Учебное пособие В. Ф. Кошелев О. Ю. Малозёмов Ю. Г. Бердникова А. В. Минаев С. И. Филимонова физическое воспит ание сту
 Скачать 4.59 Mb.
|
|
, где t время восхождения, с; f 1 , f 2 ,f 3 пульс за первые 30 с на 2-й, 3-й и 4-й минутах восстановления. При полном выполнении теста, т.е. при поддержании в течение 5-ти минут частоты подъѐмов 30 в минуту, общее время равно 300 с. Индекс оценивается по следующей шкале: меньше 55–функциональные способно- сти ССС низкие; 55–64 – ниже среднего; 65–79 – средние; 80–89– хорошие; более 90 – отличные. Определение физической работоспособности. Физическая работоспо- собность – по определению В.П. Казначеева, – это объѐм мышечной рабо- ты, который может быть выполнен без снижения функциональной актив- ности организма, в первую очередь сердечно-сосудистой и дыхательной систем. Физическая работоспособность – метод объективной оценки функционального состояния и тренированности организма спортсменов. При этом надо учитывать ряд факторов, воздействующих на организм за- нимающихся (мощность, режим выполнения работы, количество участву- ющих мышц, степень приложения мышечной силы, координационную сложность упражнения и т.д.). Для оценки физической работоспособности при двигательном тести- ровании используют совокупность еѐ медицинских (физиологических, биохимических, гематологических) и эргометрических показателей, т.е. уровень адаптации отдельных систем организма к данной нагрузке и ре- зультате проделанной работы (в единицах мощности, времени, работы, си- лы и др.). О величине физической работоспособности можно судить по макси- мальному потреблению кислорода (МПК), и по показателям велоэргомет- рической пробы, а также по степ-тесту. Эти пробы обозначаются как Электронный архив УГЛТУ 287 PWC и PWC 170, что способствует первым буквам английского термина Phisical Working Capacity (физическая работоспособность). Тест базиру- ется на линейной зависимости между ЧСС и мощностью выполняемой работы. Величина PWC соответствует той мощности внешней механиче- ской работы (в кгм/мин), которая приводит к учащению сердцебиений до 170 уд./мин., которая отражает оптимальную мобилизацию возможностей сердца, так как при этом ещѐ сохраняется максимальный ударный объѐм сердца. Для практического определения мощности работы, при которой ЧСС равняется 170 уд./мин., исследуемый выполняет работу 2 раза с раз- ной мощностью. Методика определения PWC (в модификации В.Л. Карпмана с сотр., 1969) заключается в следующем. Спортсмен на велоэргометре последо- вательно выполняет две 5-ти минутные нагрузки с 3–х минутным отды- хом между ними. Сразу после окончания первой и второй нагрузки под- считывается пульс в положении стоя за 10 секунд (с пересчѐтом на 1 минуту). Мощность первой нагрузки выбирается с таким расчѐтом, чтобы пульс в конце 5-й минуты достигал 100–115 уд./мин. Для этого мощ- ность работы должна составлять 400–600 кгм/мин. В конце 5-й минуты второй нагрузки ЧСС должна повыситься до 130–150 уд./мин. Это обес- печивается увеличением мощности нагрузки до 1000–1200 кгм/мин. По- казатель физической работоспособности, при которой ЧСС достигает 170 уд/мин., удобно рассчитать по формуле, предложенной В.Л. Карп- маном и соавт.: , f f f 170 ) N N ( N PWC 1 2 1 1 2 170 гдеN 1 и N 2 – мощности первой и второй работы в кг м/мин.; f 1 и f 2 – ЧСС, уд./мин при первой и второй нагрузках (желательно проводить под- счѐт во время последних 30 с работы, можно в течение 10 с сразу после еѐ окончания). Дозировка нагрузки по показателям физической работоспособности должна проводиться с учѐтом индивидуального уровня физической рабо- тоспособности. У лиц, систематически занимающихся спортом, величины PWC, как правило, выше, чем у неспортсменов и могут достигать 3000 кгм/мин. Физическая работоспособность существенно различается у спортсменов различных специализаций (табл. 24). Наряду с мощностью энергетических систем для оценки здоровья боль- шое значение имеет показатель экономизации расходования энергии. При физических нагрузках она зависит от координации двигательных действий, т.е. техники исполнения движений. В случае плохой координации необходи- мо специально тренировать систему управления действиями, что благотвор- но сказывается на состоянии ЦНС, и в итоге повышается техническое совер- шенство, культура движений и эффективность физиологических затрат. Электронный архив УГЛТУ 288 Таблица 24 Средняя физическая работоспособность по тесту PWC 170 спортсменов- мужчин (мастера спорта) некоторых специализаций (по В.А. Коваленко, 2000) Виды спорта Физическая работоспособность (PWC) кгм/мин кгм/мин Лѐгкая атлетика (бегуны на средние ди- станции) Велоспорт Баскетбол Водное поло Гребля академическая Современное пятиборье Спортивная ходьба Футбол Хоккей Бокс Теннис Прыжки в воду Конный спорт Гимнастика Тяжѐлая атлетика Конькобежный спорт Вольная борьба Классическая борьба Дзю-до Самбо 1694 1670 1625 1637 1619 1594 1548 1523 1428 1360 1260 1195 1115 1044 1148 1588 1700 1500 1600 1540 24,2 22,6 18,7 19,1 21,2 21,7 22,5 21,7 20,1 20,2 18,4 17,7 15,6 16,5 15,2 22,0 21,9 19,3 18,4 20,2 Систематические занятия физическими упражнениями не только сти- мулируют развитие сердечно-сосудистой и дыхательной систем, но и спо- собствуют значительному повышению уровня потребления кислорода. В этом заключается фундамент активности, здоровья и устойчивости орга- низма человека к неблагоприятным факторам. 7.3.2. Дыхательная система Исследования функции лѐгких включает в себя комплексное опреде- ление вентиляции, диффузии и содержания кислорода и углекислоты в ар- териальной крови, в покое и при различных нагрузках (искусственное за- труднение дыхания, мышечная нагрузка, вдыхание обеднѐнных и обога- щѐнных кислородом смесей, введение различных фармакологических ве- ществ и т.д.). К основным параметрам, характеризующим вентиляцию, относятся лѐгочные, частота и глубина дыхания, мощность вдоха и выдоха, сила ды- хательной мускулатуры. Полученные при однократном исследовании в Электронный архив УГЛТУ 289 условиях покоя данные для определения их функционального значения оцениваются по отношению к должной величине и выражаются в процен- тах. Колебания в пределах +15% считаются нормальными. Тесты, позволяющие судить о параметрах системы транспорта кисло- рода, обозначаются как аэробные. С помощью анаэробных тестов оценива- ется способность организма функционировать в условиях двигательной гипоксии, возникающей при интенсивной мышечной работе. Жизненная ѐмкость лѐгких (ЖЕЛ) – объѐм воздуха, полученный при максимальном выдохе, сделанном после максимального вдоха. Этот показа- тель характеризует главным образом силу дыхательных мышц, а также эла- стичность лѐгочной ткани. ЖЕЛ и составляющие еѐ объѐмы определяются методом спирометрии путѐм максимального выдоха в сухой или водяной спирометры после максимального вдоха. При определении ЖЕЛ длитель- ность выдоха по времени не должна превышать длительность задержки ды- хания. Измерение желательно повторить несколько раз с интервалом 0,5–1 минут до получения одинакового результата (выражается в см 3 ). В норме у мужчин величина ЖЕЛ составляет 3800–4200 см 3 , у женщин – 3000–3500 см 3 Величина ЖЕЛ зависит от подвижности лѐгких и грудной клетки, от возраста, пола, физической активности и физической подготовленности, размеров тела и т.д. После 40 лет ЖЕЛ уменьшается тем больше, чем меньше физическая активность человека. Для того, чтобы оценить ЖЕЛ фактическую, еѐ сравнивают с величиной ЖЕЛ, которая должна быть у данного человека (еѐ называют должной), можно пользоваться номограм- мой, теоретически рассчитанной с учѐтом пола, возраста, роста, веса. У тренированных людей ЖЕЛ выше, чем у нетренированных и может достигать 6500–7000 см 3 у мужчин и 4500–5000 см 3 у женщин. Как прави- ло, у женщин ЖЕЛ на 20–25 % меньше, чем у мужчин. Так, например, у «среднего» взрослого здорового мужчины в возрасте 20–30 лет ЖЕЛ со- ставляет 4,8 л, у женщины – 3,6 л, в возрасте 50–60 лет соответственно 3,8 и 3,0 л. У людей с недостаточным физическим развитием или имеющих отклонения в состоянии здоровья ЖЕЛ значительно ниже. Определение ЖЕЛ до и после физической нагрузки называется дина- мической спирометрией, причѐм выравнивание ЖЕЛ в норме происходит в течение 2–3 мин. Увеличение времени восстановления свидетельствует о недостаточности аппарата дыхания. Форсированной ЖЕЛ, или спиромет- рией, называется ЖЕЛ, определѐнная при максимально быстром выдохе. Она составляет 92% ЖЕЛ у мужчин и 90% у женщин. В течение одной се- кунды выдыхается в норме 83% ЖЕЛ. Длительность форсированного вы- доха у здоровых людей равна 1,5–2,5 с. При нарушении бронхиальной проводимости выдох становится длиннее. Во время мышечной работы увеличивается газообмен, усиливаются функции органов дыхания и кровообращения. Их совместная работа по га- зообмену оценивается частотой дыхания (ЧД), дыхательным объѐмом, лѐ- Электронный архив УГЛТУ 290 гочной вентиляцией, ЖЕЛ, кислородным долгом и суммарным запросом потребления кислорода. Дыхательный объѐм – это количество воздуха, которое человек может вдохнуть и выдохнуть в спокойном состоянии. В покое дыхательный объ- ѐм составляет 350–800 мл. Величина дыхательного объѐма зависит от сте- пени тренированности человека к физическим нагрузкам, пола и возраста. Средняя частота дыхания у здорового молодого человека составляет 14–16 циклов в минуту. Дыхательный цикл – это вдох, выдох и пауза. У спортсменов ЧД мо- жет снижаться до 8–10 циклов в минуту за счѐт увеличения глубины дыха- ния. У женщин ЧД на 1–2 цикла больше, чем у мужчин. При физических нагрузках ЧД увеличивается и может составлять у лыжников и бегунов 25– 28 циклов, у пловцов – 36–45 циклов минуту. Глубина и частота дыхания связаны обратной зависимостью, т.е. уча- щѐнное дыхание более поверхностное, глубокое – более редкое. Для различ- ных объѐмов вентиляции оптимальной является разное соотношение частоты и глубины дыхания, обеспечивающее максимальное поглощение кислорода в лѐгких. Отношение вдоха к выдоху 1:1,1. Объѐмная скорость дыхания в нор- ме при вдохе в среднем равна 320 мм/с, при выдохе – 220 мм/с. Дыхание в покое должно быть ритмичным, глубоким. Однако ритм дыхания может меняться при физической нагрузке, в связи с изменением температуры окружающей среды, эмоциональными переживаниями. По частоте дыхания можно судить о величине физической нагрузки. Большую роль в регуляции кислородного обмена играет углекислота. Между концентрацией в крови углекислого газа и доставкой кислорода существуют строго определѐнные соотношения. Удаление углекислого га- за – одного из конечных продуктов дыхательного обмена – ещѐ одна важ- ная функция газообмена в лѐгких. Жизненный индекс – это важный показатель хорошего, гармоничного физического развития, показывающий величину ЖЕЛ, приходящуюся на 1 кг массы тела. Этот индекс определяют отношением ЖЕЛ к массе тела. ) ( ) ( кг Масса мл Жел индекс Жизненный Нормой является показатель у юношей 65–70 мл/кг, у девушек 55–60 мл/кг. С возрастом этот показатель увеличивается, особенно у занимаю- щихся физическими упражнениями и спортом. Жизненный индекс – это важный показатель хорошего, гармоничного физического развития и в от- личие от грудного показателя позволяет оценить развитие самих лѐгких. Лѐгочная вентиляция– объѐм воздуха, который проходит через лѐгкие за 1 минуту. Величина лѐгочной вентиляции определяется умножением дыхательного объѐма на частоту дыхания. Лѐгочная вентиляция в покое составляет 5–9 л, а при выполнении физических упражнений (бег, плава- Электронный архив УГЛТУ 291 ние, езда на велосипеде и др.) она повышается до 120–130 л/мин за счѐт увеличения частоты (в 3–4 раза) и глубины дыхания (5–6 раз). При интен- сивной физической работе у квалифицированных спортсменов она может достигать больших величин, например, при дыхательном объѐме 2,5 л и частоте дыхания 45 циклов в минуту лѐгочная вентиляция составит 112,5 л, т.е. увеличивается в 15 раз по сравнению с состоянием покоя. Резервный объѐм вдоха – количество воздуха, которое человек может дополнительно вдохнуть после нормального вдоха. Резервный объѐм вы- доха – количество воздуха, которое человек может выдохнуть после спо- койного выдоха. Остаточный объѐм – количество воздуха, остающегося в лѐгких после максимального выдоха, определяется газоаналитическим азо- тографом. У здоровых людей определяют оксигемометром. Общая ѐмкость лѐгких – количество воздуха, содержащееся в лѐгких на высоте максимального вдоха. Общая ѐмкость лѐгких равна сумме ЖЕЛ и остаточного объѐма. Лѐгочные объѐмы измеряют с помощью спирометра. Минутный объѐм дыхания (МОД) – это количество воздуха, вентили- руемого в лѐгких за 1 минуту. Помимо потребности в кислороде, величина МОД зависит от количества кислорода, поглощаемого организмом из едини- цы объѐма вентилируемого воздуха, так называемого коэффициента исполь- зования кислорода, равного 35–45 мл кислорода из 1 л вентилируемого воз- духа. Чем выше этот коэффициент, тем лучше используется вентилируемый воздух. Нормальная величина МОД (в условиях основного обмена) составля- ет в среднем 5 л (от 3 до 8,4 л). Методика определения МОД заключается в измерении выдыхаемого воздуха (сухие газовые часы или мешок Дугласа) в течение 2–5 минут с подсчѐтом частоты дыхания, что позволяет рассчитать глубину дыхания. Исследуют МОД в условиях основного обмена. Максимальная вентиляция лѐгких (МВЛ) – максимальное количество воздуха, которое может быть провентилировано в одну минуту. По значе- нию МВЛ можно судить о функциональных способностях системы внеш- него дыхания. МВЛ определяют в положении сидя после предварительно- го 30-ти минутного отдыха. Спортсмен максимально часто и глубоко ды- шит через мундштук и загубник в газовые часы в течение 15-ти, 20-ти или 30-ти секунд с пересчѐтом на одну минуту. Значение МВЛ условно, поскольку так дышать более 30 сек невоз- можно. Через 15–20 минут исследование повторяют. Оно считается досто- верным, если значение, полученное при повторном исследовании, не будет отличаться от первого более чем на 5–6%. В норме МВЛ колеблется у мужчин от 80 до 230 л, у женщин – от 60 до 170 л. Помимо основной функции – газообмена в лѐгких – дыхательная си- стема человека участвует и в создании звуков речи. Различают неречевое (нормальное) и речевое дыхание. При речевом дыхании объѐм воздуха со- ставляет около 1000 мл, при пении он может достигать 2000–3000 мл. При нормальном дыхании вдох и выдох по длительности почти равны (отно- Электронный архив УГЛТУ 292 шение длительности вдоха к длительности выдоха составляет от 1:1 до 1:1,5). При речевом дыхании это отношение колеблется от 1:10 до 1:40, т.е. длительность выдоха резко увеличивается (Ю.Н. Чусов, 1981). Особенность речевого дыхания состоит в том, что оно должно одно- временно обеспечивать как лѐгочный газообмен, так и создание звуков ре- чи. Во время речевого дыхания большое значение приобретает регулиру- ющее влияние коры больших полушарий головного мозга. В это время ды- хательный центр всецело находится под еѐ контролем. Человек может до некоторой степени произвольно управлять дыха- тельными движениями: задерживать дыхание или усиливать его, изменять при мышечной работе, во время произношения речи или пения. Произ- вольную регуляцию дыхания осуществляет при этом кора больших полу- шарий головного мозга. Пробы с задержкой дыхания. Эти пробы отражают состояние не только системы дыхания, но и ССС. К отрицательным сторонам пробы от- носятся субъективность и отсутствие единой методики проведения. Методика проведения пробы на вдохе (проба Штанге) следующая: в условиях основного обмена, или обмена покоя, в положении сидя после нормального выдоха спортсмен делает максимально глубокий вдох (75% ЖЕЛ) и на высоте вдоха задерживает дыхание на возможно более долгий период, зажимая нос. При проведении пробы на выдохе (проба Генчи), выдох и вдох долж- ны быть обычными. Величина вдоха и выдоха, а также предварительная гипервентиляция значительно меняют длительность задержки дыхания. В норме задержка дыхания на вдохе фиксируется по секундомеру и состав- ляет в среднем 55–60 с, на выдохе – 30–40 с. Надо также знать, что задержка дыхания на вдохе способствует по- вышению АД, а задержка дыхания на выдохе – понижает его. Это следует учитывать людям с пониженным и повышенным АД. 7.3.3. Нервно-мышечная система Миотонометрия (М), электромиотонометрия (ЭМ) – методы опре- деления тонуса (эластичности, твѐрдости, упругости) мышцы. Миотоно- метрия проводится с помощью технического миотонометра Сирмаи. При- бор ставится на исследуемую мышцу вертикально, и по шкале в условных единицах измеряется сопротивление, оказываемое мышце при погружении в неѐ металлического стержня прибора. ЭМ позволяет определять мышеч- ный тонус путѐм измерения напряжения электрического тока в сети аппа- рата (электромиометр Ю.М. Уфлянда). Мышечный тонус исследуется чаще в положении сидя или лѐжа. Миотонометр устанавливается в симметричных точках мышц. Показания прибора записываются при напряжении и расслаблении. Электронный архив УГЛТУ 293 При улучшении функционального состояния увеличивается амплитуда и показатель мышечного тонуса при снижении тонуса расслабления и повыше- ния тонуса напряжения. При местном (локальном) утомлении амплитуда уменьшается, тонус расслабления возрастает, а тонус напряжения снижается. Топография показателей миотонометрии связана с особенностями ви- да спорта, этапами тренировки, предшествующими нагрузками, функцио- нальным состоянием. Точность метода повышается при динамических наблюдениях (В.А. Коваленко, 2000). Электромиография – это метод регистрации биопотенциалов скелет- ной мышцы. Исследование проводится с помощью специальной аппарату- ры, состоящей из усилителя регистратора. Запись ведѐтся в покое, при вы- полнении произвольных и непроизвольных движений, а также отдельных спортивных упражнений (прыжки, удары по мячу и т.п.). Хронаксиметрия – метод исследования НС, анализаторов, двигатель- ного аппарата (мышц). Наименьшая сила постоянного электрического тока, вызывающая возбуждение, называется реобазой. Минимальное время, не- обходимое для вызова ответной реакции при силе тока в две реобазы, назы- вается хронаксией. Она характеризует скорость возникновения возбуждения (подвижность или лабильность нервно-мышечной системы). Электрические раздражения в зависимости от задач исследования наносятся с помощью хронаксиметров (электростимуляторов) различной конструкции. Функциональное состояние зрительного анализатора определяется при пропускании через глазное яблоко постоянного тока слабой силы. Ми- нимальная сила тока, вызывавшая ощущение света, называется порогом электрической чувствительности глаза. Оптическая хронаксия соответ- ствует лабильности зрительного анализатора. Показатель мышечной выносливости – время, на протяжении которо- го сохраняется максимально вызванное сокращение (максимальная ампли- туда эргограммы), либо время от начала работы до падения силы вызван- ного сокращения до 75, 50, 25% от максимального исходного показателя, или время до полного расслабления. |