Методы определения физической работоспособности

1. По величине работы при стандартной ЧСС – нахождения мощности той работы, при которой пульс возрастает до стандартного уровня – субмаксимальный тест PWC₁₇₀ (PWC₁₇₀ – для лиц до 30 лет, PWC₁₅₀, PWC₁₃₀ – старшего возраста).

PWC₁₇₀ – 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 PWC₁₇₀ 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 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 PWC₁₇₀: а) велоэргометрический и б) тест, в котором нагрузка выполняется в виде восхождений на ступеньку.

Методика проведения теста. Испытуемому предлагают выполнить две нагрузки разной мощности (W₁ и W₂): на велоэргометре или восхождение на ступеньку, продолжительностью по 5 мин. каждая с 3-минутным перерывом. В конце каждой нагрузки определяют ЧСС (соответственно f₁ 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 (W₁ и W₂), 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 PWC₁₇₀ предложена формула:

PWC₁₇₀₌ W₁ + (W₂ - W₁) х (170 - f₁ / f ₂ - f₁),

где: PWC₁₇₀ – мощность физической нагрузки при ЧСС, равной 170 уд/мин; W₁ 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 PWC₁₇₀ колеблются в пределах 20-180 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 уровеня физической трудоспособности PWC₁₇₀, 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 – 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 – маса 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 с 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 с при полностью выполненной пробе), а f1, f2 и fз – частота пульса за первые 30 с соответственно второй, третьей, четвертой минут восстановления.

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 высокого 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 над 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.?), в которой учтен пол, достигнутая ЧСС при физической нагрузке, ее мощность (в случае степэргометрии – масса тела). В качестве единицы мощности работы в номограмме используют 1 кг/м/мин, что составляет 0,167 Вт. Соединяя точки на номограмме так, как показано на рис.?, получим МПК, равное 3,6 л/мин. 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).

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.