Функциональные пробы могут быть одномоментные, когда используют одну нагрузку (например, бег на месте в течение 15 с, или 20 приседаний, и пр.).
Двухмоментные - когда дается две нагрузки (например, бег, приседания).
Трехмоментные (комбинированные) пробы основаны на определении адаптации аппарата кровообращения к различным по характеру нагрузкам (когда последовательно одна за другой дается три пробы (нагрузки), например, приседание, 15 с. бег, и 3-х минутный бег на месте).
Одномоментные пробы используются при массовых обследованиях лиц, занимающихся физической культурой в группах общей физической подготовки и в группах здоровья, а также лиц, вступающих на путь спортивного совершенствования, для быстрого получения ориентировочных сведений о функциональном состоянии системы кровообращения. Более существенные изменения функции ССС вызывают двухмоментные пробы, но их ценность снижает одинаковый характер повторных нагрузок. Этот недостаток компенсирует комбинированная трехмоментная проба Летунова.
Показания к проведению функциональных проб :
1) определение физической подготовленности человека к занятиям физической культурой и спортом, ЛФК;
2) экспертиза профессиональной пригодности;
3) оценка функционального состояния ССС, дыхательной, нервной и других систем здоровых и больных людей;
4) оценка эффективности программ реабилитации и тренировок;
5) прогнозирование вероятности возникновения тех или иных отклонений в состоянии здоровья при занятиях физкультурой.
Требования к функциональным пробам :
1) нагрузка должна быть специфичной для тренирующегося человека;
2) проба должна проводиться с интенсивностью, максимально возможной для испытуемого;
3) проба должна быть безвредной;
4) проба должна быть стандартной и легко воспроизводимой;
5) проба должна быть эквивалентной нагрузке в жизненных условиях;
Абсолютные противопоказания:
· выраженная недостаточность кровообращения;
· быстро прогрессирующая или нестабильная стенокардия;
· активный миокардит;
· недавно перенесенная эмболия;
· аневризма сосудов;
· острое инфекционное заболевание;
· тромбофлебит;
· желудочковая тахикардия и другие опасные нарушения ритма;
· резко выраженный стеноз аорты;
· гипертонический криз;
· выраженная дыхательная недостаточность;
· невозможность выполнения пробы (болезни суставов, нервной и нервно-мышечной систем, которые мешают проведению пробы).
Относительные противопоказания:
1) суправентрикулярные нарушения ритма типа тахикардии;
2) повторяющаяся или частая желудочковая экстрасистолия;
3) системная или легочная гипертензия;
4) умеренно выраженный стеноз аорты;
5) значительной расширение сердца;
6) неконтролируемые заболевания обмена веществ (диабет, микседема);
7) токсикоз беременных.
Основные задачи тестирования:
1) изучение адаптации организма к тем или иным воздействиям
2) изучение восстановительных процессов после прекращения воздействия.
Виды воздействий, используемых при тестировании
б) изменение положения тела в пространстве;
в) натуживание;
г) изменение газового состава вдыхаемого воздуха;
д) медикаментозные средства.
Наиболее часто в качестве входного воздействия применяется . Формы ее выполнения многообразны. Это, прежде всего, простейшие тесты, не требующие специальной аппаратуры. Тем не менее, эти пробы характеризуют восстановительные процессы, позволяют косвенно судить и о характере реакции на саму нагрузку. К таким пробам относятся: тест Мартине, который может применяться как у детей, так и у взрослых; тесты Руфье и Руфье-Диксона; проба С. П. Летунова, предназначенная для качественной оценки адаптации организма к выполнению скоростной работы и работы на выносливость. Кроме простых тестов, применяются различные тесты, в которых тестирующая нагрузка задается с помощью специальных приборов. При этом по механизму пробы с физической нагрузкой можно разделить на:
Динамические
Статические
Смешанные (динамические и статические нагрузки)
Комбинированные (физическая нагрузка и другой тип воздействия, например, фармакологическое);
Изменение положения тела в пространстве – ортостатическая (переход из положения лежа в положение стоя) и клиностатическая пробы.
Натуживание – эта процедура выполняется в 2-х вариантах. В первом – натуживание количественно не оценивается (проба Вальсальвы). Второй вариант предусматривает дозированное натуживание. Он проводится с помощью манометров, в которые производит выдох испытуемый. Показания манометра практически соответствуют величине внутригрудного давления. К числу проб с дозированным натуживанием относятся проба Бюргера, проба Флека.
Изменение газового состава вдыхаемого воздуха – чаще всего заключается в уменьшении напряжения кислорода во вдыхаемом воздухе. Гипоксемические пробы чаще всего используются для изучения устойчивости к гипоксии.
Медикаментозные средства – введение лекарственных веществ в качестве функциональной пробы используются, как правило, с целью дифференциальной диагностики между нормой и патологией.
Одним из объективных критериев здоровья человека является уровень физической работоспособности (ФР). Высокая работоспособность служит показателем стабильного здоровья, и наоборот, низкие ее значения рассматриваются как фактор риска для здоровья. Как правило, высокая ФР связана с более высокой двигательной активностью и более низкой заболеваемостью, в том числе и сердечно-сосудистой системы.
Физическая работоспособность - комплексное понятие. Оно определяется значительным числом факторов: морфофункциональным состоянием различных органов и систем, психическим статусом, мотивацией и др. Поэтому заключение о ее величине можно составить только на основе комплексной оценки. В практике клинической медицины до настоящего времени оценку ФР проводят с помощью многочисленных функциональных проб, которые предполагают определение «резервных возможностей организма» на основе ответных реакций сердечно-сосудистой системы.
Оценка общей физической работоспособности.
Понятие физической работоспособности (ФР) широко распространено в физиологии труда, спорта, авиационной и космической физиологии. Понятие «физическая работоспособность» является частью общей работоспособности. Общую работоспособность достаточно сложно отделить от умственной деятельности, так как процессы, происходящие в организме при любом виде нагрузок, в принципе схожи.
Следует помнить, что понятия «выносливость», «тренированность» имеют самостоятельное значение, не являются синонимами физической работоспособности и являются лишь одним из ее параметров, характеризующих деятельность работы в данном режиме.
Физические возможности, приобретенные в одном виде деятельности, используются в других видах. На этом эффекте основан перенос тренированности, когда под воздействием внешних факторов адаптируются все системы организма, а не только те из них, на которое это воздействие было направлено. Правда, такой перенос возможен лишь в сходных по структуре движений видах физической деятельности. Практика показала, что рост достижений в одном виде физических упражнений может сопровождаться существенным снижением результатов в других упражнениях, даже сходных по биомеханической структуре.
В случае чрезмерных физических нагрузок, адаптационные процессы могут сопровождаться чрезмерной активацией энергетических процессов в организме. Биологическая «цена» такой адаптации может проявиться в прямом изнашивании функциональной системы, на которую падает основная нагрузка, либо в виде отрицательной перекрестной адаптации, то есть ухудшении деятельности других систем, связанных с данной нагрузкой.
Физическая работоспособность имеет свои конкретные признаки и отличия. Согласно теории функциональных систем П.К.Анохина, в организме с достаточно высокой скоростью формируются функциональные системы , которые включают в себя комплекс тех анатомо-функциональных систем организма, которые, в своей совокупности и обеспечивают достижение поставленной цели.
Сформированная функциональная система существует только то время, которое необходимо для решения поставленной задачи, обеспечивает необходимую двигательную реакцию, а также гемодинамическое и вегетативное обеспечение всеми имеющимися безусловными рефлексами и временными связями. Лица с низким уровнем ФР не располагают достаточным запасом («банком») рефлексов, и не способны выполнить значительную физическую работу.
Развитие необходимого «банка» рефлексов достигается многократным повторением заданной мышечной работы, то есть, тренировкой. В результате, в организме формируется многозвенная система регулирования, обеспечивающая адекватное выполнение необходимых мышечных усилий.
Наряду с формированием двигательных навыков , формируются и ycловно–рефлекторные навыки вегетативных систем, обеспечивающих саму возможность выполнения движений. В каждом конкретном случае, сформированная функциональная система имеет свои специфические отличия, которые проявляются во взаимоотношениях и взаимодействиях всех функций организма.
В настоящее время в понятие «физическая работоспособность» (в английской терминологии - Physical Working Capacity - PWC) разные авторы вкладывают различное содержание. Однако основной смысл каждой из формулировок сводится к потенциальной возможности человека выполнить максимум физического усилия.
Таким образом физическая работоспособность - это способность к выполнению конкретной работы, где физические (мышечные) усилия являются основными для достижения конечного результата .
Уровень физической работоспособности определяется эффективностью выполнения заданной работы, то есть максимальным ее исполнением за минимально возможное время .
Оценка физической работоспособности является сложной проблемой. В целом, физическая работоспособность определяется результатами спортивно–медицинского тестирования, соотнося эти результаты с оценкой функционального состояния организма в покое. Если спортивно–медицинское тестирование является, по сути, задачей несложной, то оценка функциональных возможностей организма требует значительных интеллектуальных и организационных усилий.
Физическая работоспособность определяется с помощью функциональных проб с физической нагрузкой – нагрузочными пробами. Рабочая группа по нагрузочным пробам, созданная Американской коллегией по кардиологии и Американской ассоциацией сердца определила 7 основных направлений, в каждом из которых выделено множество классов и подклассов показаний к применению нагрузочных проб. Основные области применения нагрузочных проб следующие:
Массовые обследования населения с целью выявления заболеваний сердца, связанных, в том числе, и со значительными физическими нагрузками;
Выявление лиц с гипертензивной реакцией на нагрузку;
Профессиональный отбор для работы в экстремальных условиях, или для работ, требующих высокой физической работоспособности.
Пробы с дозированной физической нагрузкой применяются весьма широко с самыми разнообразными целями, но обоснованиеих применение едино: физическая нагрузка является идеальным и самым естественным видом воздействия, позволяющим оценить полноценность компенсаторно-приспособительных механизмов организма, и, помимо этого, оценить степень функциональной полноценности сердечно-сосудистой и дыхательной систем.
1. Ортостатическая проба (греч. оrthos прямой, правильный, statos - стоящий) - функциональная диагностическая проба - метод исследования функционального состояния сердечно-сосудистой системы, основанный на определении физиологических параметров (ЧСС) до и после перехода из горизонтального положения (положение лежа) в вертикальное (положение стоя) и выявление разницы частоты пульса при изменении положения тела (ЧСС2 – ЧCC1).
Эта проба показывает состояние регуляторных механизмов, а также дает представление об общей тренированности организма. По разнице между частотой пульса лежа и стоя можно судить о реакции сердечно-сосудистой системы на нагрузку при изменении положения тела. Также эта проба используется для выявления ортостатических расстройств кровообращения, которые могут возникать при вертикальном положении тела вследствие снижения венозного возврата крови к сердцу из-за частичной ее задержки (под действием силы тяжести) в венах нижних конечностей и брюшной полости. Это ведет к снижению сердечного выброса и уменьшению кровоснабжения тканей и органов, включая головной мозг.
В положении лежа пульс в среднем на 10 ударов меньше. Любое отклонение вверх или вниз является ранним и очень тонким симптомом, который не следует упускать из виду.
Методика проведения ортостатической пробы:
Утром сразу после пробуждения ото сна подсчитать пульс в течение минуты и результаты записать в дневник наблюдений (ЧСС1). Обычно в покое частоту пульса удобнее всего измерять на лучевой артерии у основания большого пальца. При этом кистью правой руки следует взяться за тыльную сторону запястья левой руки несколько выше лучезапястного сустава. Подушечками второго, третьего и четвёртого пальцев правой руки найти лучевую артерию, слегка нажимая на нее. Нащупав артерию, надо прижать её к кости;
Встать на коврик и в течение минуты спокойно постоять (руки опущены, голова прямо, дыхание спокойное, ровное). После этого сразу в течение 10 сек. считают количество ударов сердца. Полученную цифру умножают на 6, получают количество ударов в минуту (ЧСС 2).
При переходе из положения лежа в положение стоя учащение ЧСС до 5 ударов в 1 мин - отличный показатель тренированности организма; на 6-11 ударов - хороший показатель тренированности; на 12-18 ударов - удовлетворительный показатель; учащение ЧСС от 19 до 25 ударов в минуту свидетельствует о полном отсутствии физической тренированности. Это неудовлетворительный показатель. Если разница более 25 ударов, то можно говорить либо о переутомлении , либо о заболевании сердечно-сосудистой системы. Необходимо срочно обратиться к врачу.
Соотнеся свои показатели с приведенными данными, сделайте вывод о состоянии вашей сердечно-сосудистой системы. Запись примерно такая: «По данным ортостатической пробы состояние моей ССС можно оценить как... .
2. Проба Штанге предназначается для выявления состояния дыхательной системы в условиях полного наполнения легких воздухом, т.е. после полного глубокого вдоха.
Методика проведения пробы Штанге: сесть, расслабиться, сделать вдох, затем глубокий выдох и снова вдох, после чего задержать дыхание, зажав нос большим и указательным пальцами и зафиксировав по секундомеру время задержки дыхания. Оно должно составлять не менее 20- 30 сек (хорошо подготовленные спортсмены задерживают дыхание на 120 с).
По мере тренированности время задержки дыхания увеличивается, однако при переутомлении или перетренированности занимающегося возможность задержать дыхание резко снижается.
На основании полученных данных делается вывод (состояние моей дыхательной системы по пробе Штанге можно оценить как…).
3. Проба Генчи предназначена для выявления состояния дыхательной системы в условиях полного отсутствия воздуха в легких, т.е. после полного выдоха.
Методика выполнения пробы: предварительно делается глубокий вдох, выдох, вдох; затем следует спокойный полный выдох и задержка дыхания с зажатым пальцами носом.
На основании полученных данных делается вывод (состояние моей дыхательной системы по пробе Генча можно оценить как…).
4. Гарвардский степ-тест. Высота ступеньки 43-50 см., время выполнения – 5 мин. Частота восхождения 30 подъёмов в 1 минуту под метроном (темп – 120 уд./мин). Подъём на ступеньки и опускание на пол производится с одной и той же ноги. На ступеньке положение вертикальное с выпрямленными ногами.
После нагрузки подсчитывается пульс сидя у стола за первые 30 сек. на 2, 3, 4-ой минуте восстановления. ИГСТ рассчитывается по формуле:
ИГСТ= 100/(1+2+3)*2 ,
где 1, 2, 3 – ЧСС, за первые 30 сек. на 2, 3, 4 мин. восстановления – время восхождения в сек., если ИГСТ меньше 55 – физическая работоспособность слабая , 55-64 – ниже средней , 65-79 – средняя , 80-89 – хорошая , 90 и более – отличная .
5. Индекс Руффье. Индекс Руффье (Ruffier) рассчитывается после 30 приседаний для мужчин и 24 приседаний за 30 сек. для женщин.
JR= (f1+f2+f3-200)/10,
где f1 – ЧСС в мин. до нагрузки, в положении сидя после 5 мин. отдыха,
f2 – ЧСС в мин. сразу после нагрузки стоя,
f3 – ЧСС в мин. через 1 минуту после нагрузки стоя.
Индекс равный 5 и меньше оценивается отлично, 5-10 – хорошо, 11-15 – удовлетворительно, свыше 15 – неудовлетворительно.
JR (индекс Ruffier), отражая адаптационные возможности сердечно-сосудистой системы, в ответной реакции на дозированную нагрузку, одновременно характеризует уровень общей выносливости и вполне корректно коррелирует с показателями обшей выносливости по тесту Купера (12 минутный бег).
6. Проба Серкина. После отдыха сидя определяется время задержки дыхания на вдохе (первая фаза). Во второй фазе выполняется 20 приседаний за 30 секунд и повторяется задержка дыхания на вдохе стоя. В 3 фазе после отдыха стоя в течение 1 минуты определяется время задержки дыхания на вдохе сидя.
Оценка результатов пробы Серкина
7. 12-минутный тест Купера используется для оценки функциональных и физических возможностей организма.
Оценка общей выносливости для возрастной группы 20-29 лет
8. Функциональная проба со стандартной нагрузкой - оценка типов реагирования сердечно-сосудистой системы на функциональную нагрузку.
Выполните 30 полных приседаний на всю ступню за 45 секунд. Сразу после выполнения нагрузки измеряйте частоту сердечных сокращений (ЧСС) в течение 10 секунд, затем сразу измеряйте артериальное давление (АД). В начале 2 минуты отдыха снова измеряйте ЧСС за 10 секунд и АД. Измерения повторяют на 3, 4 и 5 минутах.
Проанализируйте полученные индивидуальные кривые динамики ЧСС и АД и определите свой тип реакции сердечно-сосудистой системы на предложенную нагрузку, используя приведенную ниже схему.
Различают 5 основных типов реагирования сердечно-сосудистой системы на нагрузку:
1) нормотонический тип характеризуется учащением ЧСС и увеличением пульсового давления за счёт выраженного повышения САД и умеренного понижения ДАД. Увеличение ударного объёма регистрируется до 115 – 120 уд/мин. Далее рост МОК осуществляется за счёт роста ЧСС. Восстановительный период длится около 3 минут;
2) гипертонический тип характеризуется значительным повышением ЧСС и САД. Он выявляется примерно у трети спорстменов. ДАД не снижается. Восстановительный период увеличивается до 4 – 6 минут;
3) ступенчатый тип характеризуется снижением САД сразу после нагрузки. На 2 и 3 минуте восстановления САД увеличивается. Отмечается снижение ДАД и значительное увеличение ЧСС. Восстановительный период затягивается;
4) дистонический тип характеризуется наличием феномена «бесконечного тона» (неисчезающей звуковой пульсации) при определении диастолического давления из-за значительного его снижения. Систолическое давление обычно повышается. Фиксируется значительно повышение пульсового давления. Восстановление замедлено;
5) гипотонический тип реакции характеризуется незначительным подъёмом систолического давления при значительном учащении пульса и продолжительном (более 7 минут) восстановительном периодом. Диастолическое давление обычно несколько повышается, из-за чего пульсовое давление не увеличивается, а нередко даже уменьшается.
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.
По характеру воздействия
1. Функциональные пробы с дозированной физической нагрузкой.
Эти пробы позволяют получить объективные данные о функциональном состоянии сердечно - сосудистой системы и полезны в практическом отношении: они характеризуют восстановительные процессы, что дает информацию для оценки функциональной готовности спортсмена. Кроме того, по сдвигам частоты сердечных сокращений (ССС), артериального давления (АД) можно косвенно судить о характере реакции на нагрузку и даже выявить ранние нарушения работоспособности. Динамические исследования с использованием проб позволяют наблюдать за тренированностью, а также изучать характер адаптации ССС к меняющимся условиям среды, что позволяет тренеру дозировать нагрузку индивидуально каждому спортсмену.
Функциональные пробы с дозированной нагрузкой подразделяются на одномоментные, двухмоментные и трехмоментные.
К одномоментным пробам относятся:
- - проба Мартинэ -Кушелевского
- - проба Котова - Дешина
- - проба Руфье
- - Гарвардский степ - тест
Одномоментные пробы обычно применяют при массовых исследованиях лиц, занимающихся физической культурой и спортом. Выбор нагрузки обусловлен степенью подготовленности испытуемого.
Двухмоментные функциональные пробы состоят из двух нагрузок и выполняемые с небольшим интервалом отдыха. Например, тест PWC 170 или 15 секундный бег в максимальном темпе дважды с интервалом отдыха в 3 минуты, применяемый для спринтеров, боксеров.
Трехмоментная комбинированная проба С.П.Летунова позволяет разносторонне исследовать функциональную способность ССС у спортсменов.
- 2. Пробы с изменением условий внешней среды:
- - гипоксические пробы (пробы Штанге, Генчи);
- - проба с вдыханием воздуха с различным содержанием кислорода и углекислого газа;
- - пробы в условиях измененной температуры внешней среды (в термокамере) или атмосферного давления (в барокамере);
- - пробы при воздействии на организм линейного или углового ускорения (в центрифуге).
- 3. Пробы с изменением положения тела в пространстве:
- - ортостатические пробы (простая ортостатическая проба, активная ортопроба по Шеллонгу, модифицированная ортопроба по Стойде, пассивная ортопроба);
- - клиностатическая проба.
- 4. Пробы с использованием фармакологических и пищевых средств.
Используют с целью дифференциальной диагностики между нормой и патологией. По принципу фармакологического тестирования эти пробы принято делить на нагрузочные и пробы выключения.
К нагрузочным относятся те пробы, в которых применяемый фармакологический препарат оказывает стимулирующее действие на исследуемый физиологический или патофизиологический механизм.
Пробы выключения основаны на ингибирующих (блокирующих) эффектах целого ряда препаратов.
- 5. Пробы с натуживанием:
- - проба Флека;
- - проба Бюргера;
- - проба Вальсальвы - Бюргера;
- - проба с максимальным натуживанием.
- 6. Специфические пробы, имитирующие спортивную деятельность.
Применяются при проведении врачебно - педагогических наблюдений с использованием повторных нагрузок.
По критерию оценки пробы
- 1. Количественные - нагрузка и оценка пробы выражается в какой -либо величине;
- 2. Качественные - оценка пробы ведется путём определения типа реакции сердечно - сосудистой системы на нагрузку.
По характеру физической нагрузки
- 1. Аэробные - позволяющие судить о параметрах системы транспорта кислорода;
- 2. Анаэробные - позволяющие оценивать способность организма функционировать в условиях двигательной гипоксии, возникающей при интенсивной мышечной работе.
В зависимости от времени регистрации показателей
- 1. Рабочие - показатели регистрируются в покое и непосредственно во время выполнения нагрузки;
- 2. Послерабочие - показатели фиксируются в покое и после прекращения нагрузки в период восстановления.
По интенсивности применяемых нагрузок
- 1. С малой нагрузкой;
- 2. Со средней нагрузкой;
- 3. С большой нагрузкой:
- - субмаксимальной;
- - максимальной.
I. По характеру входного воздействия.
Различают следующие виды входных воздействий, используемые при функциональной диагностике: а) физическая нагрузка, б) изменение положения тела в пространстве, в) натуживание, г) изменение газового состава вдыхаемого воздуха, д) введение медикаментозных средств и др.
Наиболее часто в качестве входного воздействия применяется формы ее выполнения многообразны. Сюда относятся простейшие формы задавания физической нагрузки, не требующие специальной аппаратуры: приседание (проба Мартинэ), подскоки (проба ГЦИФКа), бег на месте и др. В некоторых пробах, проводимых вне лабораторий, в качестве нагрузки используется естественный бег (проба с повторными нагрузками).
Наиболее часто нагрузка в тестах задается с помощью велоэргометров. Велоэргометры - это сложные технические приборы, в которых предусмотрено произвольное изменение сопротивлению вращения педалей. Сопротивление вращению педалей задается экспериментатором.
Еще более сложным техническим прибором является "бегущая дорожка", или тредбан. С помощью этого прибора имитируется естественный бег спортсмена. Различная интенсивность мышечной работы на тредбанах задается двумя путями. Первый из них состоит в изменении скорости движения "бегущей дорожки". Чем выше скорость, выражаемая в метрах в секунду, тем выше интенсивность физической нагрузки. Однако на портативных тредбанах увеличение интенсивности нагрузки достигается не столько за счет изменения скорости движения "бегущей дорожки", сколь за счет увеличения угла наклона ее по отношению к горизонтальной плоскости. В последнем случае имитируется бег в гору. Точный количественный учет нагрузки при этом менее универсален; требуется указывать не только скорость движения "бегущей дорожки", но и угол наклона ее по отношению к горизонтальной плоскости. Оба рассмотренных прибора могут применяться при проведении различных функциональных проб.
При тестировании можно применять неспецифические и специфические формы воздействия на организм.
Принято считать, что различные виды мышечной работы, задаваемые в лабораторных условиях, относятся к неспецифическим формам воздействия. К специфическим же формам воздействия относятся те, которые характерны для локомоций в данном конкретном виде спорта: бой с тенью у боксера, броски чучела у борцов и т.д. Однако такое подразделение в значительной степени условно, так что реакция висцеральных систем организма на физическую нагрузку определяется главным образом ее интенсивностью, а не формой. Специфические пробы полезны для оценки эффективности навыков, приобретенных в процессе тренировки.
Изменение положения тела в пространстве - одно из важных возмущающих воздействий, применяемых при ортоклиностатических пробах. Реакция, развивающаяся под влиянием ортостатических воздействий, изучается в ответ как на активное, так и на пассивное изменение положение тела в пространстве предполагает, что испытуемый из горизонтального положения переходит в вертикальное положение, т.е. встает.
Этот вариант ортостатической пробы недостаточно валиден, так как наряду с изменением тела в пространстве испытуемый выполняет определенную мышечную работу, связанную с процедурой вставания. Однако достоинство пробы - ее простота.
Пассивная ортостатическая проба проводится с использованием поворотного стола. Плоскость этого стола может изменяться под любым углом к горизонтальной плоскости экспериментатором. Испытуемый при этом не выполняем никакой мышечной работы. В этой пробе мы имеем дело с "чистой формой" воздействия на организм изменения положения тела в пространстве.
В качестве входного воздействия для определения функционального состояния организма может применяться натуживание . Эта процедура выполняется в двух вариантах. В первом - процедура натуживания количественно не оценивается (проба Вальсальвы). Второй вариант предусматривает дозированное натуживание. Оно обеспечивается с помощью манометров, в которые производит выдох испытуемый. Показания такого манометра практически соответствуют величине внутригрудного давления. Величина развиваемого давления при таком контролированном натуживании дозируется врачом.
Изменение газового состава вдыхаемого воздуха в спортивной медицине чаще всего заключается в уменьшении напряжения кислорода во вдыхаемом воздухе. Это так называемые гипоксемические пробы. Степень уменьшения напряжения кислорода дозируется врачом в соответствии с целями исследования. Гипоксемические пробы в спортивной медицине чаще всего применяются для изучения устойчивости к гипоксии, которая может наблюдаться при проведении соревнований и тренировок в среднегорье и высокогорье.
Введение лекарственных веществ в качестве функциональной пробы используется в спортивной медицине, как правило, с целью дифференциальной диагностики. Так, например, для объективной оценки механизма возникновения систолического шума испытуемому предлагается вдохнуть пары амилнитрита. Под влиянием такого воздействия изменяется режим работы сердечно-сосудистой системы и характер шума изменяется. Оценивая эти изменения, врач может говорить о функциональной или об органической природе систолического шума у спортсменов.
По типу выходного сигнала.
В первую очередь пробы могут быть разделены в зависимости от того, какая система организма человека используется для оценки реакции на тот или иной тип входного воздействия. Чаще всего в применяемых в спортивной медицине функциональных пробах исследуются те или иные показатели сердечно-сосудистой системы . Это связано с тем, что сердечно-сосудистая система весьма тонко реагирует на самые разнообразные виды воздействий на организм человека.
Система внешнего дыхания является второй по частоте использования ее при функциональной диагностике в спорте. Причины выбора этой системы те же, что и приведенные выше для сердечно-сосудистой системы. Несколько реже в качестве показателей функционального состояния организма исследуются другие его системы: нервная, нервно-мышечный аппарат, система крови и др.
По времени исследования.
Функциональные пробы можно разделить в зависимости от того, когда исследуются реакции организма на различные воздействия - либо непосредственно во время воздействия, либо сразу после прекращения воздействия. Так, например, с помощью электрокардиографа можно регистрировать ЧСС на протяжении всего времени, в течение которого испытуемый выполняет физическую нагрузку.
Развитие современной медицинской техники позволяет непосредственно изучать реакцию организма на то или иное воздействие. И это служит важной информацией о диагностике работоспособности и тренированности.
Существует более 100 функциональных проб, однако в настоящее время применяется весьма ограниченный, наиболее информативный круг спортивно-медицинских тестов. Рассмотрим некоторые из них.
Проба Летунова . Проба Летунова применяется как основной нагрузочный тест во многих врачебно-физкультурных диспансерах. Проба Летунова по замыслу авторов предназначалась для оценки адаптации организма спортсмена к скоростной работе и работе на выносливость.
При проведении пробы испытуемый выполняет последовательно три нагрузки. В первой делается 20 приседаний, выполняемых за 30 с. Вторая нагрузка выполняется через 3 мин после первой. Она состоит в 15-секундном беге на месте, выполняемом в максимальном темпе. И, наконец, через 4 мин выполняется третья нагрузка - трехминутный бег на месте в темпе 180 шагов в 1 мин. После окончания каждой нагрузки у испытуемого регистрируется восстановление ЧСС и АД. Регистрация этих данных ведется на протяжении всего периода отдыха между нагрузками: 3 мин после третьей нагрузки; 4 мин после второй нагрузки; 5 мин после третьей нагрузки. Пульс считается по 10-секундным интервалам.
Гарвардский степ-тест . Тест разработан в Гарвардском университете в США в 1942 г. С помощью Гарвардского степ-теста количественно оцениваются восстановительные процессы после дозированной мышечной работы. Таким образом, общая идея Гарвардского степ-теста не отличается от пробы С.П. Летунова.
При Гарвардском степ-тесте физическая нагрузка задается в виде восхождений на ступеньку. Для взрослых мужчин высота ступеньки принимается равной 50 см, для взрослых женщин - 43 см. Испытуемому предлагается на протяжении 5 мин совершать восхождения на ступеньку с частотой 30 раз в 1 мин. Каждое восхождение и спуск слагается из 4 двигательных компонентов: 1 - подъем одной ноги на ступеньку, 2 - испытуемый встает на ступеньку двумя ногами, принимая вертикальное положение, 3 - опускает на пол ногу, с которой начал восхождение, и 4 - опускает другую ногу на пол. Для строго дозирования частоты восхождений на ступеньку и спуска с нее используется метроном, частоту которого устанавливают равной 120 уд/мин. В этом случае каждое движение будет соответствовать одному удару метронома.
Тест PWC 170 . Этот тест был разработан в Каролинском университете в Стокгольме Шестрандом в 50-х годах. Тест предназначен для определения физической работоспособности спортсменов. Наименование PWC происходит от первых букв английского термина, обозначающего физическую работоспособность (Physikal Working Capacity).
Физическая работоспособность в тесте PWC 170 выражается в величинах той мощности физической нагрузки, при которой ЧСС достигает 170 уд/мин. Выбор именно этой частоты основан на следующих двух положениях. Первое заключается в том, что зона оптимального функционирования кардиореспираторной системы ограничивается диапазоном пульса от 170 до 200 уд/мин. Таким образом, с помощью этого теста можно установить ту интенсивность физической нагрузки, которая "выводит" деятельность сердечно-сосудистой системы, а вместе с ней и всей кардиореспираторной системы в область оптимального функционирования. Второе положение базируется на том, что взаимосвязь между ЧСС и мощностью выполняемой физической нагрузки имеет линейный характер у большинства спортсменов, вплоть до пульса равного 170 уд/ мин. При более высокой частоте пульса линейный характер между ЧСС и мощностью физической нагрузки нарушается.
Велоэргометрическая проба . Шестранд для определения величины PWC 170 задавал испытуемым на велоэргометре ступенеобразную, увеличивающуюся по мощности физическую нагрузку, вплоть до ЧСС равной 170 уд/мин. При такой форме тестирования испытуемый выполнял 5 или 6 различных по мощности нагрузок. Однако такая процедура тестирования была весьма обременительной для испытуемого. Она занимала много времени, так как каждая нагрузка выполнялась в течение 6 мин. Все это не способствовало широкому распространению теста.
В 60-х годах величину PWC 170 начали определять более простым способом, используя для этого две или три нагрузки умеренной мощности.
Тест PWC 170 применяется для обследования высококвалифицированных спортсменов. Вместе с тем он может применяться для изучения индивидуальной работоспособности у начинающих и у юных спортсменов.
Варианты пробы PWC 170 . Большие возможности представляют варианты теста PWC 170 , в которых велоэргометрические нагрузки заменены другими видами мышечной работы, по своей двигательной структуре аналогичными нагрузками, применяемыми в естественных условиях спортивной деятельности.
Проба с использованием бега основана на применении в качестве нагрузки легкоатлетического бега. Достоинства теста - методическая простота, возможность получения данных об уровне физической работоспособности с помощью достаточно специфических для представителей многих видов спорта нагрузок - бега. Тест не требует максимальных усилий от спортсмена, он может проводиться в любых условиях, в которых возможен гладкий легкоатлетический бег (например, бег на стадионе).
Проба с использованием велосипеда проводится в естественных условиях тренировок велосипедистов на треке или шоссе. В качестве физических нагрузок используются два заезда на велосипеде с умеренной скоростью.
Проба с использованием плавания также методически проста. Она позволяет оценивать физическую работоспособность с помощью специфических для пловцов, пятиборцев и ватерполистов нагрузок - плавания.
Проба с использованием бега на лыжах целесообразна для исследования лыжников, биатлонистов и двоеборцев. Тест проводится на равнинной местности, защищенной от ветра лесом или кустарником. Бег лучше выполнять на заранее проложенной лыжне - замкнутому кругу длиной в 200-300 м, что позволяет корректировать скорость движения спортсмена.
Проба с использованием гребли предложена в 1974 г.В.С. Фарфелем с сотрудниками. Физическая работоспособность оценивается в естественных условиях при гребле на академических судах, гребле на байдарке или каноэ (в зависимости от узкой специализации спортсмена) с помощью телепульсометрии.
Проба с использованием бега на коньках у спортсменов-фигуристов проводится непосредственно на обычной тренировочной площадке. Спортсмену предлагается выполнить "восьмерку" (на стандартном катке полная "восьмерка" равняется 176 м) - элемент наиболее простой и характерный для фигуристов.
Определение максимального потребления кислорода . Оценка максимальной аэробной мощности осуществляется путем определения максимального потребления кислорода (МПК). Эту величину рассчитывают с помощью различных тестов, при которых достигается индивидуально максимальный транспорт кислорода (прямое определение МПК). Наряду с этим о величине МПК судят на основании косвенных расчетов, которые основываются на данных, полученных в процессе выполнения спортсменом непредельных нагрузок (непрямое определение МПК).
Величина МПК является одним из важнейших параметров организма спортсмена, с помощью которого может быть наиболее точно охарактеризована величина общей физической работоспособности спортсмена. Исследование этого показателя особенно важно для оценки функционального состояния организма спортсменов, тренирующихся на выносливость, или спортсменов, у которых тренировке выносливости придается большое значение. У такого рода спортсменов наблюдения за изменениями МПК могут оказать существенную помощь в оценке уровня тренированности.
В настоящее время в соответствии с рекомендациями Всемирной организации здравоохранения принята методика определения МПК, которая состоит в том, что испытуемый выполняет ступенеобразно повышающуюся по мощности физическую нагрузку вплоть до момента, когда он не в состоянии продолжать мышечную работу. Нагрузка задается либо с помощью велоэргометра, либо на тредбане. Абсолютным критерием достижения испытуемым кислородного "потолка" является наличие плато на графике зависимости величины потребления кислорода от мощности физической нагрузки. Достаточно убедительным является также фиксация замедления роста потребления кислорода при продолжении возрастания мощности физической нагрузки.
Наряду с безусловным критерием существуют косвенные критерии достижения МПК. К их числу относится увеличение содержания лактата в крови свыше 70-80мг%. ЧСС при этом достигает 185 - 200 уд/мин, дыхательный коэффициент превышает 1.
Пробы с натуживанием . Натуживание как способ диагностики известно очень давно. Достаточно указать на пробу с натуживанием, которую предложил итальянский врач Вальсальва еще в 1704 г. В 1921 г. Флэк изучал влияние натуживания на организм путем измерения ЧСС. Для дозирования силы натуживания применяются любые манометрические системы, соединенные с мундштуком, в который выполняет выдох испытуемый. В качестве манометра можно использовать, например, прибор для измерения АД, к манометру которого резиновым шлангом присоединен мундштук. Тест состоит в следующем: спортсмену предлагают сделать глубокий вдох, а затем имитируется выдох для поддержания давления в манометре равного 40 мм рт. ст. Испытуемый должен продолжать дозированное натуживание "до отказа". Во время этой процедуры по 5-секундным интервалам фиксируется пульс. Регистрируется также время, в течение которого испытуемый был в состоянии выполнять работу.
В нормальных условиях учащение пульса по сравнению с исходными данными продолжается примерно 15 с, затем ЧСС стабилизируется. При недостаточном качестве регулирования сердечной деятельности у спортсменов с повышенной реактивностью ЧСС может повышаться на протяжении всего теста. У хорошо тренированных спортсменов, адаптированных к натуживанию, реакция на повышение внутригрудного давления выражена незначительно.
Ортостатическая проба . Идея использовать изменение положения тела в пространстве в качестве входного воздействия для исследования функционального состояния, по-видимому, принадлежит Шеллонгу. Эта проба позволяет получить важную информацию во всех тех видах спорта, в которых элементом спортивной деятельности является изменение положения тела в пространстве. Сюда относятся спортивная гимнастика, художественная гимнастика, акробатика, прыжки на батуте, прыжки в воду, прыжки в высоту и с шестом и т.д. Во всех этих видах ортостатическая устойчивость является необходимым условием спортивной работоспособности. Обычно под влиянием систематических тренировок ортостатическая устойчивость повышается.
Ортостатическая проба по Шеллонгу относится к активным пробам. В ходе пробы испытуемый при переходе из горизонтального в вертикальное положение активно встает. Реакция на вставание изучается путем регистрации ЧСС и величин АД. Проведение активной ортостатической пробы заключается в следующем: испытуемый находится в горизонтальном положении, при этом у него многократно подсчитывают пульс и измеряют АД. На основе полученных данных определяют средние исходные величины. Далее спортсмен встает и находится в вертикальном положении в течение 10 мин в ненапряженной позе. Сразу же после перехода в вертикальное положение снова регистрируют ЧСС и АД. Эти же величины регистрируют затем каждую минуту. Реакцией на ортостатическую пробу является учащение пульса. Благодаря этому минутный объем кровотока незначительно снижается. У хорошо тренированных спортсменов учащение пульса относительно невелико и колеблется в пределах от 5 до 15 уд/мин. Систолическое АД либо сохраняется неизменным, либо несколько снижается (на 2 -6 мм рт. ст). Диастолическое АД увеличивается на 10 - 15% по отношению к его величине, когда испытуемый находится в горизонтальном положении. Если на протяжении 10-минутного исследования систолическое АД приближается к исходным величинам, то диастолическое АД остается повышенным.
Существенным дополнением к пробам, проводимым в условиях кабинета врача, служат исследования спортсмена непосредственно в условиях тренировки. Это позволяет выявить реакцию организма спортсмена на нагрузки, свойственные избранному виду спорта, оценить его работоспособность в привычных условиях. К числу таких тестов относится проба с повторными специфическими нагрузками. Тестирование проводится совместно врачам и тренером. Оценка результатов тестирования ведется по показателям работоспособности (тренером) и адаптации к нагрузке (врачом). О работоспособности судят по результативности выполнения упражнения (например, по времени пробегания того или иного отрезка), а об адаптации по изменениям ЧСС, дыхания и АД после каждого повторения нагрузки.Функциональные пробы, применяемые в спортивной медицине, могут использоваться при врачебно-педагогических наблюдениях для анализа тренировочного микроцикла. Пробы проводятся ежедневно в одно и то же время, лучше всего утром, до тренировки. В этом случае можно судить о степени восстановления после тренировочных занятий предыдущего дня. С этой целью рекомендуется проводить ортопробу по утрам, подсчитывая пульс в положении лежа (еще до подъема с постели), а затем стоя. При необходимости оценить тренировочный день ортостатическая проба выполняется утром и вечером.
