Понятие о физической работоспособности Физическая работоспособности

Понятие о физической работоспособности Физическая работоспособности проявляется в различных формах мышечной деятельности. Она зависит от «физической нормы» или готовности человека, его пригодности к физической работе, физической культуре и спортивной деятельности. Физическая работоспособность – потенциальная способность человека проявить максимум физического усилия в статической, динамической или смешанной работе. В повседневной жизни и в своей профессиональной деятельности человек использует только небольшую долю физической работоспособности. На более высоком уровне она проявляется, например, в спорте, когда квалифицированный спортсмен в условиях соревнований устанавливает личный рекорд. В борьбе за жизнь, в опасных условиях границы физических возможностей человека оказываются еще выше. И, наконец, в медицинской практике встречаются лица с психическим возбуждением, демонстрирующие чрезвычайную силу, далеко превзойдя все «нормы» . Т. о. , любое проявление физической работоспособности и даже «максимум усилия» – величина условная и ее следует рассматривать как относительную.

Определение толерантности к физическим нагрузкам При определении физической работоспособности у людей среднего и пожилого возраста, а также у больных с заболеваниями сердечно-сосудистой системы, легких и др. болезнями необходимо установить переносимость физических нагрузок и тот максимальный уровень, при котором выполняемая нагрузка еще не связана с риском осложнения имеющегося заболевания или появления патологической реакции. Особое место занимает велоэргометрический тест с исследованием толерантности к физическим нагрузкам при диагностике скрытопротекающей ИБС, определении выраженности коронарной недостаточности и величины коронарного резерва. Определение заключается в том, что обследуемый выполняет ряд нагрузок возрастающей мощности на велоэргометре до тех пор, пока не появятся субъективные или объективные признаки переносимости тестирующей нагрузки. При обнаружении таких признаков велоэргометрию прекращают. Нагрузку, при которой впервые наблюдались признаки неадекватной реакции организма, называют пороговой нагрузкой. ЧСС при этом считают предельно допустимой и называют ЧСС на пороге толерантности.

Нагрузочное тестирование проводится в следующих случаях: § с целью определения профессиональной пригодности, подготовленности к спортивным занятиям (допуск) и другим видам физической активности; § для выявления функционального состояния сердечно- сосудистой и дыхательной системы здоровых и больных людей; § для суждения об эффективности программ лечения и реабилитации; § нагрузочное тестирование является стимулом в укреплении здоровья и повышении работоспособности. По интенсивности нагрузки различают максимальные и субмаксимальные тесты. При максимальных тестах интенсивность нагрузки увеличивается вплоть до максимума аэробной мощности, выше которой потребление кислорода перестает возрастать или до полного изнеможения обследуемого. В субмаксимальных тестах используют нагрузки меньшей интенсивности.

Виды нагрузок: v Непрерывная нагрузка равномерной интенсивности. Мощность работы может быть одинаковой для всех обследуемых или она устанавливается в зависимости от состояния здоровья, пола, возраста и физической подготовленности. v Ступенеобразно повышающаяся нагрузка с интервалами отдыха после каждой «ступени» . Увеличение мощности и продолжительности интервалов варьируется в зависимости от задач исследования; v Непрерывная работа равномерно (или почти равномерно) повышающейся мощности с быстрой сменой последующей ступени без интервалов отдыха; v Непрерывная ступенеобразно повышающаяся нагрузка без интервалов отдыха, при которой кардио- респираторные показатели достигают устойчивого состояния на каждой ступени.

Методы дозирования нагрузок Ш Нагрузки, применяемые в двигательном тестировании должны отвечать следующим требованиям: Ш нагрузка должна быть такой, чтобы можно было измерить проделанную работу и в дальнейшем ее точно повторить; Ш должна существовать возможность изменения интенсивности нагрузки (темп упражнения) в нужных пределах; Ш при кардиопульмональных тестах в работу должна вовлекаться по возможности большая масса мышц; Ш тестовая нагрузка должна быть достаточно простой и доступной, не требующей особых навыков или высокой координации движений; Ш преимущество следует отдать таким видам нагрузки, при которых регистрация показателей возможна непосредственно во время выполнения физической работы.

Организация тестирования и меры предосторожности • При проведении двигательных тестов, особенно у лиц, не занимающихся спортом, в условиях максимальных нагрузок, могут возникнуть разные осложнения, в большинстве случаев связанные с перегрузкой обследуемого. Нагрузочное тестирование проводят в присутствии врача, а члены бригады, проводящей обследование должны быть хорошо подготовлены к оказанию I помощи. В лаборатории должен быть аппарат для искусственной вентиляции легких, дефибриллятор, медикаменты для лечения аритмии, выраженной гипо -, гипертензии, стенокардии, острой сердечной недостаточности и т. д. Перед тестированием надо уточнить историю болезни обследуемого и снять ЭКГ покоя. Основные противопоказания к нагрузочному тестированию • острый период заболевания; повышенная температура тела; • угрожающий или свежий инфаркт миокарда и трехмесячный период начальной реконвалесценции; острый миокардит; стеноз аорты. Показания для прекращения нагрузки теста: • прогрессирующая боль в груди; выраженная одышка; чрезмерное утомление и недомогание; бледность или цианоз кожи лица, холодный пот; пошатывание или спотыкание; невнятная речь в ответ на вопросы; • чрезмерное повышение АД, не соответствующее возрасту обследуемого и величине нагрузки; понижение систолического АД; • отклонения на электрокардиограмме: суправентрикулярная и желудочковая пароксизмальная тахикардия; появление преждевременных желудочковых систол, наслаивающихся на зубец Т предыдущего комплекса, нарушения проводимости; горизонтальное или нисходящее снижение интервала SТ больше чем на 0, 2 м. В.

В субмаксимальных тестах при прекращении работы рекомендуется исходить из ЧСС Верхняя граница ЧСС в субмаксимальном нагрузочном тесте Возраст Граница ЧСС 20 -29 лет 170 30 -39 160 40 -49 150 50 -59 140 60 и более 130 Исходная нагрузка и «ступени» при проведении субмаксимального теста выбираются в зависимости от пола, возраста, физической подготовленности и состояния здоровья. Для ориентации могут быть рекомендованы следующие нормы; для детей: исходная мощность 25 Вт, затем 50, 75, 100 и т. д. для мужчин: вначале 50 Вт, затем 100, 150 и т. д. для женщин: вначале 25 Вт, затем 50, 75, 100 и т. д.

Классификация функциональных проб Различают следующие виды воздействий, используемые при тестировании спортсменов: 1) Физическую нагрузку (проба 20 приседаний за 30 сек, 2 -3 мин бег на месте с частотой 180 шагов в мин, степ-тест, велоэргометрия, третбан или тредмил). Эти виды мышечной работы относятся к неспецифическим формам воздействия, за исключением велоспорта и бега на средние и длинные дистанции. 2) Изменение положения тела в пространстве - ортостатическая и клиностатическая пробы. В положении испытуемого лежа подсчитывают пульс за 10 или 15 секи пересчитывают его на 1 мин. Регистрируют АД, после чего обследуемый медленно и спокойно встает. Снова подсчитывают пульс и измеряют АД. При разнице в частоте пульса до 12 за 1 мин реакция считается нормальной, 18 и более - неблагоприятной. Клиностатическая проба заключается в определении разницы в частоте пульса при переходе из положения стоя в положение лежа, что характеризует состояние тонуса парасимпатического отдела вегетативной нервной системы. При нормальном тонусе пульс замедляется не более чем на 6 ударов в минуту. Для оценки результатов необходимо иметь в виду, что непосредственная реакция указывает главным образом на чувствительность симпатического (ортостатическая проба) или парасимпатического ( клиностатическая проба) отдела нервной системы, тогда как отставленная реакция измеряемая спустя 3 мин - на его тонус. 3) Дозированное натуживание – осуществляется с помощью манометра, в который испытуемый выполняет выдох. 4) Изменение газового состава вдыхаемого воздуха - заключается в уменьшении напряжения кислорода во вдыхаемом воздухе ( гипоксическая проба). 5) Введение лекарственных веществ - используется с целью дифференциальной диагностики между нормой и патологией.

Проба 20 приседаний за 30 сек Через 1, 5 -2 мин после наложения манжеты на левую руку начинается подсчет пульса в положении обследуемого сидя в покое. Пульс считают непрерывно по 10 секундным отрезкам до его стабилизации и трехкратного повторения одной и той же частоты. После этого измеряют АД. Затем испытуемому предлагают, не снимая манжеты тонометра в течение 30 с провести 20 приседаний с выпрямлением рук вперед. Темп можно задавать метрономом. Сразу после приседаний испытуемый садится, включают секундомер и в течение первых 10 с подсчитывают пульс, а за оставшееся до окончания 1 -й мин восстановительного периода время (50 с) измеряют АД. С начала 2 -й мин восстановительного периода по 10 с отрезкам определяют частоту пульса до трехкратного повторения исходной величины. В заключение пробы измеряют АД. Критерием для оценки пробы является возбудимость пульса, характер реакции АД на нагрузку и время восстановления пульса к исходной величине. Возбудимость пульса ~ учащение пульса по отношению к исходному, выраженное в %: в норме 60 -80%.

Характер реакции АД на нагрузку выражается одним из пяти возможных типов. 1. Нормотонический тип наряду с учащением пульса характеризуется отчетливым повышением систолического давления (не более 50% от исходного); диастолическое давление не меняется или слегка понижается; пульсовое давление увеличивается. 2. Гипертонический тип характеризуется более выраженным, чем при нормотоническом типе учащением пульса, резким повышением систолического АД (более 60 -80% от исходного) и повышением диастолического АД на 10 мм рт ст. Наблюдается в начальной стадии НЦД по гипертоническому типу, при перетренировке. 3. Гипотонический тип реакции характеризуется значительным учащением пульса (возбудимость более 100%), систолическое АД слабо или совсем не повышается, пульсовое давление понижается. Такая реакция объясняется снижением сократительной функции сердца. 4. Дистонический тип реакции характеризуется появлением феномена «бесконечного тона» , т. е. давление диастолическое равно нулю. Это свидетельствует об астенизации организма (переутомление, перетренировка). 5. Ступенчатый тип реакции характеризуется тем, что систолическое давление непосредственно после нагрузки ниже, чем на 2 -й или 3 -й минуте восстановительного периода. Характерен для переутомления и перетренировки. Время восстановления пульса к исходной величине после 20 приседаний не превышает 3 -х минут

Тест определения физической работоспособности, PWC 170 Функциональную пробу, основанную на определении мощности мышечной нагрузки, при которой ЧСС повышается до 170 уд/мин, обозначают как пробу Sjostrand или как тест PWC 170 (от первых букв английского обозначения термина "физическая работоспособность" – Physical Working Capacity) Определение ФР при помощи теста PWC 170 базируется на двух хорошо известных из физиологии мышечной деятельности фактах: 1) учащение сердцебиения при мышечной работе прямо пропорционально ее мощности; 2) степень учащения сердцебиения при всякой физической нагрузке обратно пропорциональна способности испытуемого выполнять мышечную работу данной мощности, т. е. ФР Методика проведения теста PWC 170 Испытуемому предлагается последовательно выполнить две нагрузки умеренной интенсивности (например, 500 и 1000 кгм/мин) с частотой вращения педалей 60 -80 об/мин, разделенные трехминутным интервалом отдыха. Каждая нагрузка продолжается 5 мин, в конце ее в течение 30 с определяется ЧСС аускультативным методом (стетофонендоскопом) или регистрируется (для тех же целей) ЭКГ. Наиболее рационально расчеты PWC 170 производить путем подстановки значений ЧСС и мощности работы в формулу (В. Л. Карпман, 1974): PWC 170 = W 1 + (W 2–W 1)*(170 f 1)/(f 2 -f 1)

Мощность 2 -ой нагрузки, рекомендуемая для определения PWC 170 Мощность 1 -ой нагрузки Мощность 2 -ой нагрузки (W 2), кгм/мин ЧСС при W 1, (W 1) кгм/мин 300 400 уд/мин 500 600 700 800 900 90 -99 100 -109 110 -119 120 -129 1000 850 700 600 1200 1000 800 700 1400 1200 1000 850 1600 1400 1200 1000 1800 1600 1400 1200 1900 1700 1500 1300 2000 1800 1600 1400

С помощью этих таблиц несложно выбрать мощность задаваемых нагрузок. Критерием того, что они подобраны правильно, может служить ЧСС в конце нагрузок. Тахикардия в конце 1 -й нагрузки должна достигать 100 -120 уд/мин, а в конце 2 -й нагрузки – 160 -170 уд/мин. Если данные требования выполняются, погрешность в определении PWC 170 будет практически ничтожной. Тест PWC 170 характеризуется достаточной методологической корректностью. Важным достоинством пробы PWC 170 является то, что в процессе тестирования наблюдается субъективное отношение испытуемого к исследованию. Определение PWC 170 графическим методом осуществляется следующим образом: мощность двух последовательно выполненных нагрузок откладывается на оси абсцисс, а соответствующие им ЧСС – по оси ординат. На пересечении этих величин находим две точки , через которые проводим линию до пересечения с частотой пульса 170 уд/мин. Из найденной третьей точки опускаем перпендикуляр на ось абсцисс, что и определяет мощность работы при пульсе 170 уд/мин, т. е. PWC 170.

Согласно нашим данным (Михалюк Е. Л. , 2004), среди спортсменов в 8, 2% случаев встречаются лица, имеющие массу тела меньше 55 кг, почти 91, 0% - это женщины. Поэтому первую градацию по массе тела, которую рекомендует В. Л. Карпман с соавт. (1998) мы рекомендуем расширить и начинать с 50 кг. В соответствующей таблице представлена мощность первой нагрузки для спортсменов с массой тела от 50 до 59 кг, различающихся направленностью тренировочного процесса. Далее, у спортсменов высокого класса в 28, 6% встречаются лица, имеющие ЧСС покоя на уровне 48 -60 уд/мин и их ЧСС, после первой физической нагрузки на велоэргометре, достигает 85 -90 уд/мин, вместо рекомендуемой 100 -120 уд/мин. Это приводит к необоснованному увеличению мощности 2 -й нагрузки, соответственно увеличению ЧСС после нее больше 170 уд/мин и ошибкам при расчетах физической работоспособности. Нами предложено у спортсменов с ЧСС покоя в пределах 60 -55 уд/мин мощность 1 -ой нагрузки увеличивать на 120 -180 кгм/мин, по сравнению с рекомендуемой, и, соответственно, на 180 -240 кгм/мин, при ЧСС покоя в пределах 54 -48 уд/мин.

Оценка результатов пробы ФР оценивают, анализируя индивидуальную динамику PWC 170 и сравнивая эту величину с нормальными значениями PWC 170 для той или иной категории людей. Чем больше PWC 170, тем большую механическую работу может выполнить человек при оптимальном функционировании кровообращения, тем выше ФР. Существенное влияние на величину PWC 170 оказывают особенности физического развития, поэтому для нивелирования индивидуальных различий в массе тела определяют величины PWC 170 рассчитанные на 1 кг массы тела. Индивидуальные колебания величины PWC 170 определяются и другими факторами: пол, возраст, наследственность, состояние здоровья, уровень физической активности и т. д. У здоровых молодых лиц, не занимающихся спортом мужчин величины PWC 170 колеблются в пределах 850 -1100 кгм/мин, у женщин - 450 -850 кгм/мин, на 1 кг массы составляют соответственно 14, 4 и 10, 2 кгм/мин/кг. ФР по тесту PWC 170 y большинства спортсменов превышает аналогичный показатель у нетренированных, при этом степень увеличения ФР у представителей различных видов спорта неодинакова. Наибольшие величины РWС 170 отмечаются у представителей видов спорта циклического характера, уделяющих особое внимание развитию выносливости.

ТЕСТ КУПЕРА Купер предложил характеризовать физическую работоспособность с помощью 12 -ти минутного теста. Для этого надо преодолеть, возможно, большее расстояние за 12 мин ходьбы, бега, езды на велосипеде. По результатам этого теста можно определить степень физической подготовленности. Например, по результатам бегового 12 -ти мин теста у мужчин в возрасте до 30 лет оценка «очень плохо» если пробежал дистанцию меньше 1, 6 км (у женщин меньше 1, 5 км), «отлично» - у мужчин больше 2, 8 км (у женщин - 2, 65 км и больше). Существуют т. н. функциональные классы аэробной способности: ФКI-низкий, ФКII-ниже среднего, ФКIII-средний, ФКIV-выше среднего ФКV-высокий. Оценка «отлично» - соответствует ФКV, т. е. высокому функциональному классу.

Гарвардский степ-тест Тест заключается в повторных подъемах на ступеньки высотой 50 см для мужчин и 43 см для женщин в течение 5 мин с частотой 30 раз в минуту. По окончании упражнения в положении сидя считают пульс в течение первых 30 сек на 2, 3 и 4 мин восстановительного периода. Результаты тестирования выражаются в виде индекса Гарвардского степ-теста (ИГСТ), рассчитываемого по формуле. t х 100 ИГСТ=-------- , где t=300 сек (f 1+f 2+f 3)x 2 При определении интенсивности, физических нагрузок, по частоте пульса используют 3 показателя: пороговая, пиковая и средняя ЧСС. • Пороговая ЧСС - это наименьшая ЧСС, ниже которой не возникает тренировочного эффекта. • Пиковая ЧСС - наибольшая ЧСС, которая не может быть превышена в процессе занятия. • Средняя ЧСС - соответствует средней интенсивности нагрузки данного тренировочного занятия. Пиковая ЧСС для начинающих оздоровительную тренировку составляет 180– возраст, для физкультурников со стажем занятий более 3 -х лет она составляет 170 -1/2 возраста.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МПК – это количество кислорода, потребляемое испытуемым в течении 1 мин в условиях, когда дальнейшее увеличение интенсивности нагрузки уже не вызывает прироста потребления кислорода. Для его определения используют прямые и непрямые методы. Чаще всего испытуемый выполняет ступенеобразную нагрузку возрастающей интенсивности на велоэргометре. На каждой ступени нагрузки собирают выдыхаемый воздух проводят его анализ. Непрямые методы основаны на существующей линейной зависимости между мощностью нагрузки и ЧСС или потреблением кислорода. МПК = 2, 2 * PWC 170 + 1070 - для спортсменов I разряда и выше МПК = 1, 7* PWC 170 + 1240 - для лиц I-II разряда

Абсолютные значения МПК не могут быть использованы для сравнения работоспособности разных спортсменов, т. к. потребление кислорода в большей степени зависит от массы тела. Поэтому обычно применяется относительное значение потребления кислорода, которое получают путем деления величины МПК на массу тела (в кг). МПК зависит от пола и возраста. У лиц, не занимающихся спортом величины МПК находятся в пределах 25 - 5 1 мл/мин/кг - у мужчин и 29 - 43 мл/мин/кг - у женщин. У спортсменов величины МПК значительно больше. У бегунов стайеров, лыжников, велосипедистов, гребцов и других спортсменов «экстра» класса, тренирующихся на «выносливость» относительное потребление кислорода достигает 80 мл/кг в 1 мин и больше. Определение МПК имеет большое значение в спорте и прежде всего при первичном отборе в видах спорта на выносливость лиц, имеющих большие значения МПК. Кроме того этот показатель является критерием эффективности различных методов тренировки и позволяет прогнозировать результаты соревнований.

КОЛИЧЕСТВЕННАЯ ОЦЕНКА УРОВНЯ ФИЗИЧЕСКОГО ЗДОРОВЬЯ Академиком Н. М. Амосовым в 1987 году был предложен термин “количество здоровья”, которое может быть определено резервными возможностями организма. Оценка здоровья необходима как на индивидуальном так и на популяционном уровнях. Физическое (соматическое) здоровье обуславливает достаточно высокий уровень физической подготовленности, физического развития и работоспособности. До настоящего времени не решен вопрос о том, какая двигательная активность является ведущей в формировании физического здоровья. Большую часть процесса укрепления здоровья справедливо связывают с развитием выносливости. Это обусловлено тем, что именно выносливость обеспечивает разностороннюю адаптацию внутренних органов, расширение резервов сердечно-сосудистой и дыхательной систем, потребность тканей в кислороде. Поэтому по степени развития выносливости судят о физическом здоровье. Учитывая, что его эквивалентом является физическое состояние человека

Среди нескольких корректных концепций (то или иное понимание явления, система взглядов), особое внимание заслуживают “адаптационная” концепция В. П. Казначеева и Р. М. Баевского (1974) и “энергетическая” концепция Г. Л. Апанасенко (1985). В основу первой – положено понятие о том, что адаптационные особенности человека являются мерой его способности сохранять нормальную жизнедеятельность в неблагоприятных условиях. Поэтому, в зависимости от степени напряжения адаптационных механизмов авторы предлагают осуществлять донозологическую диагностику. Без сомнения, выделенные состояния (удовлетворительная адаптация, функциональное напряжение механизмов адаптации, неудовлетворительная адаптация и срыв адаптации) в полной мере характеризуют здоровье. Узким местом этой концепции является то, что дизадаптация и срыв адаптации могут возникать при наличии значительных резервов функций.

В основе концепции Г. Л. Апанасенко лежит биологическая закономерность, которая заключается в том, что существует обусловленный эволюцией порог энергопотенциала биосистемы, выше которого у индивидуума практически не регистрируются ни эндогенные факторы риска, ни хронические соматические заболевания. Ниже этого порога, который назван автором как “безопасный уровень” соматического здоровья индивида, развиваются сначала эндогенные факторы риска, а в случае следующего снижения – хронические соматические заболевания, увеличивается риск смерти. Этот порог количественно определяют по показателям аэробной способности и другим показателям, которые с ними коррелируют. Таким образом, для количественной оценки уровня физического здоровья наиболее принятой методикой можно считать ту, которая основана на определении МПК, которое можно рассчитать по формуле: МПК=ЖЕЛх0, 7.

Предложены также системы количественной оценки уровня физического здоровья при помощи экспресс-методов, когда уровень оценивают, подсчитывая сумму баллов. Рассчитывают индекс массы тела, жизненный и силовой показатели, двойное произведение в состоянии покоя (пульс в покое умножить на АД покоя и разделить на 100), а также время восстановления пульса после 20 приседаний за 30 с. “Безопасный уровень” здоровья по Г. Л. Апанасенко (1989), характеризуется величиной МПК равной 42 мл/мин/кг для мужчин и 35 мл/мин/кг для женщин. Или показателями максимальной мощности нагрузки на велоэргометре, что составляет 3 Вт/кг и 2 Вт/кг, соответственно. Или времени преодоления дистанции 3 км за 14 минут (мужчины) и 2 км за 11 минут 30 с у женщин, а также, размещением между 3 -м и 4 -м уровнями соматического здоровья на шкале экспресс-оценки (что соответствует 12 баллам).

Функціональні класи (ФК) стабільної стенокардії ФК Клинические критерии Больной хорошо переносит обычные физические нагрузки. Приступы стенокардии возникают только при больших, быстро выполненных или длительных нагрузках высокой интенсивности. Толерантность к физической нагрузке высока и зависит от пола, возраста и массы тела. I Для женщин 30 -39 лет составляет 12, 0 кгм/мин/кг, 40 -49 лет – 10, 4 кгм/мин/кг, 50 -59 лет – 8, 0 кгм/мин/кг. Для мужчин, соответственно 13, 0, 11, 5 и 9, 0 кгм/мин/кг. Максимальное потребление кислорода (МЕТ) >7, 0. Небольшое ограничение обычной физической активности. Приступы стенокардии возникают при ходьбе на расстояния более 500 метров, при подъеме более, чем на 1 этаж. Вероятность приступов возрастает при ходьбе в холодную погоду, против ветра, при эмоциональном возбуждении и в II первые часы после пробуждения. Снижение физической нагрузки с возрастанием функционального класса стенокардии составляет 25, 0% для каждого ФК по отношению к предыдущему. Максимальное потребление кислорода (МЕТ)=4, 0 -6, 9.

Функціональні класи (ФК) стабільної стенокардії ФК Клинические критерии Выраженное ограничение обычной физической активности. Приступы стенокардии возникают при ходьбе в среднем темпе (80 -100 шагов в минуту) по ровной поверхности на расстояние III 100 -500 метров, при подъеме на 1 этаж. Возможны редкие приступы в состоянии покоя. Снижение физической нагрузки с возрастанием функционального класса стенокардии составляет 25, 0% для каждого ФК по отношению к предыдущему. Максимальное потребление кислорода (МЕТ)=2, 0 -3, 9. Стенокардия возникает при небольших физических нагрузках, ходьбе по ровной поверхности на расстояние менее 100 метров. Характерны приступы в состоянии покоя. Снижение физической IV нагрузки с возрастанием функционального класса стенокардии составляет 25, 0% для каждого ФК по отношению к предыдущему. Максимальное потребление кислорода (МЕТ)<2, 0.