Для решения вопроса о пригодности к конкретным видам профессиональной или спортивной деятельности применяют метод дозированных нагрузок на определенные функциональные системы — метод функциональных проб. В клинической практике этот метод нашел применение в диагностике и оценке успешности лечения.
Многие функциональные пробы сопровождаются регистрацией ЭКГ, по которой проводят основные расчеты. Особенно важной является полученная этим методом информация о физической работоспособности человека.
Физической работоспособностью принято называть такое количество механической работы, которое может выполнить человек с максимальной интенсивностью. Определить физическую работоспособность можно прямым путем, т. е. предлагая исследуемому выполнить физическую работу до изнеможения, регистрируя при этом потребление кислорода, АД, частоту пульса и т. д. Но это слишком длительная процедура, кроме того, она может оказаться небезопасной для испытуемого, поэтому рациональнее использовать непрямые методы определения физической работоспособности.
Известно, что одним из главных факторов, обеспечивающих физическую работоспособность, является транспорт кислорода из легких к тканям, который лимитируется аппаратом кровоснабжения, и потребление его в 1 мин. Таким образом, физическую работоспособность может характеризовать показатель максимального потребления кислорода (МПК).
Непрямые методы определения МПК не требуют предельной физической нагрузки и основаны на том, что по частоте пульса при нетяжелой стандартной работе теоретически рассчитывают МПК по номограмме или формулам.
Известно, что величина субмаксимальной физической работоспособности (PWC170) высоко коррелирует с основными гемодинамическими показателями и, следовательно, с МПК. Это позволяет определить МПК по величине PWS170 с помощью формул, предложенных В. Л. Карпманом с сотр.
Для спортсменов, специализирующихся в скоростно-силовых видах спорта, применяют формулу: МПК= 1,7*PWC17o+1240; для спортсменов, тренирующихся на выносливость: МПК=2,2*PWC17o+1070. Абсолютная величина МПК у лиц, не занимающихся спортом, не превышает 2—3,5 л/мин. У спортсменов она достигает 4,5—6,0 л/мин. Относительная величина МПК при пересчете на 1 кг массы тела у не занимающихся спортом составляет 40 мл, у спортсменов — 80—90 мл.
Определение работоспособности по тесту PWC170.
Обнаружена линейная зависимость между частотой сердечных сокращений и мощностью выполненной мышечной работы. Существует графический метод определения мощности работы при пульсе 170 ударов в 1 мин, (при пульсе выше 170 ударов в 1 мин ударный объем крови снижается).
При выполнении двух нагрузок небольшой мощности (вторая больше первой) этот метод дает возможность определить PWC170, т. е. субмаксимальную физическую работоспособность при пульсе 170 ударов в 1 мин. Чем больше PWC170 , тем выше физическая работоспособность.
Мощность двух последовательно выполненных нагрузок откладывают на оси абсцисс; соответствующие им частоты сердечных сокращений — на оси ординат. На пересечении этих величин находят две точки, через которые проводится линия до пересечения с частотой пульса 170 ударов в 1 мин. Из найденной третьей точки опускают перпендикуляр на ось абсцисс, что и определяет мощность работы при пульсе 170 ударов в 1 мин, т. е. PWC170.
Существует и математический метод определения PWC170 по формуле:
Определение PWC170 осуществляют в следующей последовательности.
На велоэргометре обследуемый выполняет две нагрузки в течение 5 мин с 3—5-минутным отдыхом между ними. Величину первой нагрузки (N 1) подбирают в зависимости от степени тренированности испытуемого.
Мощность второй нагрузки (N2») подбирают с учетом частоты сердечных сокращений, вызванных первой нагрузкой (табл. 2).
В последние 30 с пятой минуты каждой нагрузки подсчитывают пульс, затем по формуле рассчитывают работоспособность при пульсе 170 ударов в мин., т. е.
PWC170.
Оценивают PWC170 по абсолютным величинам и по количеству кгм/мин на 1 кг массы тела с учетом нагрузки.
У нетренированных мужчин средняя величина PWC170 равна 1027 кгм/мин и 15,5 кгм/мин/кг. У нетренированных женщин — 640 кгм/мин и 10,5 кгм/мин/кг.
Физическая работоспособность у спортсменок составляет в среднем 780 кгм/мин и также зависит от направленности тренировочного процесса.
Так, у спортсменок, тренирующихся на выносливость (лыжи, гребля, коньки), она равна в среднем 1144 кгм/мин, у гимнасток — 835 кгм/мин.
Определение работоспособности с помощью индекса гарвардского степ-теста (ИГСТ). Данный тест предполагает восхождение испытуемого на ступеньку определенной высоты в заданном темпе с последующим подсчетом пульса и расчетом специального индекса. Высоту ступеньки и время восхождения подбирают в зависимости от возраста и пола (табл. 3).
Ритм восхождения у всех обследуемых одинаков — 30 в 1 мин. Метроном устанавливают на 120 ударов в 1 мин. Каждое восхождение состоит из 4 шагов.
Таблица 3. Высота ступеньки и время восхождения при выполнении ИГСТ в зависимости от пола и возраста
Пол
и возраст
Высота ступеньки, см
Длительность восхождений, мин
Мужчины
Женщины
Мальчики
— юноши
(12—18 лет)
Девочки —
девушки
(12—18 лет)
На счет «раз» обследуемый ставит на ступеньку ногу; «два» — встает на нее обеими ногами, выпрямляет их и принимает строго вертикальное положение; «три» — опускает на пол ногу, с которой начал восхождение; «четыре» — становится на пол обеими ногами.
Восхождение и спуск всегда начинают с одной и той же ноги. При выполнении этого упражнения разрешается несколько раз менять ногу.
Если обследуемый из-за усталости отстает от ритма в течение 20 с, исследование прекращают и фиксируют его длительность. Полученное время используют в сокращенной формуле расчета.
После выполнения ИГСТ подсчитывают пульс за 30 с, на 2, 3 и 4-й минутах восстановительного периода. Дополнительно после выполнения ИГСТ измеряют пульс и АД в течение 5 мин восстановительного периода по обычной методике (пульс — 10 с и АД — 50 с) в течение каждой минуты. Проведенные измерения дают дополнительные критерии оценки работоспособности по ИГСТ. Пульс за 30 с, на 2, 3 и 4-й минутах оценивают по формуле:
на 4-й минуте восстановительного периода, t — время выполнения теста в секундах.
Например, пульс за 30 с на 2-й минуте равен 53 ударам; пульс за 30 с на 3-й минуте равен 44 ударам; пульс за 30 с на 4-й минуте равен 43 ударам; время выполнения теста — 5 мин;
Помимо расчета ИГСТ необходимо определить, какой ценой достигнута та или иная физическая работоспособность. Так, у одних людей высокое значение ИГСТ сопровождается нормотоническим типом реакции с восстановлением пульса и АД на 5-й минуте, в других случаях такая же высокая физическая работоспособность достигается более значительным напряжением сердечно-сосудистой системы и сопровождается гипертонической, дистонической или гипотонической реакцией. Таким образом, дополнительным критерием оценки ИГСТ является обычная оценка реакции пульса и АД, позволяющая следить за изменением как функционального состояния сердечно-сосудистой системы, так и физической работоспособности (табл. 4).
Таблица 4. Средние величины ИГСТ в зависимости от видов спорта (по И. В. Аулику)
Спортивная квалификация
ИГСТ
Бегуны-кроесисты
1 11
Велогонщики
Лыжники
Марафонцы
Боксеры
Пловцы
Волейболисты
Спринтеры (барьерный бег)
Штангисты
Не занимающиеся спортом
Заключение о физической работоспособности по ИГСТ следует делать только при сопоставлении этого индекса с характером реакции пульса и АД.
Физическая работоспособность считается хорошей в тех случаях, когда высокие цифры ИГСТ сопровождаются нормотонической реакцией.
Удовлетворительной физическая работоспособность считается тогда, когда высокие цифры ИГСТ сопровождаются гипотонической реакцией, свидетельствующей о большом напряжении и утомлении сердечно-сосудистой системы.
Физическая работоспособность признается неудовлетворительной при гипертонической, дистонической (с феноменом бесконечного тона на 2, 3, и 4-й минутах) или ступенчатой реакции независимо от оценки ИГСТ.