Метод функциональных проб
При изучении влияния физических нагрузок на различные органы и системы организма, часто для оценки функционального состояния человека используют функциональные пробы. Функциональные пробы весьма многочисленны. Выбор наиболее подходящих для конкретного обследования определяется поставленными задачами. Наиболее широко функциональные пробы проводятся в процессе медицинского контроля за физической подготовкой спортсменов.
Функциональная проба - неотъемлемая часть комплексной методики врачебного контроля лиц, занимающихся физической культурой и спортом. Применение таких проб необходимо для полной характеристики функционального состояния организма занимающегося и его тренированности. Результаты функциональных проб оцениваются в сопоставлении с другими данными врачебного контроля.
Для оценки степени воздействия тренировочной нагрузки на организм обычно проводится оценка функционального состояния сердечнососудистой системы, которая осуществляется пальпаторным методом исследования пульса, который позволяет выявить изменения частоты сердечных сокращений (ЧСС). Проводится путем наложения подушечек пальцев рук на лучевую артерию, на сонную артерию или определяется по верхушечному толчку сердца. Оценка функционального состояния системы внешнего дыхания осуществляется по величине максимальной вентиляции легких (МВЛ), на которую оказывают влияние состояние дыхательных мышц и сила их выносливости.
Оценка функциональной подготовленности осуществляется с помощью физиологических проб (тестов) ССС и дыхательной системы. Это и одномоментная проба с приседанием (20 приседаний за 40 с) и ЧСС за 15 с с пересчетом на 1 мин сразу после окончания приседаний. 20 ударов пульса и менее - отлично, 21-40 - хорошо, 41-65 - удовлетворительно, 66-75 - плохо.
Проба Штанге (задержка дыхания на вдохе). Средний показатель - 65 с. Проба Генчи (задержка дыхания на выдохе). Средний показатель - 30 с.
При заболевании органов кровообращения и дыхания, после инфекционных и других заболеваний, а также после переутомления продолжительность задержки дыхания на вдохе и выдохе уменьшается
Важнейший показатель функционального состояния сердечно-сосудистой системы - пульс и его изменения.
Пульс покоя: измеряется в положении сидя при прощупывании височной, сонной, лучевой артерий или по сердечному толчку по 15-секундным отрезкам 2-3 раза подряд, чтобы получить достоверные цифры. Затем делается перерасчет на 1 мин (число ударов в минуту).
ЧСС в покое в среднем у мужчин 55-70 ударов в мин у женщин - 60-75 уд./мин. При частоте свыше этих цифр пульс считается учащенным - тахикардия, при меньшей частоте - брадикардия. Для характеристики состояния сердечно-сосудистой системы имеют также большое значение данные артериального давления.
Артериальное давление. Различают максимальное (систолическое) и минимальное давления. Нормальными величинами артериального давления для молодых людей считаются: максимальное от 100 до 129 мм ртутного столба, минимальное - от 60 до 79 мм рт. ст.
Артериальное давление от 130 мм рт. ст. и выше для максимального и от 80 мм рт. ст. и выше для минимального называется гипертоническим состоянием, соответственно ниже 100 и 60 мм рт. ст. - гипотоническим. Для характеристики сердечнососудистой системы большое значение имеет оценка изменений работы сердца и артериального давления после физической нагрузки и длительность восстановления. Такое исследование проводится с помощью различных функциональных проб.
Для примера возьмем сердечнососудистую систему и ее основной орган - сердце. Как уже отмечалось, ни один орган не нуждается столь сильно в тренировке и не поддается ей столь легко, как сердце. Работая с большой нагрузкой, сердце неизбежно тренируется. Расширяются границы его возможностей, и оно приспосабливается к переброске намного большего количества крови, чем это может сделать сердце нетренированного человека. В процессе регулярных занятий физическими упражнениями, спортом, как правило, происходит увеличение размеров сердца, причем различные формы двигательной активности имеют и различные возможности по совершенствованию
Приводим наиболее часто встречающиеся функциональные пробы, используемые в спортивной практике, а также пробы, которые можно использовать при самостоятельных занятиях физической культурой. 20 приседаний за 30 с занимающийся отдыхает сидя 3 мин. Затем подсчитывается ЧСС за 15 с с пересчетом на 1 мин, (исходная частота). Далее выполняются 20 глубоких приседаний за 30 с, поднимая руки вперед при каждом приседании, разводя колени в стороны, сохраняя туловище в вертикальном положении. Сразу после приседаний, в положении сидя, вновь подсчитывается ЧСС в течение 15с с пересчетом на 1 минуту.
Определяется увеличение ЧСС после приседаний сравнительно с исходной в %. Например, пульс исходный 60 уд/мин после 20 приседаний 81 уд./мин, поэтому (81-60):
Восстановление пульса после нагрузки. Для характеристики восстановительного периода после выполнения 20 приседаний за 30 с подсчитывается ЧСС за 15 с на 3 минуте восстановления, делается перерасчет на 1 мин, и по величине разности ЧСС до нагрузки и в восстановительном периоде оценивается способность сердечнососудистой системы к восстановлению.
Для оценки функционального состояния сердечнососудистой системы наиболее широкое распространение получили гарвардский степ-тест (ГСТ) и тест PWC-170. Проведение Гарвардского степ-теста заключается в восхождении и спуске со ступеньки стандартной величины в определенном темпе в течение определенного времени. ГСТ заключается в подъемах на ступеньку высотой 50 см для мужчин и 40 см для женщин в течение 5 мин, в темпе 30 подъемов/минуту.
Если исследуемый не может поддерживать заданный темп в течение указанного времени, то работу можно прекратить, зафиксировать ее продолжительность и частоту сердечных сокращений в течение 30 со 2 минуты восстановления. По продолжительности выполненной работы и по количеству ударов пульса вычисляют индекс гарвардского степ-теста (ИГСТ):
ИГСТ = Продолжительность работы (с) 100% 5.5 числа ударов пульса (с)
ИГСТ = t · 100%
2 (f2 + f3 + f4)
где t - время восхождения в сек; f2, f3, f4 - ЧСС за первые 30 сек. 2, 3, 4 минуты восстановления.
Ортостатическая проба. Занимающийся лежит на спине и у него определяют ЧСС. После этого исследуемый спокойно встает и вновь измеряется ЧСС. В норме при переходе из положения лежа в положение стоя отмечается учащение пульса на 10-12 уд/мин. Считается, что учащение его более 20 уд/мин. - неудовлетворительная реакция, что указывает на недостаточную нервную регуляцию сердечнососудистой системы. При выполнении физических нагрузок резко увеличивается потребление кислорода работающими мышцами, мозгом, в связи с чем возрастает функция органов дыхания. Физическая нагрузка увеличивает размеры грудной клетки, ее подвижность, повышает частоту и глубину дыхания, поэтому оценить развитие органов дыхания можно по показателю экскурсии грудной клетки (ЭГК). ЭГК оценивается по увеличению окружности грудной клетки (ОКГ) при максимальном вдохе после глубокого выдоха. Например, ОКГ в спокойном состоянии80 см, при максимальном вдохе - 85 см, после глубокого выдоха -77 см.
ЭГК = (85 - 77): 80 · 100 = 10%.
Оценки: "5" - (15% и более), "4" -
(14-12)%, "3" - (11-9)%, "2" - (8-6)% и "1" - (5% и менее). Важным показателем функции дыхания является жизненная емкость легких (ЖЕЛ). Величина ЖЕЛ зависит от пола, возраста, размеров тела и физической подготовленности. Для того чтобы дать оценку фактической ЖЕЛ, ее сравнивают с величиной должной ЖЕЛ, т.е. той, которая должна быть у данного человека.
ЖЕЛ = Фактическая ЖЕЛ· 100%
Должная ЖЕЛ
ЖЕЛ = (40 · рост в см) + (30 · вес в кг) - 4400,
ЖЕЛ = (40 · рост в см) + (30 · вес в кг) - 3800.
У хорошо подготовленных людей фактическая ЖЕЛ колеблется в среднем от 4000 до 6000 мл и зависит от двигательной направленности
Функциональная проба - это нагрузка, задаваемая обследуемому для определения функционального состояния и возможностей какого-либо органа, системы или организма в целом. Используется преимущественно при спортивно-медицинских исследованиях. Нередко термин «функциональная проба с физической нагрузкой» заменяется термином «тестирование». Однако, хотя «проба» и «тест» - это, по существу, синонимы (от англ. teste - проба), все же «тест» - термин в большей степени педагогический и психологический, ибо подразумевает определение работоспособности, уровня развития физических качеств, особенностей личности. Физическая работоспособность тесно связана с путями ее обеспечения, т.е. с реакцией организма на данную работу, но для педагога в процессе тестирования ее определение не обязательно. Для врача же реакция организма на данную работу - показатель функционального состояния. Даже высокие показатели работоспособности при чрезмерном напряжении (а тем более срыве) адаптации не позволяют высоко оценить функциональное состояние обследуемого.
В практике спортивной медицины используются различные функциональные пробы - с переменой положения тела в пространстве, задержкой дыхания на вдохе и выдохе, натуживанием, изменением барометрических условий, пищевыми и фармакологическими нагрузками и др. Но в данном разделе мы коснемся лишь основных проб с физическими нагрузками, обязательных при обследовании занимающихся физическими упражнениями. Эти пробы часто называют пробами сердечно-сосудистой системы, поскольку главным образом используются методы исследования кровообращения и дыхания (частота сердечных сокращений, артериальное давление и пр.), но это не совсем правильно, эти пробы следует рассматривать шире, поскольку они отражают функциональное состояние всего организма.
Классифицировать их можно по разным признакам: по структуре движения (приседания, бег, педалирование и пр.), по мощности работы(умеренная, субмаксимальная, максимальная), по кратности, темпу, сочетанию нагрузок (одно- и двухмоментные, комбинированные, с равномерной и переменной нагрузкой, нагрузкой нарастающей мощности), по соответствию нагрузки направленности двигательной деятельности обследуемого - специфические (например, бег для бегуна, педалирование для велосипедиста, бой с тенью для боксера и т. п.) инеспецифические (с одинаковой нагрузкой при всех видах двигательной деятельности), по используемой аппаратуре («простые и сложные»), повозможности определять функциональные сдвиги во время нагрузки («рабочие») или только в восстановительном периоде («послерабочие») и т.п.
Идеальная проба характеризуется: 1) соответствием заданной работы привычному характеру двигательной деятельности обследуемого и тем, что не требуется освоения специальных навыков; 2) достаточной нагрузкой, вызывающей преимущественно общее, а не локальное утомление, возможностью количественного учета выполненной работы, регистрации «рабочих» и «послерабочих» сдвигов; 3) возможностью применения в динамике без большой затраты времени и большого количества персонала; 4) отсутствием негативного отношения и отрицательных эмоций обследуемого; 5) отсутствием риска и болезненных ощущений.
Для сравнения результатов исследования в динамике важны: 1) стабильность и воспроизводимость (близкие показатели при повторных измерениях, если функциональное состояние обследуемого и условия обследования остаются без существенных изменений); 2) объективность (одинаковые или близкие показатели, полученные разными исследователями); 3) информативность (корреляция с истинной работоспособностью и оценкой функционального состояния в естественных условиях).
Преимущество имеют пробы с достаточной нагрузкой и количественной характеристикой выполненной работы, возможностью фиксации «рабочих» и «послерабочих» сдвигов, позволяющие охарактеризовать аэробную (отражающую транспорт кислорода) и анаэробную (способность работать в бескислородном режиме, т.е. устойчивость к гипоксии) производительность.
Противопоказанием к тестированию является любое острое, подострое заболевание либо обострение хронического, повышение температуры тела, тяжелое общее состояние.
С целью увеличения точности исследования, уменьшения доли субъективизма в оценках, возможности использования проб при массовых обследованиях важно применять современную вычислительную технику с автоматическим анализом результатов.
Для того чтобы результаты были сравнимы при динамическом наблюдении (для слежения за изменениями функционального состояния в процессе тренировки или реабилитации), необходимы одинаковые характер и модель нагрузки, одинаковые (или весьма близкие) условия внешней среды, времени суток, режима дня (сон, питание, физические нагрузки, степень общего утомления и т.п.), предварительный (до исследования) отдых не менее 30 мин, исключение дополнительных воздействий на обследуемого (интеркуррентные заболевания, прием медикаментов, нарушения режима, перевозбуждение и др.). Перечисленные условия полностью относятся и к обследованию в условиях относительного мышечного покоя.
Оценить реакцию испытуемого на нагрузку можно по показателям, отражающим состояние различных физиологических систем. Обязательным является определение вегетативных показателей, поскольку изменение функционального состояния организма больше отражается на менее устойчивом звене моторного акта - вегетативном его обеспечении. Как показали наши специальные исследования, вегетативные показатели при физических нагрузках менее дифференцированы в зависимости от направленности двигательной деятельности и уровня мастерства и больше обусловлены функциональным состоянием к моменту обследования. В первую очередь это относится к сердечнососудистой системе, деятельность которой теснейшим образом связана со всеми функциональными звеньями организма, во многом определяя его жизнедеятельность и механизмы адаптации, и поэтому в значительной степени отражает функциональное состояние организма в целом. Видимо, в связи с этим методы исследования кровообращения в клинике и спортивной медицине разработаны наиболее подробно и широко используются при любом обследовании занимающихся. При пробах с субмаксимальными и максимальными нагрузками на основании данных о газообмене и биохимических показателях оцениваются также обмен, аэробная и анаэробная работоспособность.
При выборе метода исследования определенное значение имеет направленность двигательной деятельности занимающегося и его преимущественное влияние на то или иное функциональное звено организма. Например, при тренировке, характеризующейся преимущественным проявлением выносливости, кроме исследования сердечно-сосудистой системы, обязательно определение показателей, отражающих функцию дыхания, кислородный обмен и состояние внутренней среды организма, при сложнотехнических и координационных видах спорта - состояние центральной нервной системы и анализаторов, при скоростно-силовых видах, а также в процессе реабилитации после травм и заболеваний опорно-двигательного аппарата, после заболеваний сердца - показателей кровоснабжения и сократительной способности миокарда и т.д.
Определение до и после нагрузки частоты и ритма сердечных сокращений, артериального давления, снятие ЭКГ обязательны во всех случаях. Получившую в последнее время широкое распространение (особенно при физиологических и спортивно-педагогических исслдованиях) оценку реакции на нагрузку только по пульсовой ее стоимости (например, в классическом варианте степ-теста и пробы PWC-170) нельзя признать достаточной, поскольку одна и та же ЧСС может отражать разное функциональное состояние обследуемого, например хорошее при сопряженных и неблагоприятное при разнонаправленных изменениях ЧСС и артериального давления. Одновременно с подсчетом пульса измерение артериального давления позволяет судить о взаимосвязи разных компонентов реакции, т.е. о регуляции кровообращения, а электрокардиография - о состоянии миокарда, в наибольшей степени страдающего при чрезмерной нагрузке.
Улучшение функционального состояния проявляется экономизацией реакции при стандартных нагрузках умереной интенсивности: кислородный запрос удовлетворяется при меньшем напряжении обеспечивающих систем, главным образом кровообращения и дыхания. При предельных, выполняемых до отказа нагрузках более тренированный организм способен к большей мобилизации функций, что и обусловливает способность выполнить эту нагрузку, т.е. более высокую работоспособность. При этом сдвиги в дыхании, кровообращении, внутренней среде организма могут быть весьма значительными. Однако способность к максимальной мобилизации функций тренированного организма, установленная еще B.C. Фарфелем в 1949 г., благодаря совершенной регуляции используется рационально - лишь тогда, когда предъявленные требования действительно являются максимальными. Во всех остальных случаях действует основной защитный механизм саморегуляции - тенденция к меньшему отклонению от физиологического равновесия при более целесообразной взаимосвязи сдвигов. С улучшением функционального состояния развивается способность к правильному функционированию в широком диапазоне временного изменения гомеостаза: между экономизацией и максимальной мобилизационной готовностью существует диалектическое единство.
Таким образом, при оценке реакции на физическую нагрузку решающим фактором должна быть не величина сдвигов (конечно, при условии, что они находятся в пределах допустимых физиологических колебаний), а их соотношение и соответствие выполненной работе. Совершенствование условно-рефлекторных связей, установление согласованной работы органов и систем, усиление взаимосвязей между разными звеньями функциональной системы (главным образом двигательных и вегетативных функций) при физических нагрузках - важный критерий оценки реакций.
Функциональный резерв организма тем выше, чем меньше при нагрузке степень напряжения регуляторных механизмов, чем выше экономичность и стабильность функционирования эффекторных органов и физиологических систем организма при определенных (заданных) действиях и чем выше уровень функционирования при экстремальных воздействиях.
П.Е. Гуминер и Р.Е. Мотылянекая (1979) различают три варианта регулирования: 1) относительную стабильность функций в большом диапазоне мощности, что отражает хорошее функциональное состояние, высокий уровень функциональных возможностей организма; 2) снижение показателей при повышении мощности работы, что указывает на ухудшение качества регулирования; 3) повышение сдвигов при увеличении мощности, что свидетельствует о мобилизации резервов в затрудненных условиях.
Важнейший и почти абсолютный показатель при оценке адаптации к нагрузке и тренированности - быстрота восстановления. Даже очень большие сдвиги при быстром восстановлении не могут оцениваться отрицательно.
Применяемые при врачебном обследовании функциональные пробы можно условно разделить на простые и сложные. К простым относятся пробы, выполнение которых не требует специальных приспособлений и большой затраты времени, поэтому применение их доступно в любых условиях (приседания, прыжки, бег на месте). Сложные пробы выполняются с помощью специальных приспособлений и аппаратов (велоэргометр, третбан, гребной станок и пр.).
Простые пробы (Котова - Демина, Белоковского, Серкина - Иониной, Шатохина, комбинированная проба Летунова)
Они делятся на одно- двухмоментные и комбинированные. Первые характеризуются однократной нагрузкой - 20 приседаний, бег на месте в темпе 180 шагов/мин в течение 2 и 3 мин (проба Котова Демина и др.). При двух- и трехмоментных пробах нагрузка выполняется повторно с небольшими интервалами. При этом нагрузки могут быть одинаковыми (например, повторный бег на месте в течение 10 с - проба Белоковского) или различными, как при пробе Серкина и Иониной (поднимание гири, бег на месте в течение 15 с с максимальной интенсивностью и задержкой дыхания), пробе Пашона - Мартине (сочетание ортопробы с 20 приседаниями), пробе Шатохина и соавт. (сочетание ортопробы с Гарвардским степ-тестом и др.).
Невозможность точного учета выполненной работы и сравнительно небольшая нагрузка ограничивают использование этих проб во врачебно-спортивной практике, главным образом при массовых исследованиях, но при соблюдении строго одинаковых условий и они могут дать определенную информацию.
При хорошем функциональном состоянии обследуемого ЧСС после 20 приседаний увеличивается не более чем до 78-110 уд/мин, систолическое артериальное давление - до 120-140 мм рт. ст. при снижении диастолического на 5-10 мм, восстановление до исходных величин происходит за 2-5 мин, при 3-минутном беге на месте ЧСС увеличивается на 50-70% по сравнению с исходным уровнем, систолическое артериальное давление увеличивается на 15-40 мм.рт.ст., а диастолическое уменьшается на 5-20 мм.рт.ст., востановительный период продолжается 3-4 мин. У слаботренированных лиц сдвиги более значительны, восстановление затягивается.
При изучении влияния физических нагрузок на различные органы и системы организма, часто для оценки функционального состояния человека используют функциональные пробы.
Оценка функционального состояния системы внешнего дыхания осуществляется по величине максимальной вентиляции легких (МВЛ), на которую оказывают влияние состояние дыхательных мышц и сила их выносливости.
Оценка функциональной подготовленности осуществляется с помощью физиологических проб (тестов) ССС и дыхательной системы. Это и одномоментная проба с приседанием (20 приседаний за 40 с) и ЧСС за 15с с пересчетом на 1 мин сразу после окончания приседаний. 20 ударов пульса и менее - отлично, 21 - 40 - хорошо, 41 - 65 - удовлетворительно, 66-75 - плохо.
Проба Штанге (задержка дыхания на вдохе). Средний показатель - 65с.
Проба Генчи (задержка дыхания на выдохе). Средний показатель - 30с.
Проверка воздействия физических нагрузок, используемых на занятиях по физическому воспитанию, является надежным средством показания отклонений в состоянии здоровья или снижению показателей физического развития и физической подготовленности. С этой целью можно использовать методы врачебно-педагогического контроля:
· пульсометрию;
· спирометрию;
· пробы с задержкой дыхания после вздоха (после выдоха);
· определение артериального давления и др. методы.
Таким образом, важным компонентом комплексного врачебного обследования студентов, наряду с оценкой состояния здоровья, является тестирование общей работоспособности. С помощью тестирования определяются функциональные возможности организма, выявляются слабые звенья адаптации к физическим нагрузкам, уточняется диагностика отклонений в состоянии здоровья, осуществляется контроль за динамикой функционального состояния на отдельных этапах учебного процесса, что позволяет вносить необходимые коррективы в ход учебного процесса.
В практике физического воспитания при комплексном обследовании для определения физического состояния или физической (функциональной) подготовленности используются тесты или батареи тестов.
Тест
Тест - это оценка физического состояния или физической подготовленности (способности) занимающегося.
Различают три группы тестов:
1. Контрольные упражнения - это могут быть дистанции бега, либо время пробегания дистанций.
2. Стандартные функциональные пробы - это регистрация ЧСС, оценка скорости пробегания дистанций при частоте сердечных сокращений 160 уд/мин.
3. Максимальные функциональные пробы.
При самой строгой стандартизации результаты теста должны обладать достаточной надежностью, т.е. высокой степенью совпадения результатов при повторном тестировании одних и тех же людей в одинаковых условиях.
Чтобы увеличить надежность теста, надо увеличить его длину, т.е. увеличить число серий. Поскольку коэффициент надежности вариативен, необходимо всегда указывать как и на ком проводится тест.
Важнейшей характеристикой теста является его информативность. Информативность теста - это степень точности, с которой тест измеряет свойство, для оценки которого он используется. Информативность иногда называют валидностью. Информативность теста предполагает ответ на два частных вопроса:
· что измеряет данный тест?
· как точно он измеряет?
При проведении тестирования необходимо соблюдать следующий порядок проведения тестов:
1. На гибкость.
2. На быстроту.
3. На силу.
4. На скоростную выносливость.
5. На силовую выносливость
6. На физическую работоспособность.
7. На общую выносливость.
Возможность оценки физического состояния испытуемых существенно расширяется, если в процессе использования тестовых программ регистрировать физиологические параметры
4. Самоконтроль: его методы, показатели и критерии оценки
Самоконтроль (индивидуальный контроль) – это система наблюдений за состоянием своего здоровья, физического развития, физической работоспособности и их изменением под влиянием занятий физической культурой и спортом.
Основными задачами самоконтроля являются:
а) Осознать внимательное отношение к своему здоровью.
б) Освоить методику самонаблюдений, научиться четко и правильно фиксировать показатели индивидуального контроля.
в) Научиться правильно анализировать, оценивать и делать выводы по результатам самоконтроля.
г) Стремиться получить новые знания о своем организме, здоровье, необходимые для правильного физического воспитания.
Методика самоконтроля при занятиях физическими упражнениями состоит из наблюдения и анализа объективных и субъективных показателей состояния организма.
Субъективными показателями называются те индивидуальные ощущения человека в данный момент по уровню состояния своего организма, которые он может адекватно воспроизвести.
К субъективным показателям относятся:
1. Самочувствие – отражает состояние всего организма и, главным образом, состояние центральной нервной системы. Оценивается как хорошее, удовлетворительное, плохое. При правильных, систематических и регулярных занятиях отмечается ощущение бодрости, жизнерадостности, энергии, желание и необходимость выполнять физическую деятельность.
2. Работоспособность – возможность человека выполнять мотивированную деятельность на заданном уровне эффективности в течении определенного времени. Отмечается как высокая, средняя и низкая работоспособность.
3. Сон – оценивается продолжительность, глубина и нарушения, то есть трудное засыпание, кошмары, бессонница и прочее.
4. Аппетит – отмечается его наличие, а именно хороший, удовлетворительный, плохой. При глубоких стадиях переутомления отмечается отсутствие аппетита.
5. Болевые ощущения – фиксируются по месту их локализации, характеру (острые, тупые, режущие) и силе проявления.
К объективным показателям относятся те, которые можно измерить и выразить количественно:
1. Антропометрические – рост, вес, окружность грудной клетки.
2. Функциональные – частота сердечных сокращений, частота дыхательных движений, артериальное давление, жизненная ёмкость легких.
3. Силовые показатели отдельных групп мышц, динамометрия правой и левой кистей, становая сила.
4. Результаты в контрольных упражнениях и тестах .
50909 0
Функциональные пробы позволяют оценивать общее состояние организма, его резервные возможности, особенности адаптации различных систем к физическим нагрузкам, которые в ряде случаев имитируют стрессорные воздействия.
Ведущим показателем функционального состояния организма является общая физическая работоспособность (ФР), или готовность производить физическую работу. Общая ФР пропорциональна количеству механической работы, которую человек способен выполнять длительно и с достаточно высокой интенсивностью, и в значительной мере зависит от производительности системы транспорта кислорода.
Все функциональные пробы классифицируются по 2 критериям: характеру возмущающего воздействия (физические нагрузки, перемена положения тела, задержка дыхания, натуживание и др.) и типу регистрируемых показателей (систем кровообращения, дыхания, выделения и др.).
Общим требованием к возмущающим воздействиям является их дозировка в конкретных количественных величинах, выраженных в единицах системы СИ. Если в качестве воздействия используется физическая нагрузка, ее мощность должна выражаться в ваттах, энергограты — в джоулях и т.д. Когда характеристика входного воздействия выражается количеством приседаний, частотой шагов при беге на месте и тому подобное, надежность получаемых результатов существенно снижается.
В качестве регистрируемых после пробы показателей используют физиологические константы, имеющие определенную шкалу измерений. Для их регистрации применяют специальную аппаратуру (электрокардиограф, газоанализатор и др,).
Одним из объективных критериев здоровья человека является уровень ФР. Высокая работоспособность служит показателем стабильного здоровья, низкие ее значения рассматриваются как фактор риска Для здоровья. Как правило, высокая ФР связана с большей двигательной активностью и более низкой заболеваемостью, в том числе и сердечно-сосудистой системы.
В понятие ФР (в английской терминологии — Physical Working Capacity — PWC) авторы вкладывают различное содержание, однако основной смысл каждой из формулировок сводится к потенциальной возможности человека выполнить максимум физического усилия.
ФР — комплексное понятие, которое определяется морфофункциональным состоянием различных органов и систем, психическим статусом, мотивацией и др. Поэтому заключение о величине ФР можно составить только на основе комплексной оценки. В практике спортивной медицины ФР оценивают с помощью многочисленных функциональных проб, которые предполагают определение резервных возможностей организма на основе ответных реакций сердечнососудистой системы. С этой целью предложено более 200 различных тестов.
Неспецифические функциональные пробы
Основные неспецифические функциональные пробы, применяемые при исследовании состояния здоровья спортсменов, можно условно разделить на 3 группы.1. Пробы с дозированной физической нагрузкой: одномоментные (20 приседаний за 30 с, 2-минутный бег на месте в темпе 180 шагов в минуту, 3-минутный бег на месте, 15-секундный бег в максимальном темпе и т.д.), двухмоментные (сочетание 2 стандартных нагрузок) и комбинированная трехмоментная проба Летунова (20 приседаний, 15-секундный бег и 3-минутный бег на месте). Кроме того, к этой группе относятся велоэргометрические нагрузки, степ-тест и т.п.
2. Пробы с изменением внешней среды. В эту группу входят пробы с вдыханием смесей, содержащих различный (повышенный или пониженный по сравнению с атмосферным воздухом) процент 02 или С02, задержка дыхания, нахождение в барокамере и т.п.; пробы, связанные с воздействием различной температуры, — холодовые и тепловые.
3. Фармакологические (с введением различных веществ) и вегетативно-сосудистые (ортостатическая, глазо-сердечная и т.п.) пробы и др.
В функциональной диагностике используются также специфические пробы, имитирующие деятельность, характерную для конкретного вида спорта (бой с тенью — для боксера, работа в гребном аппарате — для гребца и т.д.).
При всех этих пробах можно исследовать изменения показателей функции различных систем и органов и по этим изменениям оценить реакцию организма на определенное воздействие.
При оценке функционального состояния сердечно-сосудистой системы выделяют 4 типа реакций на нагрузку: нормотонический, астенический, гипертонический и дистонический. Выявление того или иного вида реакций позволяет судить о регуляторных нарушениях системы кровообращения, а следовательно, косвенно — о работоспособности (рис. 2.7).
Рис. 2.7. Типы реакции ЧСС и АД на стандартную физическую нагрузку: Л — нормотонический; Б — гипертонический; В — ступенчатый; Г — дисгонический; Д — гипотонический
Несмотря на то что при использовании функциональныx проб можно получить более ценную информацию о возможностях организма по сравнению с исследованием в состоянии мышечного покоя, объективное суждение о ФР человека на основании полученных результатов затруднительно. Во-первых, полученная информация позволяет лишь качественно характеризовать ответную реакцию организма на нагрузку; во-вторых, точное воспроизведение любой из проб невозможно, что приводит к ошибкам в оценке полученных данных; в-третьих, каждая из таких проб связана с включением ограниченного мышечного массива, что делает невозможной максимальную интенсификацию функций.
Установлено, что наиболее полное представление о функциональных резервах организма может быть составлено в условиях нагрузок, при которых задействовано не менее 2/3 мышечного массива. Такие нагрузки обеспечивают предельную интенсификацию функций всех физиологических систем и позволяют не только выявить глубинные механизмы обеспечения ФР, но и обнаружить пограничные с нормой состояния и скрытые проявления недостаточности функций. Подобные нагрузочные тесты получают все большее распространение и клинической практике, физиологии труда и спорта.
ВОЗ разработаны следующие требования к тестированию с нагрузками: нагрузка должна подлежать количественному измерению, точному воспроизведению при повторном применении, вовлекать в работу не менее 2/3 мышечного массива и обеспечивать максимальную интенсификацию физиологических систем; характеризоваться простотой и доступностью; полностью исключать сложнокоординировапные движения; обеспечивать возможность регистрации физиологических показателей во время выполнения теста.
Количественное определение ФР имеет большое значение при организации физического воспитания населения различных возрастно-половых групп, разработке двигательных режимов для лечения и реабилитации больных, определении степени утраты трудоспособности и т.д.
Во время врачебного контроля чаще всего используются функциональные пробы с задержкой дыхания, пробы с изменениями положения тела в пространстве и пробы с физической нагрузкой.
1. Пробы с задержкой дыхания
Проба с задержкой дыхания во время вдоха (проба Штанге). Проба выполняется в положении сидя. Исследуемый должен сделать глубокий вдох и задержать дыхание как можно дольше (сжимая нос пальцами). Длительность времени перерыва в дыхании отсчитывают секундомером. В момент выдоха секундомер останавливают. У здоровых, но нетренированных лиц время задержки дыхания колеблется в пределах 40-60 сек. у мужчин и 30-40 сек. у женщин. У спортсменов это время увеличивается до 60-120 сек. у мужчин и до 40-95 сек. у женщин.
Проба с задержкой дыхания во время выдоха (проба Генчи). Сделав обычный выдох, исследуемый задерживает дыхание. Длительность перерыва в дыхании отмечается секундомером. Секундомер останавливают в момент вдоха. Время задержки дыхания у здоровых нетренированных лиц колеблется в пределах 25-40 сек. у мужчин и 15-30 сек. – у женщин. У спортсменов наблюдают значительно высшие показатели (до 50-60 сек. в мужчин и 30-50 сек. у женщин).
Следует отметить, что функциональные пробы с задержкой дыхания характеризуют в первую очередь функциональные способности сердечно-сосудистой системы, проба Штанге к тому же отображает стойкость организма к недостаточности кислорода. Способность к длительной задержке дыхания зависит определенным образом от функционального состояния и мощности дыхательных мышц.
2. Пробы с изменениями положения тела в пространстве
Функциональные пробы с изменениями положения тела позволяют оценить функциональное состояние вегетативной нервной системы: симпатического (ортостатическая) или парасимпатического (клиностатическая) ее отделов.
Ортостатическая проба. После пребывания в положении лежа на протяжении не менее чем 3-5 мин. у исследуемого подсчитывают частоту пульса за 15 сек. и результат умножают на 4. Тем самым определяют исходную частоту сердечных сокращений за 1 мин. После чего исследуемый медленно (за 2-3 сек.) встает. Сразу после перехода в вертикальное положение, а затем через 3 мин. стояния (то есть когда показатель ЧСС стабилизируется) у него снова определяют частоту сердечных сокращений (по данным пульса за 15 сек., умноженными на 4).
Нормальной реакцией на пробу является увеличение ЧСС на 10-16 ударов за 1 мин. сразу после подъема. После стабилизации этого показателя через 3 мин. стояние ЧСС несколько уменьшается, но на 6-10 ударов за 1 мин. выше чем в горизонтальном положении. Более сильная реакция свидетельствует о повышенной реактивности симпатической части вегетативной нервной системы, что присуще недостаточно тренированным лицам. Более слабая реакция наблюдается в случае сниженной реактивности симпатической части и повышенного тонуса парасимпатической части вегетативной нервной системы. Более слабая реакция, как правило, сопровождает развитие состояния тренированности.
Клиностатическая проба. Данную пробу проводят в обратном порядке: ЧСС определяется после 3-5 мин. спокойного стояния, потом после медленного перехода в положение лежа, и, наконец, после 3 мин. пребывание в горизонтальном положении. Пульс подсчитывают также при 15-ти секундных интервалах времени, умножая результат на 4.
Для нормальной реакции характерно снижения ЧСС на 8-14 ударов за 1 мин. сразу после перехода в горизонтальное положение и некоторое повышение показателя после 3 мин. стабилизации, но ЧСС при этом на 6-8 ударов за 1 мин. ниже, чем в вертикальном положении. Большее снижение пульса свидетельствует о повышенной реактивности парасимпатической части вегетативной нервной системы, меньше – о сниженной реактивности.
Во время оценки результатов орто- и клиностатической проб необходимо учитывать, что непосредственная реакция после изменения положения тела в пространстве указывает главным образом на чувствительность (реактивность) симпатического или парасимпатического отделов вегетативной нервной системы, тогда как реакция, измеряемая через 3 мин. характеризует их тонус.
3. Пробы с физической нагрузкой
Функциональные пробы с физической нагрузкой используются преимущественно для оценки функционального состояния и функциональных способностей сердечно-сосудистой системы.
Функциональные пробы на восстановление :
При проведении функциональных проб на восстановление используется стандартная физическая нагрузка. Как стандартная нагрузка у нетренированных лиц чаще всего применяется проба Мартине-Кушелевского (20 приседаний за 30 сек.); у тренированных лиц – комбинированную пробу Летунова.
Проба Мартине-Кушелевского (20 приседаний за 30 сек.).
У исследуемого перед началом пробы определяют исходный уровень АД и ЧСС в положении сидя. Для этого налагают манжету тонометра на левое плечо и через 1-1,5 мин. (время, необходимое для исчезновения рефлекса, который может появиться при наложении манжеты) измеряют АД и ЧСС. Частоту пульса подсчитывают за 10-ти сек. интервал времени до тех пор, пока не будет получено три одинаковых цифры подряд (например, 12-12-12). Результаты исходных данных записывают во врачебно-контрольную карту (ф.061/у).
Потом, не снимая манжеты, исследуемому предлагают выполнить 20 приседаний за 30 сек. (руки должны быть вытянутые вперед). После нагрузки исследуемый садится и на 1-й минуте восстановительного периода на протяжении первых 10 сек. у него подсчитывают частоту пульса, а на протяжении следующих 40 сек измеряют АД. В последние 10 сек. 1-й мин. и на 2-й и 3-й минутах восстанавливаемого периода за 10-ти сек. интервалы времени опять подсчитывают частоту пульса до тех пор, пока он не вернется до исходного уровня, причем одинаковый результат должен повториться три раза подряд. Вообще рекомендуется подсчитывать частоту пульса не менее 2,5–3-х минут, поскольку существует возможность возникновения “негативной фазы пульса” (то есть уменьшение его величины ниже от исходного уровня), который может быть результатом избыточного повышения тонуса парасимпатической нервной системы или следствием вегетативной дисфункции. Если пульс не вернулся к исходному уровню на протяжении 3-х минут, (то есть за период, который считается нормальным) восстановительный период следует считать неудовлетворительным и подсчитывать пульс в дальнейшем нет смысла. После 3-х мин. измеряют последний раз АД.
Комбинированная проба Летунова.
Проба состоит из 3-х последовательных многообразных нагрузок, которые чередуются с интервалами отдыха. Первая нагрузка – 20 приседаний (используется в качестве разминка), второе – бег на месте на протяжении 15 сек. с максимальной интенсивностью (нагрузка на скорость) и третье – бег на месте на протяжении 3-х мин. в темпе 180 шагов в 1 мин. (нагрузка на выносливость). Длительность отдыха после первой нагрузки, на протяжении которого измеряют ЧСС и АД, составляет 2 мин., после второго – 4 мин. и после третьего — 5 мин.
Таким образом, данная функциональная проба позволяет оценить приспособленность организма к физическим нагрузкам разнообразного характера и разнообразной интенсивности.
Оценка результатов вышеприведенных проб осуществляется путем изучения типов реакции сердечно-сосудистой системы на физическую нагрузку. Возникновение того или другого типа реакции связано с изменениями гемодинамики, которые происходят в организме при выполнении мышечной работы.
