Метода медицинская реабилитация. Теоретические и практические аспекты физической
 Скачать 1.42 Mb.
|
|
Понятие общей физической работоспособности и толерантности к физическим нагрузкам Физическая работоспособность проявляется в различных формах мышечной деятельности и зависит от физической «формы» или готовности (пригодности) к физическим усилиям. ВОЗ определяет физическую работоспособность (англ. – physical work capacity) как потенциальную способность человека проявить максимум физического усилия в статической, динамической и смешанной работе. Есть сведения, что по физической работоспособности исследуемых лиц возможно судить о состоянии здоровья, о социально-гигиенических и социально-экономических условиях жизни людей, о результатах подготовки к трудовой, спортивной и военной обстановке. В практике врача спортивной медицины количественное определение физической работоспособности необходимо: 1. При организации физического воспитания населения различных возрастных и половых групп для оценки функциональных резервов организма и дифференциальной 22 диагностики отдельных сердечных заболеваний в массовом спорте и спорте высших достижений. 2. При отборе, планировании и прогнозировании учебно-тренировочных нагрузок спортсменов. З. При организации двигательного режима больных в клиниках и центрах реабилитации, при проведении врачебно-трудовой экспертизы. Физическая работоспособность является интегративным выражением возможностей человека и входит в понятие его здоровья и характеризуется рядом объективных факторов.К ним относятся: 1) телосложение и антропометрические показатели; 2) мощность, емкость и эффективность механизмов энергопродукции аэробным и анаэробным путем; 3) сила и выносливость мышц; 4) нейромышечная координация; 5) состояние опорно-двигательного аппарата; 6) нейроэндокринная регуляция, как процессов энергоресурсов, так и энергообразования; 7) психическое состояние. Количественной мерой физической работоспособности принято считать кгм, ватт, джоули, ньютоны. 1 ватт = 6,12 кгм/мин (кгм – единица работы, которая равна работе силы, перемещающей тело в 1 кг на расстояние 1 м); 1 дж = кгм/сек 2 ; 1 ньютон = 1кг/сек 2 (ньютон – сила, которая телу массой 1 кг сообщает ускорение 1 м/сек 2 ). У разных людей развитие отдельных компонентов физической работоспособности резко отличается. Она зависит от наследственности и внешних условий, профессии, уровня или характера физической активности, вида спорта. Факторы, которые влияют на физическую работоспособность • унаследованный уровень максимального потребления кислорода; • возраст, пол, физическое развитие; • развитость мышечного аппарата, уровень его капилляризации и процент медленно сократительных (красных) мышечных волокон; • концентрация гемоглобина в крови; • унаследованная склонность к тренировкам; • функциональное состояние кардио-респираторной системы, особенно сократительности миокарда. Корреляция между отдельными факторами варьирует в широких пределах. Несомненно, влияние на физическую работоспособность оказывает и самочувствие человека, его состояние здоровья, сопротивляемость по отношению к повреждающим факторам. Максимальное проявление физической работоспособности в значительной мере зависит от мотивации индивидуума. Взаимосвязаны также проявления аэробной и анаэробной мощности. Однако связь между физическими качествами, например гибкостью и мышечной силой, с одной стороны и аэробной мощностью с другой, может не обнаруживаться. В узком смысле физическую работоспособность рассматривают как функциональное состояние кардио-респираторной системы. И это оправдано, так как в повседневной жизни интенсивность физической активности невысокая и имеет выраженный аэробный характер (лимитируется системой транспорта кислорода, внешним дыханием, сердечно-сосудистой системой, состоянием крови). 23 Поэтому при массовых исследованиях часто ограничиваются определением максимума аэробной мощности (VО 2 max). Во время тестирования физической работоспособности используют разные стандартные нагрузки на велоэргометре, тредмилл или степ-тест: постепенное увеличение нагрузки с периодами отдыха; постепенное увеличение нагрузки; беспрерывное увеличение нагрузки до необходимого уровня; одномоментная непрерывная равномерная нагрузка. Клинические и функциональные признаки толерантности к физическим нагрузкам. Систематическое воздействие адекватной физической нагрузки на организм человека приводит к структурно-функциональной перестройке, характеризующейся экономизацией физиологических функций (понижение частоты дыхания, сердечных сокращений и артериального давления; включению в обмен веществ балластных жиров, дающих вдвое большую энергоемкость, чем усвоение с пищей дорогостоящих белков и углеводов, что при ожирении сопровождается постепенным похуданием) в покое и при дозированных физических воздействиях, расширению физиологических резервов (увеличение жизненной емкости легких, ударного объема сердца и насыщения организма кислородом, повышению тонуса организма, иммунитета, выносливости, физической и умственной работоспособности, уменьшению заболеваемости от простудных, сердечно-сосудистых и соматических воспалительных процессов), повышению устойчивости организма к патогенным воздействиям неблагоприятных экологических факторов окружающей среды (радиация, интоксикации, соли тяжелых металлов), замедлению процессов старения и повышению биологического возраста. Это более выражено под воздействием физических циклических упражнений и тренировок (медленный бег, быстрая ходьба, велосипед, лыжи, коньки, плавание и т.п.), чем под влиянием ациклических гимнастических, игровых, скоростных, скоростно-силовых и силовых упражнений и тренировок. Но особенно вредно наличие гипокинезии (гиподинамии), вызывающей выше перечисленные проявления общей и сердечно-сосудистой заболеваемости, появление ожирения и нарушений опорно- двигательного аппарата, также уменьшение продолжительности жизни. Снижение физической работоспособности ниже среднего уровня (1,5 Вт/мин/кг массы тела) у практически здорового человека формирует симптомокомплекс, характеризующейся одышкой при умеренной физической нагрузке, снижением профессиональной работоспособности и быстрой утомляемостью, различными нервно-соматическими и вегето- сосудистыми расстройствами и ранними признаками старения. Для определения толерантности к физической нагрузке ее интенсивность постепенно увеличивают под контролем состояния организма и наличие первых признаков неадекватной реакции – ее называют порогом толерантности и нагрузку прекращают. Достижение порога толерантности к физической нагрузке лучше определять с помощью ЭКГ: снижение или повышение сегмента ST на 0,1-0,2 мВ; повышение или снижение вольтажа зубца Т в грудных отведениях на 25%, снижение вольтажа зубца R на 50%: появление аритмии и нарушение функции проводимости, экстрасистолии. Методы определения физической работоспособности: 1. По величине работы при стандартной ЧСС – нахождение мощности той работы, при которой пульс возрастает до стандартного уровня – субмаксимальный тест PWC 170 (PWC 170 – для лиц до 30 лет, PWC 150 , PWC 130 – старшего возраста). PWC 170 – аббревиатура, составленная из первых букв выражения Physical Working Capacity (физическая работоспособность). Тест рекомендован ВОЗ для определения физической работоспособности спортсменов и физкультурников. Физическая работоспособность в тесте PWC 170 выражается величиной мощности нагрузки, которую испытуемый может совершить, при ЧСС, равной 170 уд/мин. Выбор именно этой частоты основан на том, что зона оптимального функционирования сердечно-сосудистой системы находится в диапазоне 170-190 уд/мин. Таким образом, с помощью этого теста можно 24 определить ту мощность нагрузки, при которой еще сохраняется оптимальное функционирование сердечно-сосудистой системы. Вторая физиологическая закономерность, лежащая в основе теста, заключается в том, что взаимосвязь между ЧСС и мощностью выполняемой физической нагрузки имеет линейный характер вплоть до ЧСС, равной 170 уд/мин. В практике врачебного контроля применяют два варианта теста PWC 170 : а) велоэргометрический и б) тест, в котором нагрузка выполняется в виде восхождений на ступеньку. Методика проведения теста.Испытуемому предлагают выполнить две нагрузки разной мощности (W 1 и W 2 ): на велоэргометре или восхождение на ступеньку, продолжительностью по 5 мин. каждая с 3-минутным перерывом. В конце каждой нагрузки определяют ЧСС (соответственно f 1 и f 2 ) . Для подсчета частоты пульса рекомендуют использовать объективные способы регистрации (пульсотахометрия, электрокардиография и др.). На основании полученных данных строят график, где на оси абсцисс откладывают мощность нагрузки (W 1 и W 2 ), на оси ординат – соответствующую ЧСС. На пересечении перпендикуляров, опущенных в соответствующие точки осей графика, находят координаты 1 и 2. Учитывая, что между ЧСС и мощностью физической нагрузки имеется линейная зависимость, через координаты 1 и 2 проводят прямую вплоть до пересечения ее с перпендикуляром, восстановленным из точки ЧСС, соответствующей 170 уд/мин (координата 3). Из нее опускают перпендикуляр на ось абсцисс, получая, таким образом, значение мощности нагрузки при ЧСС, равной 170 уд/мин. Для упрощения процедуры нахождения PWC 170 предложена формула: PWC 170= W 1 + ( W 2 - W 1 ) х (170 - f 1 / f 2 - f 1 ), где: PWC 170 – мощность физической нагрузки при ЧСС, равной 170 уд/мин; W 1 и W2 – мощность первой и второй нагрузки (Вт или кгм/мин), f 1 и f 2 – ЧСС в конце первой и второй нагрузок. У здоровых молодых нетренированных мужчин величины PWC 170 колеблются в пределах 120-180 Вт (в среднем 2,8 Вт/кг), а у женщин – 75-125 (2,0 Вт/кг). У спортсменов этот показатель выше в два и более раз. Оценка уровня физической трудоспособности PWC 170 , Вт/кг: < 1,6 – низкий; 1,61 –2,0 – ниже среднего; 2,01-2,2 – средний; 2,21-2,5 – выше среднего; > 2,51 – высокий. 2. По величине пульсовой стоимости стандартной работы (разработчик теста кафедра ЛФК и спортивной медицины НМУ им. А.А. Богомольца) – восхождение на четыре этажа стандартного здания медленным темпом (80 шагов/мин) с пульсометрией. Оценивается в Пульс/Вт (пульс, уд./мин; исполненная работа, Вт (по формуле: А = М х 1,83, где М – масса тела)). Полученное значение сравнивается с опреденными градациями и по ним оценивается физическая трудоспособность обследуемого. 3. По индексу восстановления пульса после стандартной работы – индекс Гарвадского степ-теста (ИГСТ) Гарвардский степ-тест основан на регистрации ЧСС после дозированной физической нагрузки и позволяет оценить количественно ход восстановительных процессов. Физическая нагрузка представляет собой восхождение на ступеньку высотой 50 см для мужчин и 43 см для женщин. Время восхождения 5 мин, частота подъемов с переменой ног – 30 раз в 1 мин. Если испытуемый не в состоянии выполнить нагрузку в течение 5 мин, регистрируется время фактически проделанной работы. Частоту пульса регистрируют в положении сидя в первые 30 сек второй, третьей, четвертой минут восстановительного периода. Результаты тестирования выражают в виде индекса (ИГСТ): t x 100 / (f1+f2+f3) x 2 где t – время восхождения на ступеньку в заданном темпе (300 сек при полностью выполненной пробе), а f1, f2 и f3 – частота пульса за первые 30 сек соответственно второй, третьей, четвертой минут восстановления. 25 Как правило, повышение уровня физической тренированности сопровождается увеличением ИГСТ, детренированность – снижением и невозможностью выполнить нагрузку полностью. Следует учитывать, что общая нагрузка при проведении степ-теста достаточно велика, поэтому проба может быть рекомендована лишь здоровым. Индекс Гарвардского степ-теста и оценка физической тренированности: менее 55 – плохая; 55-64 – ниже среднего; 65-79 – средняя; 80-89 – хорошая; 90 и более – отличная. 4. По величине максимального потребления кислорода (МПК) – между мощностью нагрузки и пульсом (до 170 уд/мин) и потреблением кислорода существует прямолинейная связь. Величина МПК является важнейшим показателем, характеризующим максимальную производительность системы транспорта кислорода, физическую работоспособность, предельные возможности (мощность) аэробного энергообразования (максимальной аэробной способности). Высокие показатели МПК являются надежным свидетельством значительного сердечного, дыхательного, эндокринного и других физиологических резервов организма, иными словами – высокого уровня соматического здоровья индивида. Прямое определение МПК.Испытуемый выполняет физическую нагрузку, мощность которой ступенеобразно возрастает вплоть до невозможности продолжать работу. Нагрузка дозируется при помощи велоэргометра или бегущей дорожки; при этом с помощью газоанализатора определяют величину потребления кислорода. Величина МПК зависит не только от мощности физической нагрузки, но и мышечной массы, вовлекаемой в работу при проведении пробы. Например, если работа выполняется руками, то величина МПК ниже действительной. Прямое определение МПК используется лишь при контроле за спортсменами высшей квалификации. Непрямое определение МПК. В оздоровительной физической тренировке и массовом спорте используется метод непрямого определения МПК: испытуемому предлагают выполнить однократную нагрузку на велоэргометре либо путем подъема на ступеньку высотой 40 см для мужчин и 33 см для женщин в течение не менее 5 мин; определяют ЧСС. Расчет МПК производят по специальной номограмме Астранда (рис. 1), в которой учтен пол, достигнутая ЧСС при физической нагрузке, ее мощность (в случае степэргометрии – масса тела). На шкале А и Б номограммы Астранда (в зависимости от пола обследуемого) отмечается величина нагрузки субмаксимальной мощности. Найденная точка прямой линией соединяется со шкалой 1, на которой представлены значения потребления 0 2 , а затем со шкалой 2, отражающей ЧСС для данного пола при выполненной работе. Точка пересечения линии со шкалой 3 соответствует значению МПК (л/мин). В качестве единицы мощности работы в номограмме используют 1 кг/м/мин, что составляет 0,167 Вт. Точность номографического определения МПК по номограмме Астранда вполне удовлетворительная. Она повышается, если испытуемому задают нагрузку, вызывающую учащение пульса свыше 140 уд/мин. Разработаны также поправочные коэффициенты, позволяющие учитывать возраст испытуемых (табл. 4). Для детей и подростков младше 15 лет разработана специальная номограмма (Гюртлер). Таблица 4 Возрастные коэффициенты при расчете МПК по номограмме И. Астранда Возраст, годы 15 25 35 40 45 50 55 60 65 Коэффициент 1,10 1,00 0,87 0,83 0,78 0,75 0,71 0,68 0,65 Массовые исследования с использованием номограммы позволили установить нормативную оценку уровня МПК для практически здоровых лиц разного пола и возраста. Это позволило распределить обследуемых на, так называемые, функциональные классы аэробной способности: ФК I – низкий; ФК II – ниже среднего; ФК III – средний; ФК IV – выше среднего; ФК V – высокий. 26 Рис. 1. Номограмма Астранда. Тесты Руфье, Навакки, Купера, методика проведения и оценка результатов тестирования: Тест Руфье.Индекс Руфье (ИР) рассчитывают по формуле: ИР = [4(Р 1 +Р 2 +Р 3 )- 200]:10, где Р 1 – пульс на лучевой артерии за 15 с в положении обследуемого сидя; Р 2 – пульс сидя сразу же после выполнения 20 приседаний за 45 с. с выбросом рук вперед; Р з – пульс за 15 с. через минуту. Результаты оцениваются по величине индекса от 0 до 15. Меньше 3 – хорошая работоспособность; 3-6 – средняя; 7-9 – удовлетворительная; 10-14 – плохая (средняя сердечная недостаточность); 15 и выше – неудовлетворительная (сильная степень сердечной недостаточности). Тест Навакки.Своеобразной разновидностью максимального теста с регистрацией лишь «критической» мощности без данных газоанализа является тест Навакки. Его достоинства – информативность, простота, возможность унифицировать результаты исследования. Тест рекомендован ВОЗ для широкого применения. Для проведения теста 27 необходим лишь велоэргометр. Нагрузка индивидуализируется в зависимости от массы тела испытуемого. Тест начинается с исходной нагрузки 1 Вт/кг массы тела и через каждые 2 мин увеличивается на эту же величину. Регистрируют максимальную достигнутую мощность и время ее удержания (в пределах 2 мин). В момент «отказа» потребление 0 2 у испытуемого близко к максимальному, ЧСС также достигает максимальных значений. Тест пригоден для исследования как тренированных, так и нетренированных лиц; возможно, его использование и в восстановительном лечении для дозирования нагрузки в процедуре ЛГ и оценки эффективности реабилитационного процесса. В последнем случае начинать пробу нужно с нагрузки 0,25 Вт/кг массы тела обследуемого. Нормальная работоспособность у нетренированных (мощность 3 Вт/кг, удерживаемая в течение 2 мин.) соответствует максимальному потреблению кислорода (МПК) 42-44 мл/кг/мин, т.е. среднему функциональному классу (ФК) аэробной способности по Астранду для мужчин в возрасте 20-50 лет. Выборочные исследования показывают, что среди мужчин Европейской части СНГ подобным уровнем физической работоспособности обладают всего 5-8 % (Г.Л. Апанасенко). В таблице 5 приведена оценка результатов теста Навакки для здоровых лиц. Таблица 5 Оценка результатов теста Навакки Мощность нагрузки, Вт/кг Время работы на каждой ступеньке, мин Оценка физической работоспособности 2 1 Низкая работоспособность у нетренированных лиц 3 1 Удовлетворительная работоспособность у нетренированных лиц 3 2 Нормальная работоспособность у нетренированных лиц 4 1 Удовлетворительная работоспособность у спортсменов 4 2 Хорошая работоспособность у спортсменов 5 1-2 Высокая работоспособность у спортсменов 6 1 Очень высокая работоспособность у спортсменов Тест Купера. Для лиц, систематически занимающихся оздоровительной физической тренировкой или массовыми видами спорта (не менее 6 мес), с целью определения ФК аэробной способности и получения достоверной информации о МПК можно проводить тестирование общей выносливости. Между показателями МПК и уровнем развития общей выносливости существует высокая степень связи – коэффициент корреляции более 0,8. Корреляция между результатами 12 минутного бегового теста Купера (км) и МПК (мл/кг/мин), соответственно, составляет: менее 1,6 км – менее 25,0 мл/мкг/мин; 2,01-2,0 км – 25,1-33,7 мл/мкг/мин; 2,01-2,4 км – 33,8-42,5 мл/мкг/мин; 2,41-2,8 км – 42,6-51,5 мл/мкг/мин; более 2,8 км – 51, 6 и более мл/кг/мин. Таблица 6 |