине. ЧСС в покое принимается за 100%, разница в ее величинах до и после нагрузки — за X. Составив пропорцию, определяют, на какую величину (%) увеличилась ЧСС.
При нормотонической реакции на функциональную пробу с 20 приседаниями ЧСС увеличивается в пределах 60—80% от исходного показателя, после 2-минутного бега — не более чем на 100%. Увеличение ЧСС выше этих цифр свидетельствует об ухудшении функциональной способности сердца. Максимальное АД не должно возрастать более чем на 15—30%, а минимальное — уменьшаться более чем на 10—35%.
Пульсовое давление при пробе с 20 приседаниями не должно повышаться больше чем на 60—80%, при 15-се-кундном беге — более чем на 80—100%, при 3-минутном беге — более чем на 100—120% по сравнению с исходными показателями. Процент увеличения пульсового давления не должен значительно отставать от процента учащения пульса.
Соответствие реакции пульса изменениям АД определяется путем сравнения процента увеличения ЧСС с изменением всех основных параметров, характеризующих АД.
При нормотонической реакции ^процент увеличения ЧСС соответствует проценту увеличения пул~ьсового давления, ■ которое отражает изменение максимального и минимального АД и косвенно характеризует увеличение ударного объема сердца.
Реакции пульса и АД на физическую нагрузку у спортсменов могут быть различными. Помимо нормотонической, встречается еще 4 типа реакций: гипотоническая, гипертоническая, реакция со ступенчатым подъемом максимального артериального давления и дистони-ческая (рис. 3).
Гипотоническая, или астеническая, реакция заключается в относительно значительном увеличении ЧСС, при этом максимальное АД повышается
незначительно или даже снижается, минимальное АД обычно не изменяется и, следовательно, пульсовое давление если и увеличивается, то незначительно. Такая реакция считается неблагоприятной. Она свидетельствует о том, что повышение функции кровообращения, обусловленное физической нагрузкой, происходит не за счет увеличения ударного объема (поскольку пульсовое давление повышается незначительно или не изменяется), а за счет увеличения ЧСС. Процент увеличения ЧСС при этом типе реакции составляет 120—150%, в то время как пульсовое давление повышается всего на 12—25% или даже снижается. Очевидно, что изменение ЧСС не соответствует изменениям пульсового давления. Такая реакция наблюдается у спортсменов при функциональной неполноценности сердечно-сосудистой системы, при переутомлении, после перенесенных заболеваний и т. д.
Гипертоническая реакция характеризуется значительным увеличением максимального АД (иногда свыше 200 мм рт. ст.), ЧСС и некоторым повышением минимального АД. Таким образом, пульсовое давление несколько повышается, что, однако, не следует расценивать как увеличение ударного объема, поскольку в основе гипертонической реакции лежит повышение периферического сопротивления, а не его снижение, которое имеет место при нормотонической реакции. Именно этим повышением периферического сопротивления и объясняется
увеличение силы систолы, определяющее повышение максимального АД. Время восстановления при этой реакции замедлено.
К гипертонической реакции относится также повышение минимального АД свыше 90 мм рт. ст. без значительного увеличения максимального АД.
Гипертоническая реакция наблюдается у лиц, страдающих гипертонической болезнью или склонных к так называемым прессорным реакциям. Такая реакция нередко отмечается у спортсменов при выраженном физическом перенапряжении или переутомлении.
Реакции со ступенчатым подъемом максимального АД проявляются в выраженном увеличении ЧСС, при этом максимальное АД, измеренное непосредственно после физической нагрузки, ниже, чем на 2—3-й минуте восстановительного периода. Такая реакция характерна для сердца с ослабленной функциональной способностью и обычно наблюдается после скоростных нагрузок. При этой реакции выявляется неспособность организма достаточно быстро обеспечить перераспределение крови, которое требуется для работающих мышц. Ступенчатая реакция отмечается у спортсменов при переутомлении и обычно сопровождается жалобами на боли и тяжесть в ногах после физической нагрузки, быструю утомляемость и т. д. Такая реакция может быть временным явлением, исчезающим при соответствующем изменении режима тренировки. Ступенчатый подъем максимального АД может стойко сохраняться у лиц старших возрастов при заболеваниях сердца и других состояниях, при которых ухудшается приспособительная реакция сердечно-сосудистой системы к скоростной нагрузке.
Дистоническая реакция характеризуется тем, что при значительном увеличении ЧСС и существенном (иногда выше 200 мм рт. ст.) повышении максимального АД минимальное АД, определяемое слуховым методом Короткова, доходит до 0, т. е. определяется феномен бесконечного тона. Этот феномен не отражает истинного уровня минимального АД, которое фактически существенно выше. Тон этот является следствием звучания стенок сосудов, амплитуда и частота колебаний которых изменяется под влиянием различных факторов. Феномен бесконечного тона иногда наблюдается у лиц, перенесших инфекционные заболевания, при утомлении и т. д. В норме этот феномен встречается у подростков и юношей и
реже у лиц среднего возраста. Он может выслушиваться у здоровых спортсменов после очень тяжелой мышечной
работы.
Решение вопроса о том, физиологический ли этот тон или патологический, решается индивидуально в каждом конкретном случае. Если он держится после обычной функциональной пробы не более 1—2 мин, то его можно считать физиологическим. Более длительное сохранение бесконечного тона требует врачебного обследования спортсмена для выявления причин его возникновения.
Важнейшее значение имеет анализ восстановительного периода после функциональных проб. Длительность его зависит прежде всего от интенсивности нагрузки, от активности исследуемого лица при ее выполнении и от функционального состояния сердечнососудистой системы.
После функциональной пробы с 20 приседаниями восстановление ЧСС должно происходить в течение 2 мин, АД — к концу 3-й минуты. После функциональной пробы с 2-минутным бегом на месте время восстановления пульса и максимального АД удлиняется до 5 мин, минимального — до 2—4 мин.
Чем быстрее восстанавливаются до исходных величин ЧСС и уровень АД, тем выше функциональное состояние сердечно-сосудистой системы. Поэтому, помимо оценки изменений ЧСС и АД непосредственно после выполнения физической нагрузки, важно для окончательного определения функционального состояния сердечно-сосудистой системы учитывать длительность восстановительного периода. Реакция на функциональную пробу с физической нагрузкой считается хорошей, если отмечаются нормотоническая реакция и нормальная длительность восстановительного периода.
Удовлетворительная реакция характеризуется тем, что изменение ЧСС и АД хотя и превышают нормативы, но происходят параллельно и длительность периода восстановления при пробе с 20 приседаниями не больше 3 мин, а при пробе с 2-минутным бегом — не более 5 мин. К неудовлетворительным реакциям (помимо гипотонической, гипертонической, ступенчатой и дистонической с феноменом бесконечного тона, который длится больше 2 мин восстановительного периода) может относиться и нормотоническая реакция, если восстановление ЧСС и АД происходит позднее чем через 5—6 мин восстановишь
108
тельного периода. Все спортсмены с неудовлетворительной реакцией на функциональные пробы требуют тщательного клинического обследования.
Пробы с изменением условий внешней среды — дыхательные или гипоксемические пробы — заключаются в том, что исследуемый вдыхает вместо атмосферного воздуха, содержащего, как известно, 21% кислорода, газовые смеси с пониженным содержанием в них кислорода (от 8 до 18% в зависимости от поставленной исследователем задачи). Значение гипоксемической пробы заключается в изучении реакции различных органов и систем на искусственно создаваемое снижение насыщения артериальной крови кислородом (артериальная гипо-ксемия), возникающее при таком дыхании. При этой реакции можно определить способность организма адаптироваться к той или иной степени артериальной гипо-ксемии, выяснить пути компенсации возникающих при этом гипоксемических состояний тканей и т. п. Анализ этих данных позволяет оценить функциональное состояние организма в целом. Следует отметить огромную роль школы С. П. Летунова в разработке оценки и анализе различных реакций пульса и АД на физическую нагрузку.
Вдыхание различных посоставу газовых смесей проводится из большого резинового мешка Дугласа через вентиль и мундштук с зажатым специальным зажимом носом. Выдыхает обследуемый в атмосферу. Мешок Дугласа заполняется заготовленной предварительно газовой смесью (воздух с кислородом или азотом в определенной пропорции). Наиболее эффективной является смесь, содержащая 10% кислорода. Длительность пробы определяется задачей исследования.
Искусственное снижение оксигенации артериальной крови может быть достигнуто так называемой методикой возвратного дыхания, которая заключается в том, что обследуемый дышит в замкнутом пространстве, в которое включен поглотитель углекислоты. С каждым вдохом процент кислорода в этом замкнутом пространстве уменьшается, поскольку обследуемый все время поглощает кислород, необходимый ему для обеспечения жизнедеятельности. Таким образом создается снижение кислорода во вдыхаемом воздухе и наступает артериальная гипоксемия.
Следует отметить, что, хотя эти пробы и используются достаточно широко, еще нет унифицированной методики их проведения, Основной критерий — снижение
оксигенации артериальной крови — определяется не прямым путем, т. е. по содержанию кислорода в крови, взятой из артерии, а косвенно — по длительности применения того или иного метода. Вместе с тем степень снижения оксигенации артериальной крови зависит не только от длительности применения того или иного метода, но и от степени включения компенсаторных механизмов, от интенсивности окислительных процессов и. т. д., т. е. от факторов сугубо индивидуальных и разных у различных людей [Дембо А. Г., 1957]. Кроме того, характер реакции на каждый из этих методов различен и поэтому сравнивать данные, полученные этими двумя методами, нельзя'.
Важно также иметь в виду, что при методике возвратного дыхания содержание кислорода во вдыхаемом воздухе может доходить до 5%, что приводит к резко выраженной артериальной гипоксемии. Вместе с тем снижение насыщения артериальной крови кислородом до 60% и ниже может вызывать необратимые изменения в клетках центральной нервной системы. Наиболее рационально проводить такого рода исследования в барокамере, позволяющей точно определять процент кислорода во вдыхаемом воздухе и исследовать все функции организма. Однако эта методика недоступна для широкого использования. Учитывая возможные опасности чрезмерного снижения насыщения кислородом артериальной крови и возникающей при этом гипоксии, проведение этих проб должно сопровождаться обязательным определением насыщения артериальной крови кислородом. В настоящее время показано, что нет необходимости в исследовании артериальной крови, так как капиллярная кровь, взятая из нагретого кончика пальца руки, по составу полностью идентична артериальной крови [Дембо А. Г., 1951]. Кроме того, существует метод оксигемо-метрии, позволяющий определять изменения насыщения артериальной крови кислородом бескровно [Крепе Е. М., 1959].
К дыхательным пробам относятся пробы с задержкой дыхания на вдохе и выдохе. Эти пробы заключаются в том, что исследуемому предлагают после вдоха или выдоха прекратить дыхание и зажать нос. Определяется максимальная длительность такой задержки, по которой судят о чувствительности организма к артериальной гипоксемии и гиперкапнии. Эта проба довольно широко распространена, однако име-
ет существенные недостатки. Прежде всего она сопровождается большим физическим напряжением, очень значительным повышением углекислоты крови и существенным повышением АД. Кроме того, она небезопасна для исследуемого из-за возможного значительного падения содержания кислорода в артериальной крови. С другой стороны, падение содержания кислорода может быть и небольшим. Наконец, она субъективна, поскольку длительность задержки дыхания зависит от воли исследуемого, который может ее прекратить в любой момент, заявив, что больше продолжать ее не может. Проверить это невозможно.
С появлением метода оксигемометрии, позволяющего бескровно, длительно и непрерывно наблюдать за изменением насыщения артериальной крови кислородом, основные недостатки пробы могут быть преодолены. Для этого следует проводить ее на максимальном выдохе в сочетании с оксигемометрическим наблюдением за изменениями насыщения артериальной крови кислородом. Максимальный выдох необходим потому, что после него в легких остается только остаточный объем, величина которого достаточно постоянна у каждого человека. Определяя одновременно с задержкой дыхания на выдохе степень падения насыщения артериальной крови кислородом, можно проводить эту пробу либо до падения насыщения на определенный (не максимальный) процент (6—10%) с учетом потребного на это времени, либо на определенное (не максимальное) время (30— 60 с) с учетом процента падения насыщения. При такой методике объективно и полноценно можно определять устойчивость организма к артериальной гипоксемии любой степени. При увеличении у спортсмена устойчивости к гипоксии при исследовании уменьшается степень снижения насыщения артериальной крови кислородом при определенной заданной длительности задержки дыхания или увеличивается время задержки дыхания, необходимое для снижения насыщения артериальной крови кислородом на определенный процент.
Существуют специальные пробы, определяющие сое тояние бронхиальной проходимости Для этого исследуется так называемая форсированная жизненная емкость легких (ФЖЕЛ) и проба Тиффно — Вотчала. Форсированная ЖЕЛ определяется, как обычная ЖЕЛ, но при максимально быстро совершаемом выдохе. В норме она должна быть на 200—300 мл меньше
ЖЕЛ, исследованной в обычных условиях. Увеличение этой разницы свидетельствует об ухудшении бронхиальной проходимости. Проба Тиффно — Вотчала представляет собой по существу ту же ФЖЕЛ, при которой измеряется объем воздуха, выдыхаемого при предельно быстром и полном выдохе за 1, 2 и 3 с. В норме за первую секунду выдыхается 80—85% обычной ЖЕЛ. Снижение этого процента свидетельствует об ухудшении бронхиальной проходимости.
Что касается температурных проб, то обычно используется холодовая проба, которая проводится следующим образом. Одна рука обследуемого до середины предплечья погружается в воду с температурой от +4 до +1°С. На другой руке измеряется АД до начала пробы и после нее до возвращения давления к исходным цифрам. Эта проба используется главным образом для оценки состояния сердечно-сосудистой системы, в частности для оценки уровня АД (см. табл. 8).
Сущность фармакологических проб заключается во введении обследуемому внутрь, под кожу, внутримышечно или внутривенно различных безвредных для организма фармакологических веществ, вызывающих определенную закономерную реакцию, степень и характер которой изменяется в зависимости от функционально^ состояния организма. Такие пробы используются главным образом при исследовании функционального состояния сердечно-сосудистой системы, в частности для оценки особенностей и генеза различного рода изменений ЭКГ. В качестве фармакологических препаратов обычно используют различные сосудорасширяющие средства, препараты, влияющие на тонус симпатической нервной системы, атропин, глюкозу и некоторые другие медикаменты.
Пищевые или алиментарные пробы заключаются во введении в организм в определенных количествах различных пищевых веществ и изучении реакции на их введение. Речь идет об изменении биохимического состава крови, времени выделения этих веществ с мочой и калом и др. К этой же группе относится так называемая водяная проба (проба на выведение). После того как исследуемый выпивает определенное количество жидкости, определяют темп и сроки ее выведения.
Остальные пробы объединяются в группу «прочие». Среди них много различного рода проб, имеющих ограниченное значение.
Функциональные пробы для исследования состояния нервной системы, нервно-мышечного аппарата и других органов и систем при врачебном контроле описаны в главе V.
Все упомянутые функциональные пробы с физической нагрузкой называются неадекватными и неспецифическими в отличие от адекватных или специфических проб, которые имитируют определенную конкретную спортивную деятельность. При неадекватных или неспецифических пробах используются движения, в одинаковой степени свойственные или несвойственные различным видам спорта (ходьба, бег, подъем на лестницу и др.). К адекватным пробам относятся нагрузки, имитирующие спортивную деятельность, например, бой с тенью для боксеров, работа в гребном аппарате для гребцов, подъем тяжести для штангистов и т. п.
Кроме того, пробы разделяются еще на одномоментные, когда используется воздействие одного какого-либо фактора, двухмоментные при применении двух разных или одинаковых факторов через определенный промежуток времени и комбинированные, которые включают в себя трехкратное и более воздействие одного или нескольких различных факторов.
Наиболее типичным примером комбинированной пробы с физической нагрузкой является широко известная проба Летунов а. В эту пробу входят 20 приседаний, затем 15-секундный бег в максимальном темпе и 3-минутный бег со скоростью 180 шагов в 1 мин. 20 приседаний являются как бы разминкой, 15-секундный бег оценивает качество быстроты, 3-минутный бег — качество выносливости.
Выбор функциональной пробы определяется задачами исследования и, конечно, зависит от возможностей исследователя. Этим же определяется, состояние каких именно функций и какой системы необходимо исследовать.
После каждой из проб можно изучать изменение функции любого органа или системы, поскольку любая нагрузка оказывает влияние на все органы и системы организма. Конечно, существуют специальные пробы, на основании которых определяются состояние функции одного определенного органа или системы или конкретно нескольких — так называемые сочетанные пробы. Однако и такие пробы, хотя и в меньшей степени, оказывают влияние на весь организм в целом.
При исследовании сердечно-сосудистой системы определяются, помимо уже упомянутых выше изменений ЧСС, АД в большом круге, еще АД в малом круге кровообращения, различные гемодинамические показатели (ударный и минутный объем крови), широко используются электрокардиологические методики (электро-, фо-но-, эхо- и другие кардиографии).
При исследовании дыхательной системы определяются изменения частоты и глубины дыхания (ЧД и ГД), ЖЕЛ и ее производных, МВЛ, поглощения кислорода и выделения углекислоты, диффузионной способности легких, основных параметров механики дыхания; при исследовании нервной системы — изменения состояния рефлексов, вегетативной нервной системы, хронаксии, мышечного тонуса и т. д. При исследовании системы мочеотделения — количество и состав мочи. При исследовании системы крови — биохимические показатели крови, количество лейкоцитов, эритроцитов и гемоглобина, формула крови и т. п.
Хотя все эти показатели можно изучать после каждой функциональной пробы, в настоящее время, как было указано, исследуются главным образом показатели состояния функции сердечно-сосудистой и в меньшей степени дыхательной и нервной систем.
Не следует думать, что спортивные врачи недооценивают или игнорируют необходимость исследования функции других органов и систем. В настоящее время медицинская наука располагает достаточно точными методами определения функции всех систем и органов человека. Однако для оценки их функции используются подчас сложные, а главное, не позволяющие получить сразу необходимые данные методики, требующие трудоемких и занимающих достаточно много времени лабораторных анализов, специального оборудования и т. д.
Одной из важных задач функциональной диагностики в спорте является, помимо углубления и уточнения существующих методов исследования сердечно-сосудистой, дыхательной и нервной систем, разработка экспресс-методов диагностики состояния других органов и систем организма. Это тем более важно, что в настоящее время описано возникающее при чрезмерной нагрузке перенапряжение не только сердца, но и почек, системы крови и т. д.
Несколько обособленно стоят функциональные пробы, определяющие физическую работоспособность.
Физической работоспособностью называют «потенциальную способность человека проявить максимум физического усилия в статической, динамической или смешанной работе» [Аулик И. В., 1979]. При определении физической работоспособности определяют интегральную величину, зависящую от функционального состояния по сути дела всех систем организма, т. е. организма в целом. Тот или иной уровень физической работоспособности является следствием сочетания функций различных систем организма. Поэтому установить долю участия той или иной системы в обеспечении того или иного уровня физической работоспособности невозможно, поскольку недостаточность функции одной какой-либо системы компенсируется усилением функции другой. Речь идет не о состоянии тренированности, не о спортивной специальной работоспособности, а об общей работоспособности, существующей в той или иной степени у каждого человека. Физическая работоспособность и тренированность — это не синонимы. Поэтому не следует считать, что только при высокой физической работоспособности можно показывать высокие спортивные результаты, как это нередко делается. Иначе говоря, если высокий уровень тренированности всегда сопровождается высоким уровнем работоспособности, то высокий уровень работоспособности далеко не всегда соответствует высокому уровню тренированности.
Поскольку, как уже было указано, физическая работоспособность является показателем функции нескольких систем организма и, в частности, сердечно-сосудистой, дыхательной, системы крови, нервной системы и т. п., улучшение и ухудшение показателей работоспособности не дает возможности решить, за счет изменения функции какой системы произошли эти изменения и каков удельный вес отдельных определяющих ее показателей. Благодаря огромным компенсаторным возможностям организма, при высокой интегральной обобщающей величине не следует считать, что всегда все составляющие ее системы обладают одинаково высоким уровнем функционального состояния. Недостаточность одной из них компенсируется усилением функции другой системы. Больше того, повышение физической работоспособности по тесту PWC170 нередко сопровождается отрицательными изменениями электрокардиограммы, возникающими вследствие физического перенапряжения и исчезающими при снижении показателя PWCno-
Физическая работоспособность определяется теми же вариантами функциональных проб с физическими нагрузками, о которых говорилось выше. Это велоэргометрия (сидя и лежа), восхождения на ступеньки или степ-эрго-метрия и тредбан. Кроме того, могут применяться приборы, имитирующие спортивные нагрузки, применяющиеся при так называемых адекватных пробах (см. выше). К пробам, определяющим физическую работоспособность, относятся Гарвардский степ-тест, PWC170 и максимальное поглощение кислорода (МПК).
Сущность Гарвардского степ-теста (название связано с местом, где он был разработан,— лаборатория утомления при Гарвардском университете) заключается в восхождении и спуске со ступеньки определенной высоты, различной для каждого возраста, в определенном темпе в течение определенного времени. Обычно для мужчин высота ступеньки составляет 50 см, время 5 мин, темп 30 восхождений и спусков в 1 мин; для женщин соответственно 45 см, 4 мин при том же темпе. Высота ступеньки и время выполнения пробы изменяются в зависимости от возраста. Так, для детей младше 8 лет высота ступеньки должна быть 35 см, время — 2 мин, для 8—12-летних — соответственно 35 см и 3 мин, старше 12 лет: для мальчиков высота ступеньки 50 см, для девочек 40 см, время для тех и других 4 мин.
После выполнения пробы в восстановительный период определяется трижды ЧСС за 30 с — первый раз в промежуток от 60-й до 90-й секунды, затем — от 120-й до 150-й секунды и далее — от 180-й до 210-й секунды. Результаты этой пробы выражаются количественно по так называемому индексу Гарвардского степ-теста
(ИГСТ). Он равен, где f1- Частота сердечныхсокращений за 60—90-секундный промежуток восстановительного периода, f2 — за 120—150-секундный промежуток и 1з — за 180—210-секундный промежуток, t •— фактическое время выполнения теста в секундах.
Если ИГСТ ниже 50, то физическая работоспособность считается очень плохой, при цифрах 51—60 — плохой, 61—70 — достаточной, 71—80 — хорошей, 81—90— очень хорошей, больше 91 — отличной.
Следует иметь в виду, что если испытуемый прекращает восхождение на ступеньку раньше чем 5 мин, фик-
сируется только истинное время ее выполнения и расчет ИГСТ ведется по истинному времени его выполнения (t). Как видно из формулы расчета ИГСТ, его величина характеризует скорость восстановительных процессов после физической нагрузки. Чем выше индекс, тем быстрее идет восстановление пульса.
Определение физической работоспособности по т е с т у Р W Ci7o сложнее, так как требует специальной аппаратуры, в частности велоэргометра, позволяющего точно дозировать нагрузку. Измерение ЧСС при этом исследовании производится непосредственно во время выполнения физической нагрузки. Свое название тест PWCno получил от первых букв английского термина — физическая работоспособность — Physical Working Capacity. Этот тест рекомендован Всемирной организацией здравоохранения для определения физической работоспособности не только для здоровых, но и для больных.
Принцип теста PWCwo основан на том, что, по мнению его авторов [Съестранд и Валунд, 1947—1948], существует линейная зависимость между ЧСС и мощностью выполняемой работы. Это позволяет предсказать на основании выполняемой обследуемым по заданию работы небольшой мощности, какой будет у него ЧСС при любой нагрузке большей интенсивности. Эта зависимость после ЧСС, равной 170, нарушается. Поскольку физиологи считают, что ЧСС, равная 170 ударам в 1 мин, характеризует оптимальный по производительности режим работы сердечно-сосудистой системы, физическая работоспособность определяется величиной мощности мышечной работы, при которой ЧСС достигает 170 ударов в 1 мин.
Методика определения теста PWCi7o (видоизмененная в ГДОИФК) заключается в том, что исследуемый выполняет на велоэргометре последовательно с перерывом в 3 мин две нагрузки умеренной интенсивности по 5 мин каждая. В конце каждой из них в течение 30 сек подсчи-тывается ЧСС. При второй нагрузке ЧСС не должна превышать 150 ударов в минуту. ЧСС регистрируется на электрокардиографе с удлиненным проводом или телеметрически. Спортсменам рекомендуется нагрузка 300 и от 600 до 900 кгм/мин для женщин и 500 и от 900 до 1200 кгм/мин для мужчин; лицам, не занимающимся спортом, вдвое меньшая нагрузка.
Расчет PWCno производится по формуле, предложенной В. Л. Карпманом и сотрудниками:
ллллллллл
где Wi и Wi — мощность первой и второй нагрузок (в кгм/мин), fi и f2 -— ЧСС во время первой и второй нагрузок.
Средняя величина PWCno для спортсменов-мужчин составляет 1520 кгм/мин, для женщин — 780 кгм/мин. Существуют стандарты PWCno для различных спортивных специализаций. По этим стандартам производится оценка полученных при этой пробе данных.
При проведении пробы PWC ЧСС не обязательно должна быть равна 170. С помощью этой пробы мощность мышечной работы может быть определена при любой ЧСС — 130, 150 и т. д. В этих случаях в формулу расчета PWC вместо цифры 170 следует поставить другую ЧСС (130, 150) и тогда эта проба будет называться PWCi3o, PWC150 и т. п. [см. Карпман В. Л. и соавт. Исследование физической работоспособности, ФИС, 1974; Аулик И. В. Определение физической работоспособности в клинике и спорте, Медицина, 1979].
Широко используется в настоящее время и исследование МП К, которое является показателем общего максимального объема аэробных процессов, которые, могут совершаться в организме в единицу времени. МПК позволяет составить объективное суждение о функциональном состоянии кардиореспираторных систем и физической работоспособности. Эта величина зависит от различных факторов, но прежде всего от функционального состояния системы внешнего дыхания, диффузионной способности легких и легочного кровообращения. Кроме этих факторов, огромное значение имеют гемодинамиче-ские показатели, состояние кислородной емкости крови, активность ферментативных систем, количество работающих мышц (оно должно составлять не менее двух третей всей мышечной массы тела), а также вся система регуляции. Существенное значение имеет и субъективное отношение исследуемого к этому исследованию.
Прямой способ исследования МПК сводится к выполнению обследуемым работы с нарастающей мощностью при одновременном определении величины поглощения кислорода. В какой-то момент исследования, несмотря на нарастание мощности работы, цифра поглощения кислорода перестает увеличиваться. Эта цифра и представляет собой МПК. Она может достигать 5,5— 6,5 л кислорода в 1 мин при легочной вентиляции, рав-
Рис. 4. Номограмма Аст-ранда для ориентировочного определения МПК по частоте сокращений сердца при однократной стандартной нагрузке на велоэргометре или при
выполнении степ-теста. Порядок расчета: провести горизонталь, пересекающую шкалу «а» (при использовании велоэргомет-ра) в точке, соответствующей нагрузке, или шкалу «б» (при проведении степ-теста) в точке, соответствующей массе исследуемого лица. В степ-тесте подъемы совершаются на 4 счета (левой ногой на скамейку, правой на скамейку, левой на пол, правой на пол) в темпе 90 шагов в 1 мин. На шкале 1 отсчитывается потребление кислорода (ПК), соответствующее такой работе. Затем проводится прямая линия через точку шкалы 2, соответствующую частоте сокращений сердца, измеренной после достижения ее постоянного уровня во время работы. Прямая пересечет шкалу 3 в точке, соответствующей вероятному уровню МПК.
ной 180—220 л. Обычно такое исследование проводится в условиях, позволяющих дозировать мощность работы (при велоэргометрии). Можно, однако, использовать и другие виды нагрузки (степ-тест и др.).
Поскольку такого рода максимальные нагрузки небезразличны для организма обеледуемого, особенно при повторных исследованиях (см. дальше), МПК определяет путем выполнения умеренной работы с соответствующим перерасчетом. При этом исходят из того, что между ЧСС и величиной потребления кислорода во время работы существует довольно строгая линейная зависимость и что МПК достигается при ЧСС, равной 170— 200 ударам в 1 мин. Таким образом, определив величину поглощения кислорода во время работы при ЧСС, равной 140—160 ударов в 1 мин, можно по специальной номограмме рассчитать, какое МПК должно быть у данного лица. Такая номограмма разработана Астрандом (рис. 4).
Можно также определить МПК по PWCi7o. Для занимающихся скоростно-силовыми видами спорта используется формула: МПК= 1JX PWCno+ 1240; для спортсменов, тренировка которых направлена на развитие выносливости, МПК= 2,2XPWCi70+ 1070.
Дата добавления: 2015-09-27 | Просмотры: 1242 | Нарушение авторских прав
|