Максимальне споживання кисню

Споживання кисню – сумарний показник, який відображає функціональний стан серцево-судинної та дихальної систем. Значення цього показника в фізіологічній та клінічній практиці особливо велике, тому що є достатні можливості його прямого та непрямого визначення.

При зростанні інтенсивності обмінних процесів під час фізичного навантаження необхідне значне збільшення споживання кисню. Це вимагає підвищення функції серцево-судинної та дихальної системи. Споживання кисню зростає пропорційно збільшенню навантаження, але виникає межа, при якій подальше збільшення навантаження не супроводжується збільшенням споживання кисню. Цей рівень називається максимальним споживанням кисню (МСК).

Величина максимального споживання кисню – це найвищий рівень аеробного обміну при фізичному навантаженні. Вище цієї межі м’язи, які працюють, опиняються в умовах недостатнього постачання кисню, в них наростають анаеробні обмінні процеси. Таким чином, максимальне споживання кисню є показником аеробної здатності організму.

Максимальне споживання кисню (аеробна здатність) залежить від резервів серця, можливостей кровопостачання працюючих м’язів, кисневої ємності крові, стану легеневої вентиляції, дифузної здатності легень та інших показників, тобто від фізіологічного стану організму, а також від типу навантаження, маси м’язів, що беруть участь у роботі.

Величина МСК є важливим показником, який характеризує максимальну продуктивність системи транспорту кисню, фізичну працездатність, граничні можливості (потужність) аеробного енергоутворення (максимальної аеробної здатності). Високі показники МСК свідчать про високий серцевий, дихальний, ендокринний та інші фізіологічні резерви організму, іншими словами – високого рівня соматичного здоров’я індивіду. В процесі тренувань збільшуються адаптаційні можливості, підвищується аеробна здатність, зростає рівень соматичного здоров’я.

Максимальне споживання кисню визначається в літрах на хвилину (л/хв). У зв’язку з тим, що воно пропорційне масі тіла, для отримання порівняльних показників його часто відносять до 1 кг маси тіла обстежуваного (мл/хв/кг).

Пряме визначення МСК. Досліджуваний виконує поступово зростаюче безперервне навантаження до неможливості продовжувати роботу. Навантаження дозується за допомогою велоергометра чи інших специфічних для спортсмена навантажень. При цьому з допомогою газоаналізатора визначають величину споживання кисню. Метод може використовуватися в лабораторних умовах, є досить складною процедурою.

Непряме визначення МСК. Воно використовується в оздоровчих тренуваннях та масовому спорті. Найбільш поширеним з розрахунок МСК за методом Астранда. Обстежуваний виконує дозоване субмаксимальне навантаження на велоергометрі чи здійснює сходження на сходинку висотою 40 см для чоловіків і 33 см для жінок протягом 5 хв (не менше). Частота сходження – один рух на один удар метронома, який налаштований на 90 уд./хв. Для велоергометричного дослідження підбирають таке навантаження, щоб в кінці навантаження ЧСС досягала рівня між 120 і 170 уд./хв Для визначення МСК користуються номограмою Астранда (рис. 3.19).

Рис. 3.19. Номограма Астранда для розрахунку максимального споживання кисню (пояснення в тексті).

Визначення МСК за допомогою степ-тесту. Спочатку на шкалі «степ-тест» знаходять точку, яка відповідає масі досліджуваного, цю точку з’єднують горизонтально зі шкалою споживання кисню. На місці пересічення знаходять величину фактичного споживання кисню. Цю точку, в свою чергу, з’єднують прямою лінією із зареєстрованою в досліді ЧСС на лівій шкалі «частота пульсу». Точка перетину останньої лінії зі шкалою «V0₂ max» вкаже на МСК. Користуючись замість шкали «степ-тест» шкалою «велоергометричне навантаження», обчислюють показники МСК за умови використання велоергометра.

Точність визначення МСК по номограмі Астранда цілком задовільна. Розроблені також коефіцієнти, які враховують вік пацієнта.

Не рекомендується користуватися номограмою Астранда під час обстеження кваліфікованих спортсменів, які тренуються на витривалість, оскільки у них при виконанні тестів ЧСС відносно низька, що призводить до неправильних результатів.

Масові обстеження людей з використанням номограми Астранда дають можливість установити нормативну оцінку рівня МСК для практично здорових осіб різної статі та віку. За результатами всіх обстежуваних розділили на так звані функціональні класи аеробної здатності: ФК – низький, ФК ІІ – нижче середнього;

ФК ІІІ – середній, ФК ІV – вище середнього, ФК V – високий.

МСК в дитячому віці збільшується пропорційно зросту та масі. У чоловіків воно досягає максимального рівня у віці 18-20 років. Починаючи з 25-30 років МСК невпинно зменшується і до 70 років складає 50 % від рівня 20 років. У жінок МСК відповідає приблизно 70 % визначеного у чоловіків, залишається незмінним протягом продуктивного періоду, а потім знижується з такою ж швидкістю, як у чоловіків (K. Andersen та співавт., 1971).

Для молодих добре тренованих осіб МСК – 4 л/хв у чоловіків і 3 л/хв у жінок

(Р. Astrand, 1960). У дорослих з пониженою фізичною активністю у віці 25-45 років складає приблизно 3,2 л/хв у чоловіків і 2,4 л/хв у жінок (Н. Monod, 1973).

Дослідження з використанням значних фізичних навантажень виявили тісну кореляційну залежність між інтенсивністю м’язової роботи, споживанням кисню та хвилинним об’ємом серця; між величиною споживання кисню, ступенем навантаження, частотою серцевих скорочень при навантаженнях, які вимагають споживання кисню не менше 1 л/хв На цій залежності будуються всі непрямі методи оцінки функціонального стану і його максимальних фізичних можливостей без використання максимальних виснажливих навантажень, при яких досягається киснева межа і максимум частоти серцевих скорочень.

Для обчислення МСК (мл/хв) можна використати дані PWC₁₇₀ (кгм/хв) за формулою:

МСК = 1,7 х PWC ₁₇₀ + 1240.

Приблизно МСК можна розрахувати за формулою, яку запропонував Ж. Шеррер (1976).Суть методу полягає у тому, що чим більшою є вентиляція легень, тим більше кисню може надійти до організму людини. Він ґрунтується на вимірюванні ЖЄЛ (мл) та маси тіла (кг):

мл/(хв · кг).

3.4. Застосування показників толерантності до фізичного навантаження в процесі фізичної реабілітації

3.4.1. Для визначення класу фізичного стану

Фізичний стан – узагальнений показник фізичних можливостей людини. Його оцінюють за результатами функціональних проб: субмаксимального тесту PWC₁₇₀, тесту Наваккі, Гарвардського степ-тесту, тесту Купера, за величиною МСК. Важливим елементом у визначенні фізичної працездатності є вибір градацій при оцінці фізичного стану. Це необхідно для вибору методики визначення інтенсивності фізичних тренувань, для виробничих рекомендацій, оцінки ступеня функціональної недостатності та ефективності реабілітації.

Найбільш інформативним показником фізичного стану є максимальне споживання кисню (МСК).

Для оцінки фізичного стану за величиною МСК запропоновані різні класифікації. Так, Г.Л. Стронгін та А.С. Турецька виділяють чотири групи фізичної працездатності: низьку – при МСК менше 26 мл/хв/кг; знижену – при 26-28 мл/хв/кг; задовільну – при 29-38 мл/хв/кг; високу – при МСК більше 38 мл/хв/кг.

Залежно від величини МСК К.Купер виділив 5 категорій фізичного стану: дуже поганий, поганий, задовільний, добрий, відмінний (табл. 3.15)

Таблиця 3.15

Оцінка фізичного стану за величиною максимального

споживання кисню, мл/хв/кг (К. Купер, 1970)

Таким чином, визначивши з допомогою субмаксимального навантажувального тесту максимальне споживання кисню, можна встановити клас (групу) фізичного стану обстежуваного і на цій основі контролювати динаміку функціонального стану і давати практичні рекомендації щодо режиму праці, фізичної активності, занять спортом залежно від енергетичних витрат на різні види діяльності.

3.4.2. Для визначення режиму рухової активності

М.Ю. Ахмеджанов (1980) розробив правила визначення тренуючих режимів рухової активності залежно від показників толерантності до фізичного навантаження для осіб із хронічними неспецифічним захворюваннями легень (табл. 3.16).

Таблиця 3.16

Критерії призначення тренуючи режимів рухової активності залежно від толерантності до фізичного навантаження (М.Ю. Ахмеджанов 1980)

3.4.3. Для дозування навантаження під час занять фізичними вправами