Максимальная физическая работоспособность. Субмаксимальная нагрузка на физическую нагрузку

Добавил пользователь Евгений Кузнецов
Обновлено: 14.12.2024

Работоспособность способность человека со­вершать конкретную деятельность в рамках заданных параметров времени и эффективности труда.

Адаптируя приведенное выше определение работоспособности к прак­тике спорта, следует указать, что прямые показатели у спорт­сменов позволяют оценивать их спортивную деятельность как с количественной (метры, секунды, килограммы, очки и т. д.), так и с качественной (надежность и точность выполнения конкретных физических упражнений) стороны.

К косвенным критериям работоспособности относят раз­личные клинико-физиологические, биохимические и психофизиологиче­ские показатели, характеризующие изменения функций организма в про­цессе работы. Другими словами, косвенные критерии работоспособности представляют собой реакции организма на определенную нагрузку и ука­зывают на то, какой физиологической ценой для человека обходится эта работа, т. е. чем, например, организм спортсмена расплачивается за дос­тигнутые секунды, метры, килограммы и т. д.

Определение уровня физической работоспособности у человека осуще­ствляется путем применения тестов с максимальными и субмаксимальны­ми мощностями физических нагрузок. В тестах с максимальными мощностями физических нагрузок ис­пытуемый выполняет работу с прогрессивным увеличением ее мощности до истощения (до отказа). Тесты с субмаксимальной мощностью нагрузок осуществляются с регистрацией физиологических показателей во время работы или после ее окончания. Тесты данной группы технически проще, но их показатели за­висят не только от проделанной работы, но и от особенностей восстанови­тельных процессов. К их числу относятся хорошо известные пробы С. П. Летунова, Гарвардский степ-тест.

В практике физиологии труда, спорта и спортивной медицины наиболее широкое распространение получило тестирование физической работоспо­собности по ЧСС. Это объясняется в первую очередь тем, что ЧСС являет­ся легко регистрируемым физиологическим параметром. Не менее важно и то, что ЧСС линейно связана с мощностью внешней механической работы, с одной стороны, и количеством потребляемого при нагрузке кислорода - с другой.

При оценке работоспособности и функционального состояния человека необходимо также учитывать его субъективное состояние (усталость), яв­ляющееся довольно информативным показателем. Ощущая усталость че­ловек снижает темп работы или вовсе прекращает ее. Этим самым предот­вращается функциональное истощение различных органов и систем и обеспечивается возможность быстрого восстановления работоспособности человека.

Современные выс­шие спортивные достижения невозможны без максимального напряжения физических и духовных сил человека. Следовательно, знание законо­мерностей физической работоспособности необходимо как тренеру, физиологу и спортивному врачу, так и самому спортсмену.

Лимитирующими факторами физиче­ской работоспособности спортсмена являются индивидуальные пределы использования им своих структурно-функциональных резервов различных органов и систем. Основными резервами являются функциональные возможности ЦНС, нервно-мышечного аппарата, кардиореспираторной системы, метаболиче­ские и биоэнергетические процессы. Очевидно, что при различных мощно­стях работы и в разных видах спорта степень участия этих систем будет неодинаковой.

При работе максимальной мощности ввиду ее кратковременности главным энергетическим резервом являются анаэробные процессы (запас АТФ и КрФ, анаэробный гликолиз, скорость ресинтеза АТФ), а функцио­нальным резервом - способность нервных центров поддерживать высокий темп активности, сохраняя необходимые межцентральные взаимосвязи. При этой работе мобилизуются и расширяются резервы силы и быстроты.

При работе субмаксимальной мощности биологические активные ве­щества нарушенного метаболизма в большом количестве поступают в кровь. Действуя на хеморецепторы сосудов и тканей, они рефлекторно вы­зывают максимальное повышение функций сердечно-сосудистой и дыха­тельной систем. Еще большему повышению системного артериального то­нуса способствуют вазодилятаторы гипоксического происхождения, спо­собствующие одновременно увеличению капиллярного кровотока.

Функциональными резервами при работе субмаксимальной мощности являются буферные системы организма и резервная щелочность крови -важнейшие факторы, тормозящие нарушение гомеостаза в условиях гипок­сии и интенсивного гликолиза; дальнейшее усиление работы кардиореспи­раторной системы. Значимым остается гликолитический вклад в биоэнергетику работающих мышц и выносливость нервных центров к интенсивной работе в условиях недостатка кислорода.

При работе большой мощности физиологические резервы в общем те же, что и при субмаксимальной работе, но первостепенное значение имеют следующие факторы: поддержание высокого (околопредельного) уровня работы кардиореспираторной системы; оптимальное перераспределение крови; резервы воды и механизмов физической терморегуляции.

При работе умеренной мощности резервами служат пределы выносли­вости ЦНС, запасы гликогена и глюкозы, а также жиры и процессы глю-конеогенеза, интенсивно усиливающиеся при стрессе. К важным условиям длительного обеспечения такой работы относят и резервы воды и солей, и эффективность процессов физической терморегуляции.

В таблице 5 показано, что сердечно-сосудистая система обладает мощ­ным резервом перераспределения кровотока, и по его суммарной мощно­сти на первом месте стоит скелетная мускулатура.

Среди всех органов и тканей мышцы занимают главенствующее поло­жение по своему влиянию на центральную гемодинамику. Это объясняется большой массой скелетных мышц (около 40% массы тела) и их способно­стью к быстрому изменению уровня функциональной активности в широ­ких пределах: в состоянии покоя кровоток в поперечно-полосатых мышцах составляет 15-20% от минутного объема крови (МОК), а при тяжелой рабо­те он может достигать 80-85% от МОК.

Также есть два биохимических аспекта, без которых не­возможно рассматривать физиологические резервы работоспособности че­ловека. Во-первых, это биоэнергетическое обеспечение мышечного сокра­щения, которое выступает в роли резервного фактора при нагрузке различ­ной мощности и направленности физической работы. Второй аспект - это регулирующая роль метаболитов, образующихся при мышечной деятель­ности, которые являются пусковым звеном (через хеморецепторы) центра­лизации кровообращения, препятствующей нарушению тонуса сосудов. Сдвиги биохимических констант при напряженной мышечной работе (метаболический ацидоз, гипоксия и гипоксемия, гиперкапния) являются также важнейшими факторами рефлекторной и гуморальной регуляции различных звеньев кадиореспираторнои системы, включая дыхательный и сосудо-двигательный центры.

Все перечисленные выше функциональные резервы физической работо­способности должны рассматриваться не изолированно, а во временной, динамической взаимосвязи. Поэтому построение и тренировочного процесса и восстановительных мероприятий и реабилитации должно быть то­же динамическим и комплексным, учитывающим разнообразие адаптив­ных перестроек в организме спортсмена при физических нагрузках и зако­номерную последовательность их включения и функционирования на всех этапах его жизнедеятельности.

Тесты с максимальной и субмаксимальной мощностью физической нагрузки.

Определение уровня физической работоспособности у человека осуществляется путем применения тестов с максимальными и суб­максимальными мощностями физических нагрузок.

В тестах с максимальными мощностями физических нагрузок испытуемый выполняет работу с прогрессивным увеличением ее мощности до истощения (до отказа). Применение этих тестов имеет определенные недостатки: во-первых, пробы небезопасны для испытуемых и потому должны выполняться при обязательном присутствии врача, и, во-вторых, момент произвольного отказа - критерий очень субъективный и зависит от мотивации испытания и других факторов.

Тесты с субмаксимальной мощностью нагрузок осуществляются с регистрацией физиологических показателей во время работы или пос­ле ее окончания. Тесты данной группы технически проще, но их пока­затели зависят не только от проделанной работы, но и от особенностей восстановительных процессов. К их числу относятся пробы С. П. Летунова, Гарвардский степ-тест, и др. Принципиальная особенность этих проб заключается в том, что между мощностью мышечной работы и длительностью ее выполнения име­ется обратно пропорциональная зависимость, и с целью определения физической работоспособности для таких случаев построены специ­альные номограммы.

В практике физиологии труда, спорта и спортивной медицины наиболее широкое распространение получило тестирование физической работоспособности по ЧСС. Это связано с тем, что ЧСС является легко регистрируемым физиологичес­ким параметром и линейно связана с мощностью внешней механической работы, с одной стороны, и ко­личеством потребляемого при нагрузке кислорода - с другой.

В физиологии ФКиС популярен тест PWC₁₇₀ (Physical Working Capacity), который ориентирован на достижение определенной ЧСС (170 сердечных сокращений в 1 минуту). Испытуемому предлагается выполнение на велоэргометре или в степ-тесте 2-х пятиминутных нагру­зок умеренной мощности с интервалом 3 мин, после которых измеряют ЧСС. Расчет показателя PWC₁₇₀ производится по следующей формуле:

где: W₁ и W₂ - мощность первой и второй нагрузки;

f₁ и f₂ - ЧСС в конце первой и второй нагрузки.

В настоящее время считается общепринятым, что ЧСС равная 170 уд/мин, с физиологической точки зрения характеризует собой на­чало оптимальной рабочей зоны функционирования кардиореспираторной системы. При частоте пульса боль­ше 170 уд/мин рост минутного объема крови если и происходит, то уже сопровождается относительным снижением систолического объема крови.

Проба PWC₁₇₀ рекомендована Всемирной организацией здравоох­ранения для оценки физической работоспособности человека.

Другой широко распространенной пробой является Гарвардский степ-тест. Этот тест рассчитан на оценку работоспособности у здоровых молодых людей, так как от исследуе­мых лиц требуется значительное напряжение. Гарвардский тест зак­лючается в подъемах на ступеньку высотой 50 см для мужчин и 43 см для женщин в течение 5 минут в темпе 30 подъемов в 1 мин (2 шага в 1с). После окончания работы в течение 30 с второй, третьей и четвертой минут восста­новления подсчитывают количество ударов пульса и вычисляют ин­декс Гарвардского степ-теста (ИГСТ) по формуле:

где: t - время восхождения на ступеньку (с),

f1, f2, f3 - число пульсовых ударов за 30 с 2-й, 3-й и 4-й мин восстановления.

Если испытуемый окончил работу раньше установленных 5 минут, ИГСТ рассчитывается по формуле:

где: t - время восхождения на ступеньку (с), f - число пульсовых ударов за первые 30 с второй минуты восстановления.

Оценка физической работоспособности по ИГСТ

ИГСТ	55-64	65-79	80-89
Оценка	слабая	Ниже средней	средняя	хорошая	отличная

4.3. Показатель максимального потребления кислорода и методика его определения.

Одним из распространенных и точных методов является опреде­ление физической работоспособности по величине максимального потребления кислорода (МПК). Этот метод высоко оценивает Меж­дународная биологическая программа, которая рекомендует для оценки физической работоспособности использовать информацию о величине аэробной производительности.

Как известно, величина потребляемого мышцами кислорода эк­вивалентна производимой ими работе. Следовательно, потребление организмом кислорода возрастает пропорционально мощности вы­полняемой работы. МПК характеризует собой то предельное количе­ство кислорода, которое может быть использовано организмом в единицу времени.

Аэробная возможность (аэробная мощность) человека определяет­ся прежде всего максимальной для него скоростью потребления кис­лорода. Чем выше МПК, тем больше (при прочих равных условиях) абсолютная мощность максимальной аэробной нагрузки. МПК зависит от двух функциональных систем: кислород-транспортной систе­мы (органы дыхания, кровь, сердечно-сосудистая система) и системы утилизации кислорода, главным образом - мышечной.

Максимальное потребление кислорода может быть определено с помощью максимальных проб (прямой метод) и субмаксимальных проб (непрямой метод). Для определения МПК прямым методом используются чаще всего велоэргометр или тредбан и газоанализато­ры. При применении прямого метода от испытуемого требуется же­лание выполнить работу до отказа, что не всегда достижимо. Поэто­му было разработано несколько методов непрямого определения МПК, основанных на линейной зависимости МПК и ЧСС при рабо­те определенной мощности. Эта зависимость выражается графичес­ки на соответствующих номограммах. В дальнейшем обнаруженная взаимосвязь была описана простым линейным уравнением, широко используемым с научно-прикладными целями для нетренирован­ных лиц и спортсменов скоростно-силовых видов спорта:

Для определения МПК у высококвалифицированных спортсме­нов циклических видов спорта В. Л. Карпман предлагает формулу:

PWC₁₇₀ и МПК примерно в равной степени характеризуют физическую работоспособность человека.

Определение физической работоспособности по тесту PWC₁₇₀ широко вошло в практику спортивной физиологии и медицины.

Для борцов и боксеров В. Л. Карпман с соавторами (1988) предложил следующие формулы:

PWC₁₇₀ (для боксеров) = 15.0 Р + 300,

PWC₁₇₀ (для борцов) = 19.0 Р + 50,

где: Р - масса тела.

Спортсмены скоростно-силовой группы (борцы, боксеры, гимнасты) отстают по показателям PWC₁₇₀ и MПK дaжe от менее квалифицированных лыжников, гребцов, футболистов. Фи­зическая работоспособность высококвалифицированных лыжников выше, чем бегунов. Универсальная зависимость ЧСС от мощности работы позволяет в циклических видах спорта оценивать специальную работоспособ­ность по сдвигам ЧСС в определенном диапазоне (методом телепульсометрии).

Очевидно, что работа на тредбане или велоэргометре будет более привычной (и более экономной) для вело­сипедистов, бегунов, лыжников, чем для спортсменов других спе­циализаций. Возможно, что с этим частично связаны и упоминав­шиеся уже различия параметров физической работоспособности между группой боксеров, борцов, гимнастов и группой лыжников, гребцов, футболистов. Некоторые авторы считают общепринятый тест PWC₁₇₀ недостаточно информативным для ряда видов спорта и предлагают раздельное выполнение нагрузки как ногами, так и ру­ками, указывая что соотношение физической работоспособности нижних и верхних конечностей претерпевает существенные возрас­тные изменения.

Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ - конструкции, предназначен­ные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой.

Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.

Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим.

Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).

© cyberpedia.su 2017-2020 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!

Физическая работоспособность PWC170 и МПК

Существует большое число определений понятия «работоспособности человека». Работоспособность рассматривается и как свойство человека, отражающее его способность выполнять определенную работу, и как нечто тождественное функциональному состоянию организма, и как способность обеспечивать определенный заданный уровень деятельности , эффективность работы, и как предельные возможности организма. Также обозначают физическую работоспособность как потенциальную способность человека проявить максимум физического усилия в статической, динамической или смешанной работе и отмечает достаточно большое число её эргометрических, и физиологических показателей, зависящих от многих факторов

Под работоспособностью вообще понимается способность органа или организма к активной деятельности в заданном режиме[1].

Термином «физическая работоспособность» обозначается ее внешнее проявление — потенциальная способность человека показать максимум физического усилия в статической, динамической или смешанной работе. В более узком смысле физическую работоспособность часто понимают как функциональное состояние кардиореспираторной системы. Некоторые исследователи считают необходимым в зависимости от длительности работы раздельно оценивать краткосрочную и долгосрочную работоспособность. Однако во всех рассматриваемых типах, классах и видах работоспособности наблюдается много общих моментов в динамике метаболизма, изменениях состояния сложных нервных структур, мышечного утомления, химизма крови. Таким образом, работоспособность — это сложный процесс, который зависит от интеграции и взаимодействия различных систем и органов на различных уровнях организации: от, морфологического и физиологического до социального.

Несмотря на весьма широкое использование термина «физическая работоспособность», общепринятого теоретически и практически обоснованного определения ему пока еще не дано. В понятие физической работоспособности, или просто работоспособности, вкладывается очень разное по своему объему и смыслу содержание.

Под физической работоспособностью понимается способность к физическому труду, просто способность к труду, физическая выносливость. Часто под работоспособностью понимается потенциальная способность человека проявлять максимум физического усилия в статической, динамической или смешанной работе. В самом общем виде физическая работоспособность прямо пропорциональна количеству механической работы, которую человек способен выполнить с требуемым качеством. Поскольку длительная работа мышц лимитируется доставкой к ним кислорода, общая физическая работоспособность в значительной мере зависит от кардиореспираторной производительности.

Более полное объяснение понятия физической работоспособности дает теория функциональных систем[2]. Согласно этой теории организм в зависимости от конкретной цели деятельности срочно формирует конкретную функциональную систему, обеспечивающую достижение этой цели. Под функциональной системой понимается такое сочетание процессов и механизмов, которое, формируясь динамически в зависимости от особенностей сложившейся ситуации, непременно приводит к конечному приспособительному эффекту, полезному для организма именно в этой ситуации. В каждой функциональной системе выделяются физиологический результат (константа) и физиологические механизмы, которые мобилизуются для ее сохранения. Исходя из теории функциональных систем, физическую работоспособность следует считать явлением специфическим, имеющим в каждом конкретном случае свои отличительные признаки и особенности, как и организующаяся для ее обеспечения функциональная система. Следуя этому положению, под физической работоспособностью понимается способность человека к выполнению конкретных двигательных задач в заданных рамках внешних условий. В свете практической возможности коррекции работоспособности человека актуально заключение о работоспособности человека как функциональной системе, состоящей из двух основных уровней. Верхний уровень — уровень мотивации и психической регуляции деятельности — программирует содержание предстоящей человеку работы и, вместе с тем, регулирует ее выполнение. Он буквально определяет, что и как надо делать. Следующий уровень — биологический — зависит от верхнего уровня, но вместе с тем лимитирует его, определяя закономерности распределения максимумов и минимумов в динамике работоспособности человека [3].

Наиболее полно физическая работоспособность проявляется в различных видах мышечной деятельности. Для реализации любой мышечной активности необходимы определенные качества: сила, выносливость, скорость, ловкость и др. Иными словами, физическая работоспособность — это комплексное понятие, обусловленное рядом факторов, среди которых основное значение имеют уровень физического развития, состояние здоровья, масса тела, мощность, емкость и производительность энергетических процессов, состояние нейромышечного аппарата, психическое состояние, мотивация и т. п. Значимость этих факторов в процессе работы определяется ее характером, видом, интенсивностью и продолжительностью[4].

1.2. Определение и значение PWC 170

Всемирной организацией здравоохранения в 1968г. для определения физической работоспособности человека была рекомендована проба PhysicalWorkingCapaciti (PWC), разработанная в Каролинском университете в Стокгольме Шестрандом в 50-х годах XX в. Эта проба обозначается всемирной организацией здравоохранения как PWC170. Физическая работоспособность в пробе PWC170 выражается в величинах той мощности физической нагрузки, при которой ЧСС достигает величины 170 уд/мин. Выбор именно этого значения ЧСС основан на следующих двух положениях[5].

Первое положение заключается в том, что зона адекватного функционирования кардиореспираторной системы с физиологической точки зрения ограничивается диапазоном изменения ЧСС от 100—110 до 170—180 уд/мин. Следовательно, с помощью этой пробы можно установить ту интенсивность физической нагрузки, которая «выводит» деятельность сердечно-сосудистой системы, а вместе с ней и всей кардиореспираторной системы, в область оптимального функционирования.

Второе положение базируется на том, что взаимосвязь между ЧСС и мощностью выполняемой физической нагрузки имеет линейный характер у большинства здоровых людей вплоть до ЧСС, равной 170 уд/мин. При более высокой ЧСС линейный характер зависимости между ЧСС и мощностью физической нагрузки нарушается.

В Каролинском университете, где проба PWC170 была впервые внедрена в практику, она проводилась следующим образом. Испытуемый выполнял на велоэргометре непрерывную работу с повышающейся через каждые 6 мин (ступенчато) мощностью вплоть до ЧСС, равной 170 уд/мин величина ЧСС определялась на последней минуте каждой ступени[6].

Частота вращения педалей поддерживалась постоянной, равной 60—70 оборотов в минуту. Однако такая процедура проведения пробы была весьма обременительной для испытуемого и занимала много времени. Все это не способствовало широкому распространению пробы. В дальнейшем величину PWC170 стали определять более простым способом, используя для этого две или три нагрузки умеренной мощности. Величина PWC170 в этом случае находится путем графической экстраполяции. Для этого испытуемому предлагается выполнить две нагрузки разной мощности (W и W2). На последней минуте этих нагрузок определяется ЧСС (соответственно f1 и f2). Далее в системе прямоугольных координат откладываются точки, соответствующие ЧСС при работе на указанных мощностях. Учитывая, что между ЧСС и мощностью физической нагрузки имеется линейная взаимосвязь, через эти точки проводится прямая линия до пересечения ее с линией, соответствующей ЧСС, равной 170 уд/мин. Из полученной таким образом точки опускается перпендикуляр на ось абсцисс. Координата пересечения этого перпендикуляра и оси абсцисс соответствует величине PWC170. Графическое определение величины PWC170 имеет определенный недостаток — неизбежны погрешности, возникающие в процессе графических работ. В связи с этим было предложено простое математическое выражение, позволяющее определить величину PWC170, аналитически (без построения графиков): PWC170= W1 + (W2 - W1)(170 - f1)/(f2 - f1),

где PWC170 — мощность физической нагрузки на велоэргометре, при которой достигается ЧСС, равная 170 уд/мин; W и W2 — мощность первой и второй нагрузок, кгм/мин или Вт; f1 и f2 — ЧСС в конце первой и второй нагрузок.

Первая нагрузка обычно имеет небольшую мощность. Величину этой мощности подбирают индивидуально в зависимости от возраста и массы тела испытуемого по табл 1.1[7].

После первой нагрузки испытуемый, сидя на велоэргометре, отдыхает в течение 3 мин, затем ему предлагается выполнить вторую, более интенсивную нагрузку. Выбор мощности второй нагрузки в значительной мере определяет точность экстраполяционного определения PWC170. Очевидно, что чем ближе будет ЧСС во время второй нагрузки к величине 170 уд/мин, тем точнее будет определена величина PWC170. При этом оптимальную мощность для второй нагрузки можно подобрать на основании данных о ЧСС во время первой нагрузки по табл 1.2.

Продолжительность первой и второй нагрузок равна 5 мин. Вся процедура исследования занимает около 13 мин.

Оценка физической работоспособности. Методы и тесты

Для определения физической работоспособности и аэробной производительности существуют прямые и непрямые методы исследования.

Прямые методы предусматривают выполнение максимальных нагрузок, то есть нагрузок, которые достигают границы аэробных способностей человека.

Однако на современном этапе максимальные нагрузочные тесты не нашли широкого практического применения ни в спортивной медицине, ни, тем более, в клинике, поскольку они имеют длительный изнурительный характер, сопровождаются избыточным напряжением, которое может быть опасным для организма, т.е. связано с определенным риском. Кроме того, для проведения таких тестов требуется наличие сложной и достаточно дорогой аппаратуры.

Прямые методы используют преимущественно при обследовании спортсменов наивысшей квалификации, которые тренируются на выносливость, с целью выявления функциональных резервов для дальнейшего роста спортивных результатов, для комплектования сборной команды или в научных целях. В клинической и спортивной медицине, особеннопри массовых обследованиях, чаще всего применяют непрямые методы исследований, которые предусматривают выполнение нагрузок, требующих меньших усилий, то есть нагрузок субмаксимального уровня. Интенсивность субмаксимальных нагрузок обычно составляет 5075% максимальных.

Непрямые тесты рекомендуются экспертами ВОЗ для самого широкого внедрения не только при обследовании здоровых людей, но и больных, при условии достаточной компенсации функционального состояния кардиореспираторной системы. Для определения физической работоспособности среди непрямых методов исследования наибольшее распространение получил субмаксимальный нагрузочный тест PWC170.

Субмаксимальный тест PWC170

Тест PWC170 был разработан в Каролинском университете в Стокгольме Шестрандом в 50-х годах. Название теста PWC170 представляет собой аббревиатуру от английского выражения физическая работоспособность - Physical Working Capacity. Всемирной организацией здравоохранения этот тест обозначается W170 С помощью данного теста определяют мощность физической нагрузки, при которой частота сердечных сокращений достигает уровня 170 уд/мин.

Выбор именно этой частоты сердечных сокращений определен тем, что зона оптимального функционирования кардиореспираторной системы для лиц молодого возраста (до 30 лет) ограничивается диапазоном пульса от 170 до 200 уд/мин. Частота пульса 170 уд/мин, таким образом, характеризует оптимальный по производительности режим функционирования сердечно-сосудистой системы во время физических нагрузок. Взаимосвязь между ЧСС и мощностью выполняемой нагрузки имеет линейный характер в границах пульса 120-170 уд/мин, т.е. когда сохраняются аэробные механизмы энергообеспечения.

При более высоких значениях ЧСС линейный характер этой взаимосвязи нарушается, поскольку на фоне развитии утомления активизируются анаэробные (гликолитические) процессы энергоснабжения и обеспечения мышечной работы. При последующем увеличении нагрузки энергообеспечение осуществляется за счет смешанных аэробно-анаэробных механизмов.

Наличие линейной зависимости между мощностью работы и ЧСС в границах 120170 уд/мин позволяет использовать нагрузки, которые не предусматривают повышение пульса до 170 уд/мин. При этом определять величину PWC170 можно по показателям ЧСС после двух или трех нагрузок меньшей интенсивности (при условии, что вторая нагрузка больше первой, третья соответственно больше второй) методом графической экстраполяции.

В настоящее время существует три лабораторных варианта проведения теста PWC170

Общеевропейский вариант предполагает выполнение трех возрастающих по мощности нагрузок (продолжительность каждой 3 мин), не разделенных интервалами отдыха. За это время нагрузка возрастает дважды (спустя 3 и 6 мин от начала тестирования). ЧСС измеряется в течение последних 15 с каждой трехминутной ступени. При этом нагрузка регулируется так, чтобы к концу выполнения теста ЧСС увеличилась до 170 уд/мин. Мощность нагрузки рассчитывается на единицу массы тела испытуемого. Первоначальная мощность устанавливается из расчета 0,75-1,25 Вт/кг, а ее увеличение осуществляется в соответствии с возрастанием ЧСС.

Модификация В.Л. Карпмана

Модификация В.Л. Карпмана с соавт. (1974). Этот вариант теста предполагает выполнение двух нагрузок возрастающей мощности. В практике используются в основном 2 варианта теста PWC170 велоергометрический и степергометрический. Суть обоих вариантов заключается в том, что исследуемый выполняет 2 нагрузки длительностью по 5 минут разной (но умеренной) мощности с 3-минутным интервалом отдыха. В конце нагрузок на протяжении последних 30 секунд подсчитывают частоту пульса (аускультативным методом или с помощью электрокардиографа). Удваивая эти числа, получают ЧСС за 1 мин после первой и второй нагрузки (f1 и f2).

Следует отметить, что определение физической работоспособности с помощью теста PWC170 дает надежные результаты лишь в случае соблюдения определенных условий. Прежде всего, в отличие от спортивных нагрузок, пробу PWC170 следует выполнять без предыдущей разминки (разминка может привести к занижению результатов пробы). Одним из важнейших условий достижения высокой результативности пробы PWC170 является правильный выбор мощности используемых нагрузок. Мощность первой нагрузки (W1) зависит от массы человека. Определяют ее по табл.3.2. Для практически здорового мужчины она составляет примерно 1 Вт/кг; для человека, не занимающегося физическим трудом (тренировками) - 0,5 Вт/кг.

В конце 1-й нагрузки подсчитывают ЧСС за 30 с. В зависимости от ее величины и величины 1-й нагрузки определяют по таблице (табл. 3.3) величину 2-й нагрузки (W2).

Таблица 3.2. Зависимость мощности первой нагрузки (W1) от массы человека (по з.Б.Белоцерковскому)

Таблица 3.3. Ориентировочные значения мощности второй нагрузки (кгм/мин), рекомендуемые при определении теста PWC170 (по з.Б.Белоцерковскому)

В случаях, когда разница между мощностью 1-ой и 2-ой нагрузки небольшая, точность определения физической работоспособности значительно уменьшается. Именно поэтому во время проведения теста PWC170 мощность 2-ой нагрузки должна существенно отличиться от мощности 1-ой нагрузки. Чрезвычайно важно чтобы разница между показателями ЧСС в конце нагрузок была не менее чем 40 сокращений сердца за 1 мин. Это обеспечивает получение наиболее точных результатов. Так ЧСС в конце 1-ой нагрузки должна достигать 100-120 уд/мин, а в конце 2-ой - 140-160 уд/мин.

Наилучшим вариантом работы является велоэргометрическая нагрузка, которая позволяет сохранять определенную интенсивность работы (частота вращения педалей велоэргометра должна быть в диапазоне 60-70 оборотов за 1 мин) и вовлекать в деятельность большие группы мышц.

Точным считается расчет данного показателя по формуле, которая предложена В.Л. Карпманом с соавт. (1974):

где:
PWC 170 - уровень физической работоспособности при ЧСС = 170 уд/мин;
W1 и W2 - мощность 1-й и 2-й нагрузок;
f1 и f2 - ЧСС за 30 с в конце 1-й и 2-й нагрузок.

Следует отметить, что при обследовании ослабленных или больных лиц для определения физической работоспособности, нередко ограничиваются тестом меньшей интенсивности, доводя нагрузку до ЧСС 150 уд/мин или даже 130 уд/мин. В таких случаях в формулу вместо числа 170 необходимо поставить 150 или 130 и тогда тест будет называться PWC150 или PWC130.

У молодых нетренированных мужчин PWC170 обычно достигает уровня 850-1100 кгм/мин или 142-184 Вт, у женщин - 450-850 кгм/мин или
75-142 Вт.

Однако более информативной является относительная величина PWC170, которая приходится на 1 кг массы тела. Эти величина составляет у нетренированных мужчин 14,4 кгм/мин/кг или 2,4 Вт/кг, у женщин 10,2 кгм/мин/кг или 1,7 Вт/кг, то есть на 30% меньше (В.Л. Карпман, З.Б. Белоцеркивский, 1.А. Гудков, 1988).

Определение физической работоспособности

Существуют прямые и косвенные, простые и сложные методы определения работоспособности (PWC).

Простые и косвенные методы (проба Руфье, Гарвардский степ-тест)

Функциональная проба Руфье и ее модификация - проба Руфье-Диксона, в которых используют частоту сердечных сокращений в различные по времени периоды восстановления после относительно небольших нагрузок.

Проба Руфье

У испытуемого, находящегося в положении лежа на спине, в течение 5 мин определяют ЧСС за 15 с (Р₁); затем в течение 45 с испытуемый выполняет 30 глубоких приседаний. После окончания нагрузки испытуемый ложится, и у него вновь подсчитывают ЧСС за первые 15 с (Р₂), а потом за последние 15 с первой минуты периода восстановления (Р₃).

Оценку работоспособности сердца производят по формуле:

Индекс Руфье - Диксона = 4 (Р₁ + Р₂ + Р₃) - 200/10;

Р - число сердечных сокращений (ЧСС).

Результаты - по величине индекса от 0 до 15. Меньше 3 -высокая работоспособность; 4-6 - хорошая; 7- 9 - удовлетворительная; 15 и выше - плохая.

Есть и другой способ выполнения пробы Руфье. У испытуемого стоя измеряют ЧСС за 15 с (Р₁), затем он выполняет 30 глубоких приседаний (пятки касаются ягодиц). После окончания нагрузки сразу подсчитывается ЧСС за первые 15 с (Р₂); а потом - за последние 15 с (Р₃).

От 0 до 2,8 - расценивается как хороший, средний - от 3 до 6; удовлетворительный - от 6 до 8 и плохой - выше 8.

Гарвардский степ-тест. Этот тест можно считать промежуточным между простыми и сложными. Его достоинство заключается в методической простоте и доступности. Физическую нагрузку задают в виде восхождения на ступеньку. В классическом виде (Гарвардский степ-тест) выполняется 30 восхождений в минуту. Темп движений

задается метрономом, частота которого устанавливается на 120 уд/мин. Подъем и спуск состоит из четырех движений, каждому из которых соответствует один удар метронома: 1 - испытуемый ставит на ступеньку одну ногу, 2 — другую ногу, 3 - опускает на пол одну ногу, 4 - опускает на пол другую. В момент постановки обеих ног на ступеньку колени должны быть максимально выпрямлены, а туловище находиться в строго вертикальном положении. Время восхождения - 5 мин при высоте ступени: для мужчин - 50 см и для женщин - 43 см. Для детей и подростков время нагрузки уменьшают до 4 мин, высоту ступеньки - до 30-50 см. В тех случаях, когда испытуемый не в состоянии выполнить работу в течение заданного времени, фиксируется то время, в течение которого она совершалась.

Функциональную готовность оценивают с помощью индекса Гарвардского степ-теста (ИГСТ) по формуле:

ИГСТ = t х 100/ (f1+f2+f3) x 2, где t- время восхождения, с; f1 f2, f3 - сумма пульса, подсчитываемого в течение первых 30 с на 2, 3 и 4-й минутах восстановления.

Оценка результатов Гарвардского степ-теста

Наилучшие показатели имеют обычно тренирующиеся с преимущественным проявлением выносливости. По данным И.В. Аулика (1979), средняя величина ИГСТ у бегунов на длинные дистанции равна 111, у велосипедистов - 106, у лыжников - 100, боксеров - 94, пловцов - 90, спринтеров - 86 и тяжелоатлетов - 81, для высококвалифицированных тренированных спортсменов возможны более высокие величины - до 127-153.

Диагностическая ценность теста повышается, если, помимо ЧСС, в 1-ю и 2-ю минуты восстановительного периода определять и артериальное давление, что позволяет, помимо количественной, дать и качественную характеристику реакции (ее тип).

Имеется немало модификаций теста. Мощность нагрузки можно регулировать за счет частоты шагов и высоты ступеньки. Предлагается также объединять в тесте нагрузки различной мощности (Фомин B.C., 1978).

Проба Руфье и Гарвардский степ-тест позволяют характеризовать способность организма к работе на выносливость и выразить ее количественно в виде индекса. Этим облегчаются любые последующие сопоставления, вычисления достоверности различий, корреляционных связей и пр. Однако Flandrvis (цит. по СБ. Тихвинскому, 1991), изучая корреляцию между аэробной способностью и показателями этих проб, обнаружил низкие коэффициенты корреляции - 0,55, поэтому эти пробы менее точны, чем с использованием субмаксимальных нагрузок с регистрацией сердечного ритма во время работы.

В основе тестов с определением ЧСС в процессе физической нагрузки лежит тот факт, что при выполнении одинаковой по мощности работы у тренированных лиц пульс учащается в меньшей степени, чем у нетренированных (Бейнбридж, 1927; Давыдов B.C., 1938; Komadel L. et al., 1964 и др.).

Путем изучения ЧСС, газообмена и других функций была создана концепция, согласно которой отличительной чертой человека, имеющего высокую PWC, является экономизация физиологических процессов при физической работе.

8.3.2. Сложные методы определения физической работоспособности (велоэргометр, тредбан, тест PWC-170)

Велоэргометр — прибор, основой которого является велостанок. Задаваемая нагрузка дозируется с помощью частоты педалирования (чаще всего 60-70 об/мин) и сопротивления вращению педалей (механическое или электромагнитное). Мощность выполненной работы выражается в килограммометрах в минуту или в ватах (1Вт = 6 кг/м).

Тредбан — бегущая дорожка с регулируемой скоростью движения. Нагрузка зависит от скорости движения дорожки и угла ее наклона по отношению к горизонтальной плоскости, выражается в метрах в секунду.

Использование велоэргометра и тредбана имеет преимущества и недостатки (табл. 21).

Имеются и другие приборы для тестирования (гребной, ручной, эргометры).

На любом приборе можно моделировать нагрузки различного характера и мощности: непрерывные и прерывистые, однократные и повторные, равномерные, возрастающей или перемежающейся мощности. В спортивно-медицинской практике используются пробы с субмаксимальными (относительно умеренной мощности, заданного темпа) и максимальными (выполняемыми до предела) нагрузками (табл. 22).

Многие авторы считают, что истинные функциональные возможности спортсменов можно выявить только на уровне критических сдвигов, т.е. предельных нагрузок, позволяющих судить о функциональных резервах и функционально слабых звеньях. Другие авторы (Дембо А.Г., 1985) указывают на некоторую опасность таких проб, особенно для лиц со скрытыми заболеваниями и недостаточно подготовленных, и о недопустимости проведения этой процедуры без врача (что нередко встречается в практике спорта).

Таблица 21 Сравнительная характеристика велоэргометрии и тредбана

Наименование	Преимущества	Недостатки
Велоэргометр	Точное измерение работоспособности. Возможность регистрации функции во время работы. Относительная простота освоения навыка. Несложность транспортировки при динамических исследованиях	Преимущественно локальное утомление. Непривычность для представителей ряда спортивных специализаций. Затруднение притока крови к ногам, что может лимитировать продолжение работы до достижения общего утомления
Тредбан	Сохранение заданного темпа от желания обследуемого. Вовлечение в работу больших групп мышц, что обусловливает общее, а не только локальное утомление. Привычность структуры движения (бег) для каждого обследуемого	Трудность выбора оптимального режима работы Шум, мешающий обследуемому. Громоздкость, что ограничивает возможность использования в динамике

Тест PWC-170

Тест PWC-170 - типичный пример пробы с субмаксимальными нагрузками. Физическую работоспособность выражают в величине мощности нагрузки при PWC-170 в минуту, основываясь на представлении о линейной зависимости между ЧСС и мощностью выполненной работы до 170 уд/мин. Этот тест предложили Т. Sjostrand в 1947 г. В нашей стране он используется в модификации Карпмана. Последовательно задают две нагрузки, по 5 мин каждая, с интервалом в 3 мин при частоте педалирования 60-70 в минуту. Нагрузку выполняют без предварительной разминки. Первую нагрузку подбирают в зависимости от массы тела обследуемого с таким расчетом, чтобы получить несколько значений ЧСС в диапазоне от 120 до 170 уд/мин. Мощность первой нагрузки - от 300 до 800 кгм/мин, второй (в зависимости от ЧСС при первой) - от 700 до 1600 кгм/ мин, что уточняют по формуле: N, + (170-f₁) / f₁ - 60. В.Л. Карпманом (1988) предложены таблицы для выбора мощности задаваемых нагрузок у спортсменов (табл. 23-26).

• Для получения сравнимых показателей необходимо строгое выполнение процедуры, поскольку при нарушениях могут существенно измениться расчетные величины МПК.

Таблица 22 Мощность первой нагрузки для спортсменов разной специализации и возраста

Физическую работоспособность определяют по формуле (модификация В.Л. Карпмана с соавторами)

PWC = N1 + (N2 - N1) х (170-f1) / (f2- f1)

где N - работоспособность, кгм/мин, f1 и f2 - ЧСС при первой и второй нагрузках.

Мощность второй нагрузки при пробе PWC-170

Таблица 24 Принципы оценки относительных значений показателя PWC-170

Общая физическая работоспособность	PWC-170 (кгм/мин/кг)
Низкая	14 и меньше
Ниже средней	15-16
Средняя	17-18
Выше средней	19-20
Высокая	21-22
Очень высокая	32 и больше

Основываясь на высокой корреляции между величинами PWC и МПК, P.O. Astrand и I. Riming (1954) предложили способ определения последнего при пробах с субмаксимальными нагрузками. Для этого можно использовать номограммы, таблицы и формулы.

При расчете по номограмме Астранда вводят поправочный коэффициент на возраст: 15 лет - 1,1; 25 лет - 1,0; 35 лет - 0,87; 40 лет - 0,78; 45 лет - 0,75; 50 лет - 0,71; 55 лет - 0,68; 60 лет - 0,65.

Величины МПК в литрах, рассчитанные В.Л. Карпманом по показателям PWC-170, в килограммометрах в минуту, составляют:

Соотношение показателей PWC-170 и величин МПК

PWC-170	МПК	PWC-170	МПК
1,62	4,37
2,66	4,37
2,72	4,83
2,82	5,06
2,97	5,32
3,15	5,57
3,38	5,57
3,60	5,66
3,88	5,66
4,13	5,72

МПК рассчитывают по формуле:

МПК= 1,7 х PWC-170 + 1240.

Для высококвалифицированных спортсменов вместо 1240 в формулу вводят 1070. Оценку величин МПК иллюстрирует табл. 25.

У занимающихся спортивными играми и единоборством физическая работоспособность при пробе PWC-170 чаще всего равна 1260-1865 кгм/мин, или 18-22 кгм/мин, скоростно-силовыми и сложнокоординационными видами спорта - 1045-1600 кгм, или 15,3-19 кгм/мин. У женщин данные - соответственно на 10-30% ниже. Отношение PWC-170 к объему сердца в миллилитрах составляет обычно 1,5-1,9.

У молодых здоровых нетренированных мужчин величины PWC-170 находятся обычно в пределах 700-1100 кгм/ мин, женщин - 450-750 кгм/мин, или соответственно 12-17 и 8-14 кгм/ мин. У спортсменов, тренирующихся на выносливость, эти величины бывают наиболее высоки и достигают 2800-2200 кгм, или 20-30 кгм/мин. Величины PWC-170 коррелируют с общим объемом тренировочных нагрузок (особенно направленных на развитие выносливости).

Проба PWC-170 относительно несложная, поэтому может широко применяться на всех этапах подготовки. Величины PWC-170 пытаются определять не только в классическом варианте на велоэргометре, но и при выполнении беговых нагрузок, степ-теста (Фомин B.C., Карпман В.Л.), а также специфических нагрузок в естественных условиях.

Общеевропейский вариант (М.А. Годик с соавт., 1964) предполагает выполнение трех возрастающих по мощности нагрузок (продолжительность каждой 3 мин), не разделенных интервалами отдыха. За это время нагрузка возрастает дважды (спустя 3 и 6 мин от начала тестирования). Частота сердечных сокращений измеряется за последние 15 с каждой трехминутной ступени, нагрузка регулируется так, чтобы к концу теста ЧСС увеличивалась до 170 уд/мин. Мощность нагрузки рассчитывается на единицу массы тела испытуемого (Вт/кг). Первоначальная мощность устанавливается из расчета 0,78—1,25 Вт/кг, увеличение мощности проводится в соответствии с возрастанием ЧСС.

PWC-170 = [(W1 - W2) / ЧСС3 - ЧСС2 х (170 - ЧСС3)] + W3;

где W1, W2, W3 - мощность нагрузок, ЧСС2, ЧСС3 - частота сердечных сокращений при второй и третьей нагрузках.

Полученный результат пересчитывают на массу тела испытуемого.

Модификация Л.И. Абросимовой с соавт. (1978). Предлагается выполнение одной нагрузки, обусловливающей возрастание ЧСС до 150-160 уд/мин.

Расчет нагрузки: PWC-170 = W / (f2 - f1) x (170 - f1).

Папиллярные узоры пальцев рук - маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни.

Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.

Читайте также:

  
• Цереброваскулярная болезнь: транзиторные ишемические атаки, клиническая анатомия окклюзии сосудов головного мозга
  
• Симптомы синдрома Когана на голове и шее
  
• Дентальные кисты новорожденных детей
  
• Голова. Caput. Топография головы. Границы головы. Отделы головы. Мозговой отдел головы. Свод черепа.
  
• Маленькие для своего гестационного возраста младенцы