Существуют прямые и косвенные, простые и сложные методы определения работоспособности (PWC).

Простые и косвенные методы (проба Руфье, Гарвардский степ-тест)

Функциональная проба Руфье и ее модификация - проба Руфье-Диксона, в которых используют частоту сердечных сокращений в различные по вре­мени периоды восстановления после относительно небольших нагрузок.

Проба Руфье

У испытуемого, находящегося в положении лежа на спине, в течение 5 мин определяют ЧСС за 15 с (Р 1); затем в течение 45 с испытуемый выполняет 30 глубоких приседаний. После окончания нагрузки испытуемый ложится, и у него вновь подсчитывают ЧСС за первые 15 с (Р 2), а потом за последние 15 с первой минуты периода восстановления (Р 3).

Оценку работоспособности сердца производят по формуле:

Индекс Руфье - Диксона = 4 (Р 1 + Р 2 + Р 3) - 200/10;

Р - число сердечных сокращений (ЧСС).

Результаты - по величине индекса от 0 до 15. Меньше 3 - высокая работоспособность; 4-6 - хорошая; 7-9 - удовлетворительная; 15 и выше - плохая.

Есть и другой способ выполнения пробы Руфье. У испытуемого стоя измеряют ЧСС за 15 с (Р 1), затем он выполняет 30 глубоких приседаний (пятки касаются ягодиц). После окончания нагрузки сразу подсчитывается ЧСС за первые 15 с (Р 2); а потом - за последние 15 с (Р 3).

Оценка:

Индекс Руфье = (Р 2 - 70) + (Р 3 – Р 1)/10.

От 0 до 2,8 - расценивается как хороший, средний - от 3 до 6; удовлетворительный - от 6 до 8 и плохой - выше 8.

Гарвардский степ-тест. Этот тест можно считать промежуточным между простыми и сложными. Его достоинство заключается в методической простоте и доступности. Физическую нагрузку задают в виде восхождения на ступеньку. В классическом виде (Гарвардский степ-тест) выполняется 30 восхождений в минуту. Темп движений задается метрономом, частота которого устанавливается на 120 уд/мин. Подъем и спуск состоит из четырех движений, каждому из которых соответствует один удар метронома: 1 - испытуемый ставит на ступеньку одну ногу, 2 - другую ногу, 3 - опускает на пол одну ногу, 4 - опускает на пол другую. В момент постановки обеих ног на ступеньку колени должны быть максимально выпрямлены, а туловище находиться в строго вертикальном положении. Время восхождения - 5 мин при высоте ступени: для мужчин - 50 см и для женщин - 43 см. Для детей и подростков время нагрузки уменьшают до 4 мин, высоту ступеньки - до 30-50 см. В тех случаях, когда испытуемый не в состоянии выполнить работу в течение заданного времени, фиксируется то время, в течение которого она совершалась.

Регистрация ЧСС после выполнения нагрузки осуществляется в положении сидя в течение первых 30 с на 2, 3 и 4-й минутах восстановления.

Функциональную готовность оценивают с помощью индекса Гарвардского степ-теста (ИГСТ) по формуле:

ИГСТ = t х 100/ (f 1 +f 2 +f 3) x 2, где t - время восхождения, с; f 1 f 2 , f 3 , - сумма пульса, подсчитываемого в течение первых 30 с на 2, 3 и 4-й минутах восстановления.

Таблица 20

Оценка результатов Гарвардского степ-теста

Оценка	Величина индекса Гарвардского степ-теста
у здоровых нетренированных лиц	у представителей ациклических видов спорта	у представителей циклических видов спорта
Плохая	Меньше 56	Меньше 61	Меньше 71
Ниже среднего	56-65	61-70	71-60
Средняя	66-70	71-60	61-90
Выше средней	71-80	81-90	91-100
Хорошая	81-90	91-100	101-110
Отличная	Больше 90	Больше 100	Больше 110

Наилучшие показатели имеют обычно тренирующиеся с преимущественным проявлением выносливости. По данным И.В. Аулика (1979), средняя величина ИГСТ у бегунов на длинные дистанции равна 111, у велосипедистов - 106, у лыжников - 100, боксеров - 94, пловцов - 90, спринтеров - 86 и тяжелоатлетов - 81, для высококвалифицированных тренированных спортсменов возможны более высокие величины - до 127-153.

Диагностическая ценность теста повышается, если, помимо ЧСС, в 1-ю и 2-ю минуты восстановительного периода определять и артериальное давление, что позволяет, помимо количественной, дать и качественную характеристику реакции (ее тип).

Имеется немало модификаций теста. Мощность нагрузки можно регулировать за счет частоты шагов и высоты ступеньки. Предлагается также объединять в тесте нагрузки различной мощности (Фомин B.C., 1978).

Проба Руфье и Гарвардский степ-тест позволяют характеризовать способность организма к работе на выносливость и выразить ее количественно в виде индекса. Этим облегчаются любые последующие сопоставления, вычисления достоверности различий, корреляционных связей и пр. Однако Flandrvis (цит. по СБ. Тихвинскому, 1991), изучая корреляцию между аэробной способностью и показателями этих проб, обнаружил низкие коэффициенты корреляции - 0,55, поэтому эти пробы менее точны, чем с использованием субмаксимальных нагрузок с регистрацией сердечного ритма во время работы.

В основе тестов с определением ЧСС в процессе физической нагрузки лежит тот факт, что при выполнении одинаковой по мощности работы у тренированных лиц пульс учащается в меньшей степени, чем у нетренированных (Бейн-бридж, 1927; Давыдов B.C., 1938; Komadel L. et al., 1964 и др.).

Путем изучения ЧСС, газообмена и других функций была создана концепция, согласно которой отличительной чертой человека, имеющего высокую PWC, является экономизация физиологических процессов при физической работе.

8.3.2. Сложные методы определения физической работоспособности (велоэргометр, тредбан, тест PWC-170)

Велоэргометр - прибор, основой которого является велостанок. Задаваемая нагрузка дозируется с помощью частоты педалирования (чаще всего 60-70 об/мин) и сопротивления вращению педалей (механическое или электромагнитное). Мощность выполненной работы выражается в килограммометрах в минуту или в ватах (1Вт = 6 кг/м).

Тредбан - бегущая дорожка с регулируемой скоростью движения. Нагрузка зависит от скорости движения дорожки и угла ее наклона по отношению к горизонтальной плоскости, выражается в метрах в секунду.

Использование велоэргометра и трет-бана имеет преимущества и недостатки (табл. 21).

Имеются и другие приборы для тестирования (гребной, ручной, эргометры).

На любом приборе можно моделировать нагрузки различного характера и мощности: непрерывные и прерывистые, однократные и повторные, равномерные, возрастающей или перемежающейся мощности. В спортивно-медицинской практике используются пробы с субмаксимальными (относительно умеренной мощности, заданного темпа) и максимальными (выполняемыми до предела) нагрузками (табл. 22).

Многие авторы считают, что истинные функциональные возможности спортсменов можно выявить только на уровне критических сдвигов, т.е. предельных нагрузок, позволяющих судить о функциональных резервах и функционально слабых звеньях. Другие авторы (Дембо А.Г., 1985) указывают на некоторую опасность таких проб, особенно для лиц со скрытыми заболеваниями и недостаточно подготовленных, и о недопустимости проведения этой процедуры без врача (что нередко встречается в практике спорта).

Таблица 21

Сравнительная характеристика велоэргометрии и тредбана

Наименование	Преимущества	Недостатки
Велоэргометр	Точное измерение работоспособности. Воз-можность регистрации функции во время работы. Относительная простота освоения навыка. Несложность транспортировки при динамических исследованиях	Преимущественно локальное утомление. Непривычность для представителей ряда спортивных специализаций. Затруднение притока крови к ногам, что может лими-тировать продолжение работы до дости-жения общего утомления
Тредбан	Сохранение заданного темпа от желания об-следуемого. Вовлечение в работу больших групп мышц, что обусловливает общее, а не только локальное утомление. Привычность структуры движения (бег) для каждого обследуемого	Трудность выбора оптимального режи-ма работы Шум, мешающий обследуе-мому. Громоздкость, что ограничивает возможность использования в динамике

Тест PWC-170

Тест PWC-170 - типичный пример пробы с субмаксимальными нагрузками. Физическую работоспособность выражают в величине мощности нагрузки при PWC-170 в минуту, основываясь на представлении о линейной зависимости между ЧСС и мощностью выполненной работы до 170 уд/мин. Этот тест предложили Т. Sjostrand в 1947 г. В нашей стране он используется в модификации Карпмана. Последовательно задают две нагрузки, по 5 мин каждая, с интервалом в 3 мин при частоте педалирования 60-70 в минуту. Нагрузку выполняют без предварительной разминки. Первую нагрузку подбирают в зависимости от массы тела обследуемого с таким расчетом, чтобы получить несколько значений ЧСС в диапазоне от 120 до 170 уд/мин. Мощность первой нагрузки - от 300 до 800 кгм/мин, второй (в зависимости от ЧСС при первой) - от 700 до 1600 кгм/ мин, что уточняют по формуле: N, + (170-f 1) / f 1 - 60.

В.Л. Карпманом (1988) предложены таблицы для выбора мощности задаваемых нагрузок у спортсменов (табл. 23-26).

Для получения сравнимых показателей необходимо строгое выполнение процедуры, поскольку при нарушениях могут существенно измениться расчетные величины МП К.

Таблица 22

Мощность первой нагрузки для спортсменов разной специализации и возраста

Физическую работоспособность определяют по формуле (модификация В.Л. Карпмана с соавторами) PWC = N 1 + (N 2 – N 1) х (170 - f 1) / (f 2 - f 1)

где N 1 - работоспособность, кгм/мин, f 1 и f 2 - ЧСС при первой и второй нагрузках.

Таблица 23

Мощность второй нагрузки при пробе PWC-170

Мощность 1-й нагрузки (Wi)	Мощность второй нагрузки (кгм/мин) при ЧСС во время первой нагрузки (уд/мин)
90-99	100-109	110-119	102-129

Таблица 24

Принципы оценки относительных значений показателя PWC-170

Основываясь на высокой корреляции между величинами PWC и МПК, P.O. Astrand и I. Riming (1954) предложили способ определения последнего при пробах с субмаксимальными нагрузками. Для этого можно использовать номограммы, таблицы и формулы.

При расчете по номограмме Астранда вводят поправочный коэффициент на возраст: 15 лет - 1,1; 25 лет - 1,0; 35 лет - 0,87; 40 лет - 0,78; 45 лет - 0,75; 50 лет - 0,71; 55 лет - 0,68; 60 лет - 0,65.

Величины МПК в литрах, рассчитанные В.Л. Карпманом по показателям PWC-170, в килограммометрах в минуту, составляют:

Таблица 25

Соотношение показателей PWC-170 и величин МПК

PWC-170	МПК	PWC-170	МПК
	1,62		4,37
	2,66		4,37
	2,72		4,83
	2,82		5,06
	2,97		5,32
	3,15		5,57
	3,38		5,57
	3,60		5,66
	3,88		5,66
	4,13		5,72

МПК рассчитывают по формуле: МПК= 1,7 х PWC-170 + 1240. Для высококвалифицированных спортсменов вместо 1240 в формулу вводят 1070. Оценку величин МПК иллюстрирует табл. 25.

У занимающихся спортивными играми и единоборством физическая работоспособность при пробе PWC-170 чаще всего равна 1260-1865 кгм/мин, или 18-22 кгм/мин, скоростно-силовыми и сложнокоординационными видами спорта – 1045-1600 кгм, или 15,3-19 кгм/мин. У женщин данные - соответственно на 10-30% ниже. Отношение PWC-170 к объему сердца в миллилитрах составляет обычно 1,5-1,9.

У молодых здоровых нетренированных мужчин величины PWC-170 находятся обычно в пределах 700-1100 кгм/ мин, женщин – 450-750 кгм/мин, или соответственно 12-17 и 8-14 кгм/ мин. У спортсменов, тренирующихся на выносливость, эти величины бывают наиболее высоки и достигают 2800-2200 кгм, или 20-30 кгм/мин. Величины PWC-170 коррелируют с общим объемом тренировочных нагрузок (особенно направленных на развитие выносливости).

Проба PWC-170 относительно несложная, поэтому может широко применяться на всех этапах подготовки. Величины PWC-170 пытаются определять не только в классическом варианте на велоэргометре, но и при выполнении беговых нагрузок, степ-теста (Фомин B.C., Карпман В.Л.), а также специфических нагрузок в естественных условиях.

Общеевропейский вариант (М.А. Годик с соавт., 1964) предполагает выполнение трех возрастающих по мощности нагрузок (продолжительность каждой 3 мин), не разделенных интервалами отдыха. За это время нагрузка возрастает дважды (спустя 3 и 6 мин от начала тестирования). Частота сердечных сокращений измеряется за последние 15 с каждой трехминутной ступени, нагрузка регулируется так, чтобы к концу теста ЧСС увеличивалась до 170 уд/мин. Мощность нагрузки рассчитывается на единицу массы тела испытуемого (Вт/кг). Первоначальная мощность устанавливается из расчета 0,78-1,25 Вт/кг, увеличение мощности проводится в соответствии с возрастанием ЧСС.

Расчет нагрузки:

PWC-170 = [(W 1 - W 2) / ЧСС 3 -ЧСС 2 х (170 - ЧСС 3)] + W 3 ;

где W 1 W 2 , W 3 - мощность нагрузок, ЧСС2, ЧСС3 - частота сердечных сокращений при второй и третьей нагрузках.

Полученный результат пересчитывают на массу тела испытуемого.

Модификация Л.И. Абросимовой с соавт . (1978). Предлагается выполнение одной нагрузки, обусловливающей возрастание ЧСС до 150-160 уд/мин.

Расчет нагрузки: PWC-170 = W / (f 2 – f 1) x (170 - f 1).

Способность человека совершать длительное время физическую (мышечную) работу называют физической работоспособностью. Величи­на физической работоспособности человека зависит от возраста, пола, трени­рованности, факторов окружающей среды (температуры, времени суток, со­держания в воздухе кислорода и т.д.) и функционального состояния организ­ма. Для сравнительной характеристики физической работоспособности раз­личных людей рассчитывают общее количество произведенной работы за 1 минуту, делят его на массу тела (кг) и получают относительную физиче­скую работоспособность (кг*м/мин на 1кг массы тела). В среднем уровень физической работоспособности юноши 20 лет составляет 15,5 кг*м/мин на 1кг массы тела, а у юноши-спортсмена того же возраста он достигает 25. В последние годы определение уровня физической работоспособности широко используют для оценки общего физического развития и состояния здоровья детей и подростков.

Длительные и интенсивные физические нагрузки приводят к вре­менному снижению физической работоспособности организма. Это фи­зиологическое состояние называют утомлением. В настоящее время пока­зано, что процесс утомления затрагивает, прежде всего, ЦНС, затем нерв­но-мышечный синапс и, в последнюю очередь - мышцу. Впервые значение нервной системы в развитии процессов утомления в организме было отмече­но И.М.Сеченовым. Доказательством справедливости этого заключения мож­но рассматривать обстоятельство, что интересная работа долго не вызывает утомления, а неинтересная - весьма быстро, хотя мышечные нагрузки в пер­вом случае могут даже превосходить работу, совершаемую тем же самым че­ловеком во втором случае.

Утомление представляет собой нормальный физиологический про­цесс, выработанный эволюционно для защиты систем организма от сис­тематического переутомления, которое является патологическим процессом и характеризуется расстройством деятельности нервной системы и других физиологических систем организма.

7.2.5. Возрастные особенности мышечной системы

Мышечная система в процессе онтогенеза претерпевает значительные структурные и функциональные изменения. Формирование мышечных клеток и образование мышц как структурных единиц мышечной системы происходит гетерохронно, т.е. сначала образуются те скелетные мышцы, которые необходимы для нормальной жизнедеятельности организма ребенка в данном возрастном этапе. Процесс "чернового" формирования мышц заканчивается к 7-8 неделе пренатального развития. После рождения процесс формирования мышечной системы продолжается. В частности, интенсивный рост мышечных волокон наблюдается до 7 лет и в пубертатный период. К 14 -16 годам микроструктура скелетной мышечной ткани практически полностью созревает, но утолщение мышечных волоков (со­вершенствование их сократительного аппарата) может продолжаться до 30 -35 лет.

Развитие мышц верхних конечностей опережает развитие мышц нижних конечностей. У годовалого ребенка мышцы плечевого пояса и рук развиты значительно лучше, чем мышцы таза и ног. Более крупные мышцы формируются всегда раньше мелких. Например, мышцы предплечья фор­мируются раньше мелких мышц кисти. Особенно интенсивно мышцы рук развиваются в 6 - 7 лет. Очень быстро общая масса мышц нарастает в пе­риод полового созревания: у мальчиков - в 13-14 лет, а у девочек - в 11- 12 лет. Ниже приведены данные, характеризующие массу скелетных мышц в процессе постнатального онтогенеза.

Значительно меняются в процессе онтогенеза и функциональные свойства мышц. Увеличивается возбудимость и лабильность мышечной ткани. Изменяется мышечный тонус. У новорожденного отмечается повы­шенный мышечный тонус, а мышцы-сгибатели конечностей преобладают над мышцами-разгибателями. В результате руки и ноги грудных детей находятся чаще в согнутом состоянии. У них плохо выражена способность мышц к расслаблению (с этим связана некоторая скованность движений детей), кото­рая с возрастом улучшается. Только после 13 - 15 лет движения становятся более пластичными. Именно в этом возрасте заканчивается формирование всех отделов двигательного анализатора.

В процессе развития опорно-двигательного аппарата изменяются двигательные качества мышц: быстрота, сила, ловкость и выносли­вость. Их развитие происходит неравномерно. Прежде всего, развиваются быстрота и ловкость.

Быстрота (скорость) движений характеризуется числом движений, которое ребенок в состоянии произвести за единицу времени. Она определя­ется тремя показателями:

1) скоростью одиночного движения,

2) временем двигательной реакции и

3) частотой движений.

Скорость одиночного движения значительно возрастает у детей с 4 -5 лет и к 13-15 годам достигает уровня взрослого. К этому же возрасту уровня взрослого достигает и время простой двигательной реакции, которое обу­словлено скоростью физиологических процессов в нервно-мышечном ап­парате. Максимальная произвольная частота движений увеличивается с 7 до 13 лет, причем у мальчиков в 7 -10 лет она выше, чем у девочек, а с 13 - 14 лет частота движений девочек превышает этот показатель у мальчиков. Наконец, максимальная частота движений в заданном ритме также резко уве­личивается в 7 - 9 лет. В целом, скорость движений максимально развивается к 16-17 годам.

До 13- 14 лет завершается в основном развитие ловкости, которая свя­зана со способностью детей и подростков осуществлять точные, координиро­ванные движения. Следовательно, ловкость связана:

1) с пространственной точностью движений,

2) с временной точностью движений,

3) с быстротой решения сложных двигательных задач.

Наиболее важен для развития ловкости дошкольный и младший школь­ный период. Наибольший прирост точности движений наблюдается с 4 - 5 до 7 - 8 лет. Интересно, что спортивная тренировка оказывает благотворное влияние на развитие ловкости и у 15 - 16 летних спортсменов точность дви­жений в два раза выше, чем у нетренированных подростков того же возраста. Таким образом, до 6 - 7 лет дети не в состоянии совершать тонкие точные движения в предельно короткое время. Затем постепенно развивается про­странственная точность движений, а за ней и временная. Наконец, в послед­нюю очередь совершенствуется способность быстро решать двигатель­ные задачи в различных ситуациях. Ловкость продолжает улучшаться до 17-18 лет.

Наибольший прирост силы наблюдается в среднем и старшем школь­ном возрасте, особенно интенсивно сила увеличивается с 10 - 12 лет до 16 -17 лет. У девочек прирост силы активируется несколько раньше, с 10 - 12 лет, а у мальчиков - с 13 - 14 лет. Тем не менее, мальчики по этому показателю во всех возрастных группах превосходят девочек.

Позже других двигательных качеств развивается выносливость, характеризующаяся тем временем, в течение которого сохраняется достаточ­ный уровень работоспособности организма. Существуют возрастные, поло­вые и индивидуальные отличия в выносливости. Выносливость детей до­школьного возраста находится на низком уровне, особенно к статической работе. Интенсивный прирост выносливости к динамической работе наблюдается с 11 - 12 лет Так, если принять объем динамической работы детей 7 лет за 100%, то у10-летних он составит 150%, а у 14-15-летних - более 400%. Так же интенсивно с 11-12 лет у детей нарастает выносливость к статическим нагрузкам. В целом, к 17-19 годам выносливость составляет около 85% от уровня взрослого. Своего максимального уровня она достигает к 25 - 30 го­дам.

Развитие движений и механизмов их координации наиболее интен­сивно идет в первые годы жизни и в подростковый период. У новорожденно­го координация движений очень несовершенна, а сами, движения имеют толь­ко бузусловно-рефлекторную основу. Особый интерес вызывает плаватель­ный рефлекс, максимальное проявление которого наблюдается примерно к 40 дню после рождения. В этом возрасте ребенок способен совершать в воде плавательные движения и держаться на ней до 1 5 минут. Естественно, что го­лова ребенка должна поддерживаться, так как его собственные мышцы шеи еще очень слабы. В дальнейшем рефлекс плавания и другие безусловные рефлексы постепенно угасают, а им на смену формируются двигательные на­выки. Все основные естественные движения, свойственные человеку (ходь­ба, лазанье, бег, прыжки и т.д.) и их координация формируются у ребенка в основном до 3 - 5 лет. При этом большое значение для нормального развития движений имеют первые недели жизни. Естественно, что и в дошкольном возрасте координационные механизмы еще очень несовершенны. Несмотря на это, дети способны овладевать относительно сложными движениями. В ча­стности, именно в этом возрасте они учатся орудийным движениям, т.е. дви­гательным умениям и навыкам пользоваться инструментом (молотком, ключом, ножницами). С 6 - 7 лет дети овладевают письмом и другими дви­жениями, требующими тонкой координации. К началу подросткового перио­да формирование координационных механизмов в целом завершается, и все виды движений становятся доступными для подростков. Конечно, совер­шенствование движений и их координации при систематических упражнени­ях возможно и в зрелом возрасте (например, у спортсменов, музыкантов и др.).

Совершенствование движений всегда тесно связано с развитием нервной системы ребенка. В подростковом периоде очень часто координа­ция движений вследствие гормональных перестроек несколько нарушается. Обычно к 15 - ] 6 годам это временное ухудшение бесследно исчезает. Общее формирование координационных механизмов заканчивается в конце подро­сткового возраста, а к 18 - 25 годам они полностью достигают уровня взрос­лого человека. Возраст в 18-30 лет считают «золотым» в развитии моторики человека. Это возраст расцвета его двигательных способностей.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФИЗИЧЕСКОЙ
РАБОТОСПОСОБНОСТИ

Подготовлено доцентом

г. Благовещенск - 2012

ПЛАН

1. Понятие о физической работоспособности.

2. Физическая работоспособность и здоровье.

3. Подготовка и проведение нагрузочных тестов.

4. Субмаксимальный тест РWС 170

5. Определение уровня физической работоспособности с помощью таблиц.

1. Понятие о физической работоспособности.

Термином физическая работоспособность, которая проявляется в различных формах мышечной деятельности, принято обозначать способность выполнять определенную работу в течение определенного времени без снижения её качества и уровня мощности. Она зависит от «физической формы» или готовности человека, его пригодности к физической работе, а также от морфологического и функционального состояния систем организма.

Различают эргометрические и физиологические показатели физической работоспособности. Для оценки физической работоспособности при двигательном тестировании обычно используют совокупность этих показателей, т. е. результат проделанной работы и уровень адаптации организма к данной нагрузке.

Следует отметить, что физическая работоспособность – понятие комплексное и его можно охарактеризовать рядом факторов. К ним относятся телосложение и антропометрические показатели, емкость и эффективность механизмов энергопродукции аэробным и анаэробным путем, сила и выносливость мышц, нейромышечная координация (ловкость), состояние опорно – двигательного аппарата (гибкость).

2. Физическая работоспособность и здоровье.

В настоящее время существует несколько понятий здоровья. Наряду с качественными показателями так называемого статического здоровья, определяемого в условиях мышечного покоя, все большее значение приобретает понятие «динамическое здоровье». Оно определяется количественной характеристикой адаптационных (приспособителей) возможностей организма. Для того чтобы получить представление о динамическом здоровье, необходимо исследовать не только состояние органов и систем в покое, но и их работоспособность.

Путем сопоставления состояния здоровья людей и объема их повседневной физической активности установлено, что между уровнем физической работоспособности и распространением сердечно – сосудистых заболеваний существует тесная отрицательная корреляция (взаимосвязь). Поэтому с целью профилактики болезней сердечно – сосудистой системы и других выдвигается задача повысить физическую работоспособность. По инициативе Всемирной организации здравоохранения разработаны не сложные методы определения физической работоспособности, которые с успехом можно применять как в клинической так и в физкультурной практике. После обобщения обширного материала, полученного в разных странах, становится возможной разработка так называемых нормативных (должностных) величин физической работоспособности. Это позволяет в программах «оптимума физической активности» для различных групп населения рекомендовать вид, объем и интенсивность упражнений, необходимых для повышения и сохранения физической работоспособности каждого индивидуума с учетом его физического состояния. Кроме того нагрузочные тесты служат для:

1) Определение работоспособности и пригодности к занятиям

различными видами спорта;

2) оценки функционального состояния организма и резервов сердечно – сосудистой и дыхательной систем;

3) определение вероятности развития сердечно – сосудистых заболеваний, выявления доклинических форм коронарной недостаточности, а также прогнозирование течения этих заболеваний;

4) определение эффективности и разработки оптимальных профилактических, терапевтических, хирургических и реабилитационных мероприятий у больных сердечно – сосудистыми заболеваниями.

3. Подготовка и проведение нагрузочных тестов.

Проведение субмаксимальных нагрузочных тестов требует подготовки персонала, определенных условий и оборудования. Температура при проведении теста в помещении в пределах 18 – 220 С, комнату нужно хорошо проветрить. Исследование необходимо начинать не раньше чем через 1,5 – 2 часа после приема пищи. Желательно в день исследования не принимать стимулятор (кофе, крепкий чай). В день исследования необходимо также исключить чрезмерные физические нагрузки, приводящие к переутомлению. Желательно также отдохнуть от физической работы в течение часа. Одежда должна быть максимально удобной, легкой, не стесняющей движения. Обувь обычной для исследуемого. Обстановка во время обследования должна быть спокойной, доброжелательной, иначе беспокойство и отрицательные эмоции могут привести к тахикардии, искажающей результаты нагрузочных тестов.

Перед началом теста производятся антропометрические измерения. В обязательном порядке измеряют рост и масса тела с точностью до 100 грамм.

Для проведения нагрузочных тестов необходимо следующее оборудование: велогометр, тредбанн или ступенька высотой 40 см для мужчин и 33 см для женщин ростометр, весы, метроном, секундомер, аппарат для измерения артериального давления.

Для обеспечения безопасности проведения исследования тестирование следует прекратить при:

1. сильной одышке или возникновения чувства удушья;

2. сильной усталости, тенденции к обмороку, головокружению, бледности или влажности кожи;

3. значительном повышении артериального давления;

4. снижении артериального давления больше чем на 25 % от исходного;

5. отказ обследуемого от прохождения теста в связи с дискомфортом.

4. Субмаксимальный тест PWС 170.

Физическая работоспособность в тесте PWC 170 выражается величиной мощности нагрузки, который испытуемый может совершить при частоте сердечных сокращений 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 сохраняется оптимальное функционирование сердечно – сосудистой системы.

Вторая физиологическая закономерность, лежащая в основе теста, заключается в том, что взаимосвязь между частотой сердечных сокращений (ЧСС) и мощностью выполняемой физической нагрузки имеет линейный характер вплоть до ЧСС, равной 170 уд/мин. При более высокой ЧСС линейный характер взаимосвязи нарушается вследствие активизации анаэробных (гликолитических) механизмов энергетического обеспечения мышечной работы.

В практике врачебного контроля применяются два варианта теста PWC 170 велоэргометрический и тест, в котором нагрузка выполняется в виде восхождений на ступеньку.

Ход проведения теста. Испытуемому предлагают выполнить две нагрузки разной мощности (N, N): на велоэргометре или восхождение на ступеньку, продолжительностью по 5 мин. Каждая с 3 минутным перерывом. В конце каждой нагрузки определяют частоту сердечных сокращений (соответственно f1 и f2). Для определения PWC 170 наибольшее распространение получила формула (с соавт. 1969):

PWC 170 = N1 + (N2 – N1) ¾¾¾-

где PWC 170 – мощность физической нагрузки при ЧСС, равной 170 уд/мин, N1 и N2 – мощность первой и второй нагрузки (кгм/мин), f1 и f2 – ЧСС в конце первой и второй нагрузки.

Определение физической нагрузки по тесту PWC 170 при углубленных диспансерных исследованиях и при динамических наблюдениях за спортсменами требует специфических для того или иного вида спорта нагрузок.

5. Определение уровня физической работоспособности

с помощью таблиц.

Программа по физическому воспитанию студентов медицинских и фармацевтических институтов предусматривает оценку состояния сердечно – сосудистой системы с помощью специальных таблиц.

Шкала оценок функционального состояния сердечно – сосудистой системы по показателям физической работоспособности (ФРС) 170 и (МПК) максимального потребления кислорода (на кг веса).

Мужчины

Группа по уровню ФРС	кгм/мин/кг	мл/мин/кг	Уровень функционального состояния ССС
I
			ниже среднего
			выше среднего
Женщины
			ниже среднего
			выше среднего

ЛИТЕРАТУРА:

1. Аулик физической работоспособности в клинике и спорте – М: Медицина – 1979. – с. 192

2. , Бендет тесты при оценке функционального состояния сердечно – сосудистой системы.// Физическая активность и сердце – Киев: Здоровье – 1989 – с. 32 – 57

3. Оценка физической работоспособности человека // Физическая культура и здоровье: учебник под ред. – М: 2001 – с. 225 – 227

4. Программа по физическому воспитанию для медицинских и фармацевтических ВУЗов. 1989 – с. 48

5. Субмаксимальный рост PWC 170 // Лечебная физкультура и врачебный контроль – , – М: Медицина – 1990 –с.25 – 37

Определение уровня физической работоспособности

При самостоятельных занятиях физическими упражнениями важно знать свой уровень физической работоспособности, чтобы определить объем и интенсивность допустимой нагрузки. Физическая работоспособность выражается количеством работы, которая выполняется при той или иной частоте сердечных сокращений. Определение общей физической работоспособности позволяет судить о степени приспособления организма к нагрузке. Быстро определить состояние сердечно-сосудистой системы можно при помощи простых функциональных проб.

Проба Руфье. Испытуемый, находящийся в покое в течение 5 мин, определяет частоту сердечных сокращений (ЧСС) за 15 секунд (P1); затем в течение 45 секунд выполняет 30 приседаний, при этом самостоятельно и громко считая, что позволяет избежать задержки дыхания.

После окончания нагрузки испытуемый садится и вновь подсчитывает ЧСС за первые 15 секунд (Р2), а потом - за последние 15 секунд первой минуты периода восстановления (Р3). Оценку функциональных возможностей сердечно-сосудистой системы проводят по индексу Руфье (ИР), который рассчитывается по формуле:

ИР = (4*(Р1 + Р2 + Р3) - 200) /10

Результаты оцениваются по величине индекса от 0 до 15. Меньше 3 - хорошая работоспособность; от 3 до 6 - средняя; от 7 до 9 - удовлетворительная; от 10 до 14 - плохая (средняя сердечная недостаточность); 15 и выше (сильная сердечная недостаточность).

Гарвардский степ-тест . Физическая нагрузка задается в виде восхождений на ступеньку. Высота ступеньки и время выполнения теста зависят от пола, возраста и физического развития испытуемого. Испытуемый на протяжении 5 мин должен совершать восхождение на ступеньку с частотой 30 раз в 1 мин. Каждое восхождение и спуск складываются из четырех двигательных компонентов:

1. - испытуемый встает на ступеньку одной ногой;
2. - испытуемый встает на ступеньку двумя ногами, принимая строго вертикальное положение;
3. - испытуемый ставит назад на пол ногу, с которой начал восхождение;
4. - испытуемый опускает на пол другую ногу.

Если испытуемый не в состоянии совершать восхождение на ступеньку в течение 5 мин, то фиксируется то время, в течение которого выполнялась мышечная работа.

После окончания физической нагрузки испытуемый отдыхает сидя. Начиная со 2-й минуты у него 3 раза по 30-секундным отрезкам времени подсчитывается ЧСС: с 60-й секунды до 90-й (f2), со 120-й до 150-й (f3) и со 180-й до 210-й секунды (f4) восстановительного периода. Результаты тестирования выражаются в условных единицах в виде индекса гарвардского степ-теста (ИГСТ), величина которого рассчитывается по формуле:

ИГСТ = t (100/ (f2 +f3+f4) 2,

где t - фактическое время выполнения физической нагрузки в секундах; f2, f3, f4 - сумма ЧСС за первые 30 с каждой (начиная со 2-й) минуты восстановительного периода.

Определение уровня физической работоспособности сделает ваши занятия максимально эффективными.

Основные положения исследования и коррекции физической работоспособности человека

Под ред. академика РАН И.Б. Ушакова Изд.: Медицина, 2007 г.

Разработка различных аспектов проблемы работоспособности человека представляет собой одну из важнейших задач современной науки и влияет на интеграцию и развитие определенных тенденций в медико-биологических и психофизиологических исследованиях.

Нормальная жизнедеятельность человека, включая труд, возможна лишь тогда, когда организм может адекватно приспособиться к разнообразным условиям внешней среды, когда физиологические механизмы адаптации направлены по пути оптимизации здоровья. Еще Авиценна рассматривал сохранение работоспособности как фактор сохранения здоровья, акцентируя внимание на «уравновешенности физического и духовного движения» (Аулнк И. В., 1979]. В настоящее время, несмотря на многообразие трактовок понятия здоровья, практически во всех определениях оговаривается условие оптимальной работоспособности человека (Баевский Р. М., 1979].

Проблема работоспособности - общенаучная проблема, которая затрагивает интересы общества, работников всех отраслей труда и производства. Практическая и научная актуальность этой проблемы заключается в потребности сохранить и улучшить работоспособность человека как в повседневной жизни, так и при освоении окружающей среды, участии в научно-техническом прогрессе и т. п. В ходе эволюции отбирались и генетически закреплялись только те функционально-морфологические механизмы приспособления человека, которые обеспечивали его адекватную работоспособность и выживаемость. Одновременно происходило совершенствование этих механизмов в соответствии с новыми условиями существования. Эти механизмы могут быть использованы в каждом организме, однако эффективность их реализации будет зависеть как от состояния самого организма, так и от особенностей среды в каждом конкретном случае. Сказанное обусловливает необходимость разработки широкого круга медицинских, социально-гигиенических, психологических и экономических мероприятий по коррекции работоспособности человека и прогнозирования ее динамики. Названные задачи предполагают определение работоспособности на социальном, психологическом, организменном, клеточном и субклеточном уровнях, выработку новых критериев оценки работоспособности |Попов А. К., 1985).

Существует большое число определений понятия работоспособности человека (Рождественская В. И., 1980; Медведев В. И., 1982; Сапов И. А., Новиков В. С., 1985). Работоспособность рассматривается и как свойство человека, отражающее его способность выполнять определенную работу, и как нечто тождественное функциональному состоянию организма, и как способность обеспечивать определенный заданный уровень деятельности, эффективность работы, и как предельные возможности организма. Под работоспособностью вообще понимается способность органа или организма к активной деятельности в заданном режиме. В физиологии труда работоспособность понимается как уровень функционирования организма, характеризующийся эффективностью работы, выполняемой за определенный промежуток времени. Часто под работоспособностью понимают способность человека к работе вообще, в том числе и к выполнению работы максимально возможного объема, требуемого качества при таком напряжении функций, которое еще не ведет к перенапряжению или переутомлению. Разные авторы подчеркивают, что категория работоспособности человека определяется комплексом его профессиональных, физиологических и психологических факторов, а именно функциональным состоянием организма и уровнем его резервных возможностей; профессиональным опытом и подготовленностью, направленностью личности, т. е. характером и степенью выраженности потребностей, установок и мотивов деятельности. В связи с этим в изучении работоспособности выявляются тенденции как к определенным обобщениям, так и к еще большей дифференцированности ее понятий. Работоспособность подразделяют на умственную и физическую, а последнюю - на силовую, выносливую и скоростную.

Под умственной работоспособностью понимают способность человека воспринимать, хранить и перерабатывать информацию.

Термином «Физическая работоспособность » обозначается ее внешнее проявление - потенциальная способность человека показать максимум физического усилия в статической, динамической или смешанной работе. В более узком смысле физическую работоспособность часто понимают как функциональное состояние кардиореспираторной системы. Некоторые исследователи считают необходимым в зависимости от длительности работы раздельно оценивать краткосрочную и долгосрочную работоспособность. Однако во всех рассматриваемых типах, классах и видах работоспособности наблюдается много общих моментов в динамике метаболизма, изменениях состояния сложных нервных структур, мышечного утомления, химизма крови и т. д. . Таким образом, работоспособность - это сложный процесс, который зависит от интеграции и взаимодействия различных систем и органов на различных уровнях организации: от биохимического и генетического до социального.

Динамика работоспособности зависит от характера и условий деятельности, а также от физиологических, биологических, психологических и других особенностей субъекта. Установлено, что работоспособность человека (особенно ее максимальные значения) определяется генотипом, полом, возрастом людей, зависит от климата и сезона года, физической тренированности, условий труда и т. д. Выявлено, что наибольшая работоспособность у людей отмечается в конце лета - начале осени, а наименьшая - зимой. Установлено снижение работоспособности на протяжении зимовки на Севере, совпадение сезонных различий работоспособности по фазе в разных географических зонах, но с большим снижением в северных широтах и в большей степени у южан. Доказаны количественные различия в снижении работоспособности зимой в различных регионах страны: на Чукотке - на 17%, в Андижане - на 10%, а в умеренном климате - на 4-8%. В умеренном климате регистрируется сезонный спад физической работоспособности. У мужчин, в среднем, абсолютные величины работоспособности выше, чем у женщин, и они существенно возрастают при физической тренировке как у мужчин, так и у женщин. Ряд авторов считают, что на уровень физической работоспособности существенное влияние оказывают возраст и масса тела, по другим литературным данным, величины физической работоспособности в среднем почти одинаковы и стабильны в возрастном диапазоне 20-55 лет. Установлено, что возрастные изменения работоспособности не являются линейной функцией возраста и во многом определяются интенсивностью и характером труда. В последнее время активно ведутся исследования по выявлению связи между биоритмами и работоспособностью человека. Есть мнения, что выработанная всем ходом эволюции временная последовательность физиологических процессов - важнейшая предпосылка хорошего здоровья и высокой работоспособности, которую надо рассматривать с позиций концепции циркадной системы. На основе реальных результатов динамики работоспособности утверждается, что в основе работоспособности лежит колебательный процесс, протекающий по принципу последовательной смены типов парных взаимодействий; большое значение в достижении адаптированности и устойчивой работоспособности имеет синхронизация физиологических биоритмов.

Высокая устойчивая работоспособность формируется в ходе индивидуальной адаптации , когда адекватно функционируют его регуляторные механизмы и функциональные системы. Наиболее же общей чертой является изменение неспецифической резистентности организма. При этом значительные сдвиги происходят в метаболизме, окислительных процессах, иммунной системе; активизируется перекисное окисление липидов, изменяется кислородный режим, повышается устойчивость организма к гипоксии; активизируется эндокринная система, в частности, функции симпатико-адреналовой системы и коры надпочечников; включаются механизмы, обеспечивающие взаимодействие иммунной системы и эндокринного гомеостаза, переход на качественно новый уровень синхронизации процессов, протекающих в названных системах, изменяются обмен микроэлементов, белковая и витаминная обеспеченность организма, содержание гемоглобина в крови и железа в плазме крови.

Можно согласиться с мнениями ряда специалистов, что если необходимо обеспечить устойчивую работоспособность человека, то она должна формироваться на возможно большем диапазоне функциональных состояний. На основе современных исследований работоспособности человека принципиально показана возможность коррекции работоспособности и разработаны практические мероприятия по ее повышению. Тем не менее до сих пор однозначно не установлены факторы (ключевые звенья), лимитирующие работоспособность человека в тех или иных условиях и приводящие к ее срыву.

Теоретическим обоснованием повышения работоспособности может служить идея о том, что для достижения адаптации, помимо формирования функциональной системы, необходимо возникновение на клеточном и органном уровне «системного структурного следа» . Суть системного структурного следа состоит в следующем: в процессе адаптации формируются новые функциональные системы, это ведет к активизации синтеза нуклеиновых кислот и белков, изменению мембранных структур, энергообеспечения и другим процессам, определяющим существование клетки. Благодаря существующей взаимосвязи между функцией клетки и ее генетическим аппаратом возникающий комплекс структурных изменений приводит к формированию структурного следа в системе, повышает ее физиологические возможности. После прекращения действия рассматриваемого фактора среды активность генетического аппарата клетки снижается, что приводит к исчезновению системного структурного следа и к снижению работоспособности. Таким образом, работоспособность человека - сложное системное образование, испытывающее влияние многих уровней регуляции жизнедеятельности.

Физическая работоспособность является специальным понятием физиологии труда и спорта, она изучается также и во многих других областях прикладной физиологии и медицины. В последние годы ее исследования все шире внедряются в клиническую медицину.

Физическая работоспособность проявляется в различных формах мышечной деятельности. Ее определение и оценка необходимы при решении следующих практических задач:

определение функциональной способности и толерантности к физической нагрузке здоровых и больных людей;

определение профессиональной пригодности человека в видах деятельности, связанных с высокой физической активностью;

организация двигательных режимов пациентов лечебных учреждений и центров реабилитации;

установление риска заболевания коронарной болезнью;

оценка результатов лечения и физической тренировки;

проведение врачебной экспертизы;

подготовка спортсменов.

Несмотря на весьма широкое использование термина «Физическая работоспособность », общепринятого теоретически и практически обоснованного определения ему пока еще не дано. В понятие физической работоспособности, или просто работоспособности, вкладывается очень разное по своему объему и смыслу содержание - под физической работоспособностью понимается способность к физическому труду, просто способность к труду, физическая выносливость и т. п.; часто под работоспособностью понимается потенциальная способность человека проявлять максимум физического усилия в статической, динамической или смешанной работе. В самом общем виде Физическая работоспособность прямо пропорциональна количеству механической работы, которую человек способен выполнить с требуемым качеством. Поскольку длительная работа мышц лимитируется доставкой к ним кислорода, общая Физическая работоспособность в значительной мере зависит от кардиореспираторной производительности.

Более полное объяснение понятия физической работоспособности дает теория функциональных систем П. К. Анохина. Согласно этой теории организм в зависимости от конкретной цели деятельности срочно формирует конкретную функциональную систему, обеспечивающую достижение этой цели. Под функциональной системой понимается такое сочетание процессов и механизмов, которое, формируясь динамически в зависимости от особенностей сложившейся ситуации, непременно приводит к конечному приспособительному эффекту, полезному для организма именно в этой ситуации. В каждой функциональной системе выделяются физиологический результат (константа) и физиологические механизмы, которые мобилизуются для ее сохранения. Исходя из теории функциональных систем, физическую работоспособность следует считать явлением специфическим, имеющим в каждом конкретном случае свои отличительные признаки и особенности, как и организующаяся для ее обеспечения функциональная система. Следуя этому положению, под физической работоспособностью понимается способность человека к выполнению конкретных двигательных задач в заданных рамках внешних условий.

В свете практической возможности коррекции работоспособности человека актуально заключение о работоспособности человека как функциональной системе , состоящей из двух основных уровней. Верхний уровень - уровень мотивации и психической регуляции деятельности - программирует содержание предстоящей человеку работы и, вместе с тем, регулирует ее выполнение. Он буквально определяет, что и как надо делать. Следующий уровень - биологический - зависит от верхнего уровня, но вместе с тем лимитирует его, определяя закономерности распределения максимумов и минимумов в динамике работоспособности человека . С позиций психологии показаны возможности повышения работоспособности, используя все уровни регуляции состояния человека, определяя в качестве ведущего социальный уровень, так как он фактически затрагивает все нижележащие уровни, определяющие работоспособность.

Наиболее полно Физическая работоспособность проявляется в различных видах мышечной деятельности. Для реализации любой мышечной активности необходимы определенные качества: сила, выносливость, быстрота, ловкость и др. Иными словами, Физическая работоспособность - это комплексное понятие, обусловленное рядом факторов, среди которых основное значение имеют уровень физического развития, состояние здоровья, масса тела, мощность, емкость и производительность энергетических процессов, состояние нейромышечного аппарата, психическое состояние, мотивация и т. п. Значимость этих факторов в процессе работы определяется ее характером, видом, интенсивностью и продолжительностью.

Физическая работоспособность в основном определяется энергетическими возможностями организма и лимитируется системой транспорта кислорода. Поэтому в более узком смысле физическую работоспособность понимают как функциональную способность кардиореспираторной системы. В этом случае Физическая работоспособность организма соответствует его аэробной работоспособности (производительности). Именно в таком аспекте и применяется в настоящее время этот термин в физиологии труда и спорта.

Однако в целом, как сказано выше, это понятие более обширно и объективное заключение о физической работоспособности человека может быть дано только после комплексной оценки всех ее составляющих. С увеличением количества учтенных факторов соответственно повышаются достоверность определения и информативность показателей физической работоспособности.

Физическая работоспособность , являясь интегральным показателем, определяется согласованной деятельностью различных функциональных систем организма. Это взаимодействие достигается в результате регуляторной деятельности центральной нервной системы и высшего ее отдела - коры головного мозга - и обеспечивает тонкое приспособление вегетативных функций к особенностям мышечной деятельности.