Биологические модели оценки физической работоспособности (Шустов. Профессор Шустов Евгений Борисович, заместитель директора нцбмт фмба россии по научной работе
 Скачать 2.73 Mb.
|
|
профессор Шустов Евгений Борисович, заместитель директора НЦБМТ ФМБА России по научной работе 1 Сферы исследования физической работоспособности Спортивная медицина Военная медицина Медицина катастроф Медицина экстремальных состояний Авиационная и космическая медицина Морская медицина, медицина глубоководных работ и аварийно-спасательного дела Клиническая медицина (оценка медицинских технологий восстановления после тяжелых заболеваний и угрожающих жизни состояний) 2 Оценка физической работоспособности в спортивной медицине Неспецифическая выносливость Статическая Динамическая Специфическая выносливость (прыжковая плавательная, ударная …) Аэробная работоспособность Смешанная аэробно- анаэробная работоспособность Анаэробная работоспособность 3 Явно оцениваемые качества деятельности спортсменов Скорость (короткие и средние дистанции - все виды бега, плавания, лыжных и конькобежных гонок, велоспорт …) Сила (тяжелая атлетика, метания диска, копья, толкание ядра, бокс и другие единоборства) Выносливость – способность противостоять утомлению (длинные дистанции бега, плавания, лыжных и конькобежных гонок, велоспорт, игровые виды спорта …) Координированность (гимнастика, единоборства, игровые виды спорта, стрельба …) 4 Неявно оцениваемые качества деятельности спортсменов Психологическая готовность (стресс-устойчивость, собранность, способность к мобилизации, спортивная злость …) Функциональные резервы (реакция на нагрузку сердечно- сосудистой и дыхательной систем, резервы вегетативной и эндокринной регуляции, уровень гликогена в тканях, глюкозы в крови, кислородная емкость крови …) Скорость восстановления (активность адаптивного протеинсинтеза, глюконеогенеза, утилизации лактата, ресинтеза гликогена и креатинфосфата …) Адаптируемость (адаптация к росту физических нагрузок, климато-географических факторов, смене суточных ритмов …) 5 Биомодели для оценки неспецифической статической выносливости Удержание животного на скользком вертикальном стержне 6 Время удержания животных на скользком вертикальном стержне Характер статистического распределения не приводится к нормальному Для обработки необходимо использовать интервальный метод Позволяет оценить снижение статической выносливости, но не ее повышение Эффективен как скрининговый метод оценки сохранности работоспособности при использовании фармакологических средств 7 Тест на силу хватки В динамике позволяет оценивать как снижение, так и повышение статического компонента неспецифической выносливости Скрининговый тест оценки влияния препаратов на статическую выносливость 8 Биомодели для оценки неспецифической динамической выносливости Тест вынужденного (предельного) плавания – модификация теста отчаяния Порсолта В зависимости от груза, можно получать режимы аэробной (2 – 5% от массы тела), смешанной аэробно- анаэробной (7-10%), смешанной анаэробно- аэробной (12,5% от массы тела) или преимущественно анаэробной (15% от массы тела)нагрузки. 9 Вынужденное (предельное)плавание животных с грузом Тест позволяет дифференцировать животных на подгруппы в зависимости от уровня выносливости В зависимости от температуры воды можно выполнять исследования, ориентированные на различные температуры внешней среды (жара для бегунов и велосипедистов, холод для лыжников, конькобежцев и биатлонистов) Б 0 20 40 60 80 100 120 5 9 13 17 20 Время плавания, мин Ч а с т о т а в с т р е ча е м о с т и , % частота встречаемости кумулятивная частота 10 Вынужденное плавание животных с грузом Пример оценки влияния фармпрепаратов (семакс, семакс + мексидол) методом вынужденного плавания 0 10 20 30 40 50 <95 120 145 170 195 220 245 270 295 Длительность плавания, с ч а ст о та в ст р е ч а е мо ст и , % Плацебо Семакс Комплекс 11 Исследование на рота-роде Три режима исследования: Определение максимальной скорости вращения вала, при котором животное удерживается не более 15 сек – тест на координированность двигательных реакций Определение суммарного времени ходьбы по вращающемуся валу при фиксированной не критической скорости – тест на выносливость Подсчет запрыгиваний на вал при критической скорости его вращения – тест на специфическую прыжковую выносливость 12 Пример использования теста рота-род для оценки влияния курсового применения фармакологического средства 0 50 100 150 200 250 300 350 400 7 14 21 28 Дни исследования % о т и с х о д н о го Контроль Семакс 13 Бег мини-пигов на тредбане Требуется предварительный отбор и обучение животных (бегают не более 30% животных) Для свиньи бег – это стресс, поэтому модель более приближена к соревновательному периоду спортсмена 14 Пример использования теста бега мини-пигов на тредбане для оценки эффективности курсового применения препарата Идебенон 15 Бег мини-пигов на тредбане У мини-пигов можно записать ЭКГ до и после нагрузки и оценить реакцию сердечно- сосудистой системы, а также ее функциональные резеры Можно провести в динамике забор крови через катетер из хвостовой вены и оценить изменения гематологических, биохимических и эндокринных показателей 16 Бег мини-пигов на тредбане У мини-пигов можно провести прямой анализ потребления кислорода при нагрузке по динамике насыщения кислородом гемоглобина венозной крови Особенности статистического распределения значений ЧСС мини-пигов в покое и при физической нагрузке позволяют предположить возможность разработки для них аналога показателя PWC170 и непрямого расчета МПК 0 10 20 30 40 50 60 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 значения ЧСС ч а с т о т а в с т р е ч а е м о с т и , % фон стресс 17 Методика челночного плавания для оценки процессов утомления 18 Методика челночного плавания В ходе челночного плавания выявляются 4 фазы работоспособности – стартовой работоспособности, умеренного утомления, выраженного утомления и срыва работоспособности. Основные показатели модели: Скорость плавания (на этапе А) Выносливость – показатель предельного числа заплывов Работоспособность – суммарная длительность или расстояние в фазах Б и В Утомляемость – отношение предельной продолжительности заплыва к его номеру. 0 10 20 30 40 50 60 70 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 заплывы се к А Б В Г 19 Модификации теста челночного плавания Варьирование дополнительным грузом (приближает нагрузки к спортивным или военным) Варьирование температурой воды (приближение к нагрузкам в неблагоприятных климатических условиях) 0 10 20 30 40 50 60 70 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 52 56 60 заплывы с е к А Б В Г 20 Методика челночного плавания Интегральная групповая оценка влияния фармакологических средств на процессы утомления проводится методом линейной регрессии. Степень влияния на утомление определяется по динамике (в сравнении с плацебо) тангенса угла наклона регрессионной прямой 0 20 40 60 80 100 10 20 30 40 50 60 70 80 заплывы сек контроль фумарат сукцинат L-малат LD-малат метапрот 21 Кинезогидродинамическая модель (принципиальная схема) Обозначения: 1 – чаша; 2, 3, 4, 5 – торцевые и боковые стенки чаши, соответственно; 6 и 7 – сообщающиеся с атмосферой водосборники; 8 и 9 – входные и сливные отверстия, соответственно; 10 и 11 – трубопроводы; 12 – циркуляционный насос; 13 – регулятор скорости вращения; 14 – домик-приманка; 15 – емкостной датчик отключения системы прокачки; 16 – калибровочная шкала; 17 – датчики перемещения; 18 – видеокамера сопровождения; 19 – датчик температуры; 20 – узел подогрева или охлаждения прокачиваемой жидкости; 21 – компьютер; 22 –стартовое положение животного; 23 – финишное положение животного 22 Кинезогидродинамическая модель Модель применима как для оценки неспецифической, так и специфической (плавательной) выносливости Позволяет анализировать финишный рывок За счет варьирования скорости встречного потока можно задавать разные режимы нагрузки 23 Кинезогидродинамическая модель Позволяет прямо определять скоростные характеристики и влияние на них фармакологических средств При применении принципа челночного плавания позволяет анализировать прямые показатели работоспособности, выносливости, утомления и восстановления 24 Влияние изменения медиаторного пейзажа мозга крыс на показатели кинезогидродинамической модели Скорость Средняя скорость, м/сек 0 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 0,12 Контроль Ацетилхолин ГАМК Серотонин Дофамин Норадреналин фон 1-й день 2-й день 3-й день 25 Влияние изменения медиаторного пейзажа мозга крыс на показатели кинезогидродинамической модели Работоспособность Общее расстояние, м 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Контроль Ацетилхолин ГАМК Серотонин Дофамин Норадреналин фон 1-й день 2-й день 3-й день 26 Влияние изменения медиаторного пейзажа мозга крыс на показатели кинезогидродинамической модели Выносливость Общее время плавания, сек 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 Контроль Ацетилхолин ГАМК Серотонин Дофамин Норадреналин фон 1-й день 2-й день 3-й день 27 Влияние изменения медиаторного пейзажа мозга крыс на показатели кинезогидродинамической модели Утомление Общее количество заплывов в группе 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Контроль Ацетилхолин ГАМК Серотонин Дофамин Норадреналин фон 1-й день 2-й день 3-й день 28 Модель боя самцов Анализируемым показателем является напряжение, подаваемое на токовую площадку. Модель позволяет выявлять динамику эмоционального состояния при применении фармакологических средств (повышение тока – эмоциональная стабильность, толерантность к стрессу, снижение тока – эмоциональная лабильность, взрывчатость, агрессивность) 29 Биомодели в интересах спортивной фармакологии Объект Методика Оцениваемые качества Мыши Время удержания на скользком вертикальном стержне Статический компонент неспецифической выносливости Вынужденное (предельное) плавание с грузом Динамический компонент неспецифической выносливости Челночное плавание Выносливость, утомляемость, скорость, работоспособность 30 Биомодели в интересах спортивной фармакологии Объект Методика Оцениваемые качества Крысы Сила хватки кистей Статический компонент неспецифической выносливости Вынужденное (предельное) плавание с грузом Динамический компонент неспецифической выносливости Рота-род Координированность, неспецифическая выносливость, специфическая (прыжковая) выносливость Кинезогидродинамическая модель Скоростные характеристики, работоспособность, выносливость, утомление Бой самцом Эмоциональное состояние (толерантность к стрессу, импульсивность, агрессивность) 31 Биомодели в интересах спортивной фармакологии Объект Методика Оцениваемые качества Мини- пиги Бег на тредбане Динамический компонент неспецифической выносливости Работоспособность Физиологические и биохимические реакции на нагрузку, функциональные резервы Общая выносливость (поглощение кислорода при нагрузке) Скорость восстановления 32 Основные проблемы биомоделей в спорте Практически отсутствуют модели специфической выносливости для основной массы видов спорта Нет моделей для оценки силовых характеристик Малая распространенность наиболее информативных моделей: кинезогидродинамической, челночного плавания, бега мини-пигов Модель рота-род используется практически только как модель неспецифической выносливости 33 Научный центр биомедицинских технологий ФМБА России Благодарю за внимание !!! Наш сайт: www.scbmt.ru 35 |