Методы тестирования физической работоспособности реферат

Обновлено: 30.06.2024

Факторы физической работоспособности. Определение относительного PWC-170/кг с помощью степ-теста. Соотношение между величиной работоспособности по тесту PWC 170 и величиной МПК. Ориентировочные значения мощности 2-й нагрузки (кгм/мин), рекомендуемые при определении теста PWC 170. Физическое состояние человека в соответствии с МПК.

Содержание работы

1 Физическая работоспособность 3
2 Методы оценки физической работоспособности 5
2.1 Определение при помощи теста PWC-170 методом степ-теста 5
2.2 Определение аэробных возможностей организма по величине максимального потребления кислорода (МПК) 6
2.3 Определение физической работоспособности при помощи теста PWC-170 методом велоэргометрии 8
2.4 Определение физической работоспособности по восстановлению ЧСС (проба Руфье-Диксона) 9
2.5 Определение анаэробных возможностей организма человека 9
2.6 Определение физической работоспособности методом Фокса 10

Содержимое работы - 1 файл

Эффективность тренировочных методик в культуризме.doc

Министерство образования и науки Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Физическая работоспособность организма и методы ее оценки

1 Физическая работоспособность

Работоспособность есть способность организма совершать определенный объем как умственной, так и физической работы в единицу времени.

В результате совершения любой работы наступает утомление - обратимое нарушение физиологических и биохимических реакций организма. Утомление как физиологическое явление полностью компенсируется во время отдыха. После компенсации утомления наступает фаза суперкомпенсации и в этой фазе суперкомпенсации организм способен уже выполнить больший объем работы в ту же единицу времени, нежели раньше.

Суперкомпенсация - это ответная реакция организма на утомление. Поэтому повышение работоспособности невозможно без предшествующего нормального физиологического утомления. Естественно, что для полной компенсации и последующей суперкомпенсации необходим полноценный отдых организма.

Существование феномена суперкомпенсации позволяют планомерно повышать как физическую, так и умственную работоспособность. Для этого необходимы планомерные и достаточные (но ни в коем случае не чрезмерные!) нагрузки.

Переутомление в отличие от утомления - это такое сильное нарушение физиологических и биохимических процессов в организме, которое оказывается (именно для данного организма) чрезмерным и приводит к истощению резервов организма.

Суперкомпенсация в таком случае не наступает и ни о каком тренирующем эффекте не может даже быть и речи. Дай бог, если наступит просто компенсация, ведь переутомление иногда вызывает настолько сильное истощение резервов организма, что организм не может даже восстановиться самостоятельно. Невозможность самостоятельного восстановления из-за чрезмерного истощения резервов требует уже серьезного медицинского вмешательства и без такого вмешательства иногда даже продолжение спортивной карьеры становится невозможным.

Субъективно переутомление может выражаться в самых разных нарушениях самочувствия, которые носят стойкий характер. Чаще всего встречаются: чувство вялости и разбитости, общая апатия, головная боль, снижение аппетита, пониженный фон настроения. С точки зрения субъективных ощущений, чувство усталости нормально, а вот чувство разбитости - это уже качественно иное ощущение, которое позволяет заподозрить переутомление либо перетренированность.

Говоря простыми словами: усталость - это хорошо, разбитость - это плохо. Усталость говорит о хорошо (по количеству и качеству) выполненной работе. Разбитость говорит о перенапряжении и истощении. Объективно переутомление выражается в ухудшении всех функций организма и это приводит к возникновению различных хронических заболеваний или обострению заболеваний уже имеющихся. Для переутомления и перетренированности очень характерен такой показатель, как легкая подверженность простудным заболеваниям, или, попросту говоря, ОРЗ. "Переутомленный" человек "не вылезает из простуд", хотя есть и другие объективные показатели.

Чтобы осознанно и целенаправленно воздействовать на свой организм с целью повышения работоспособности, каждый спортсмен должен знать основные принципы функционирования организма и основные принципы регуляции его работы на самых разных уровнях: начиная с субклеточного (молекулярного) и кончая уровнем центральной нервной системы.

Работоспособность при постоянном объеме тренировки существенно возрастает уже в начальном периоде. В дальнейшем работоспособность повышается еще в некоторой степени, пока не достигнет стабильного устойчивого уровня (плато) - предела работоспособности. И дальнейшее повышение работоспособности возможно лишь в том случае, если нарастает объем тренировок. Стабильный уровень, который достигается путем предельного увеличения объема тренировок, отражает максимум работоспособности; продолжение тренировки не дает большего эффекта. Эта временная кривая применима в принципе ко всем формам тренировки. Физиологические сдвиги, вызванные адаптацией в период тренировки, могут изменяться в обратном направлении после ее прекращения.

Процессы адаптации, связанные с тренировкой, существенно варьируют в зависимости от ее содержания. Может происходить адаптация скелетных мышц (метаболические изменения или увеличение площади поперечного сечения), сердца или дыхательной системы (увеличение максимальной дыхательной способности) либо нервной системы (внутри- и межмышечная координация). Большая часть этих изменений очень существенна для повышения работоспособности.

Факторы физической работоспособности

К ним относятся: телосложение и антропометрические показатели; мощность, емкость и эффективность механизмов энергопродукции аэробным и анаэробным путем; сила и выносливость мышц, нейро-мышечная координация; состояние опорно-двигательного аппарата; нейроэндокринная регуляция как процессов энергообразования, так и использования имеющихся в организме энергоресурсов; психическое состояние. Количественной мерой физической работоспособности принято считать единицы работы.

Максимальное проявление физической работоспособности в значительной мере зависит от мотивации индивидуума и подходящих тренировок.

2 Методы оценки физической работоспособности

2.1 Определение при помощи теста PWC-170 методом степ-теста

Наименование теста PWC происходит от первых букв английского термина "физическая работоспособность" (Physical Working Capacity). Он был предложен Шестрандом для определения физической работоспособности спортсменов. Физическая работоспособность в этом тесте выражается в величинах мощности физической нагрузки, при которой ЧСС достигает 170 ударов в мин. Такая ЧСС выбрана потому, что:

Между мощностью выполняемой нагрузки и ЧСС существует линейная зависимость вплоть до ЧСС 170 уд./мин., а при более высокой частоте эта зависимость утрачивается. Следовательно, чем больше мощность нагрузки, при которой ЧСС равно 170 уд/мин., тем больше резервы кардио-респираторной системы, которые определяют уровень физической работоспособности. У здоровых нетренированных мужчин PWC-170 находится в диапазоне 700-1100 кгм/мин., у женщин - 450-750 кгм/мин., а в пересчете на кг массы тела, соответственно - 15,5 и 10,5 кгм/мин. У спортсменов PWC-170 достигает 1500-1700 кгм/мин.

Зона оптимального функционирования кардио-респираторной системы у спортсменов ограничивается диапазоном пульса от 170 до 200 ударов в минуту. С помощью этого теста можно установить ту интенсивность физической нагрузки, которая выводит деятельность ССС за пределы оптимального функционирования.

Испытуемый в течение 3 минут совершает подъемы на ступень высотой 35 см с частотой 20 подъемов в минуту (частота метронома 80 ударов в мин.). На один удар метронома совершается одно движение. Сразу по окончании нагрузки считают пульс в течении 10 с (p1). Далее сразу же выполняется нагрузка с частотой 30 подъемов в минуту (120 ударов/мин.). Снова считают пульс сразу по окончанию нагрузки (p2).

Затем определяют PWC-170с помощью таблицы 1. На горизонтальной линии находят ЧСС после первой нагрузки, а на вертикальной, соответственно, после второй. Пересечение двух показателей дает величину PWC-170 в пересчете на 1 кг веса тела.

Общая работоспособность рассчитывается следующим образом:

PWC-170 (кгм/мин) = А x М,

Где: А - величина относительного PWC-170 (табл.1)

М - масса тела испытуемого.

Таблица 1 - Определение относительного PWC-170/кг с помощью степ-теста

нагрузка (p2)

2.2 Определение аэробных возможностей организма по величине максимального потребления кислорода (МПК)

Максимальное потребление кислорода (МПК) - наибольшее количество кислорода, которое человек способен поглощать из вдыхаемого воздуха при выполнении динамической нагрузки с участием мышечного аппарата.

Основным преимуществом метода определения аэробной работоспособности является то, что предельные возможности организма к энергообразованию выражаются количеством поглощенного кислорода. В этих же величинах, т.е. в количестве потребленного кислорода может быть измерена и аэробная стоимость повседневных видов работ, связанных с мышечной деятельностью и таким образом по разности между максимальной величиной аэробной работоспособности и аэробной стоимостью повседневной мышечной деятельности может быть вычислен резерв, которым располагает организм для обеспечения работы мышц.

Соотношение между величиной работоспособности по тесту PWC 170 и величиной МПК

Физиологический подход основан на установленной А. Хиллом [9] линейной зависимости функциональных показателей вегетативных систем организма от мощности физической работы. В рамках физиологического подхода рассматриваются две группы показателей: скорость нарастания функции при увеличении нагрузки (угол наклона кривой) и абсолютный предел активности функции. В общем случае принято считать, что чем меньше скорость нарастания функции и чем выше абсолютный предел ее активности, тем выше уровень физической работоспособности. Важно учитывать, что во избежание грубых ошибок в оценках следует рассматривать обе эти характеристики совместно [8].

Известно, что степень наклона кривой графика зависимости потребления кислорода и мощности нагрузки имеет большее значение для характеристики работоспособности, чем сама по себе величина МПК [2, 8]. Более того, на обсуждаемую зависимость существенно влияет и достижение каждым испытуемым максимальной частоты сердечных сокращений, которая с возрастом изменяется. Если данную закономерность не учитывать при расчетах, то можно получить ошибочные, более высокие показатели аэробной работоспособности у лиц старших возрастных групп.

С учетом вышесказанного целью работы был сравнительный анализ основных показателей, характеризующих физическую работоспособность, у лиц разного возраста.

Возрастные группы и число испытуемых (n) в каждой группе

60 лет и старше

Материал и методы

В исследовании приняли участие добровольцы в возрасте от 20 до 69 лет, систематически не занимающиеся физической культурой и спортом. Для решения поставленных задач были сформированы 5 групп лиц разного возраста: от 20 до 60 лет и старше (табл. 1).

При изучении работоспособности применяли комплексный подход [7]. Ее определяли, используя велоэргометрический тест со ступенчато возрастающей нагрузкой (25 Вт в минуту) и последующим расчетом показателя PWC и величины МПК. Показатель PWC определяли по формуле: PWC=N1+(N2- N1), где PWC - физическая работоспособность при изменяющейся с возрастом частоте сердечных сокращений; N1 - мощность нагрузки при ЧСС, составляющей 60 % от возрастного максимального значения; N2 - мощность нагрузки при ЧСС, составляющей 87 % от возрастного максимального значения. Максимальную ЧСС определяли по формуле ЧССм = 217 - (0,85 х возраст) [12].

Для расчета МПК применяли формулу МПК=(1240+1,7xPWC)/1000 [3].

Для более полной характеристики аэробной производительности определяли величину критической мощности, при которой регистрировали МПК.

Результаты и их обсуждение

На рисунке представлены показатели МПК в разных возрастных группах, а также величина критической мощности, при которой достигается МПК. В первой группе МПК составило 49,3±4,6 мл/мин/кг, во второй - 49,0±8,4, в третьей - 47,6±5,3, в четвертой - 47,5±4,1 и в пятой - 44,1±8,1. Разница между первой и пятой возрастными группами была равна 11 % и не являлась статистически достоверной (р=0,53). Уравнение линейной регрессии, описывающее зависимость МПК от возраста, имеет вид у=-0,12х+52,9 при величине достоверности аппроксимации данных (R2) 0,83.

При расчетном методе определения МПК важно учитывать индивидуальную максимально достижимую величину частоты сердечных сокращений (ЧССм). Определить ЧССм можно либо при выполнении циклической нагрузки до отказа, либо расчетным способом. Первый способ не применим при работе с физически неподготовленными лицами и с испытуемыми старших возрастных групп. Расчетный способ основан на зависимости ЧССм от возраста, которая выражается в закономерном снижении этого показателя у лиц зрелого и пожилого возраста. R. Sheppard (1969) предложил формулу ЧССм=220-возраст в годах, но это уравнение дает лишь приблизительное значение, так как отношения между ЧССм и возрастом не линейны. Другие исследователи предложили альтернативные формулы: ЧССм = 206,3 - (0,711 х возраст) [10], ЧССм = 217 - (0,85 х возраст) [12].

Такой подход позволяет наиболее достоверно вычислить ЧССм.

Рис. 1. Показатель МПК и величина критической мощности, при которой регистрируется МПК в разных возрастных группах

1. Под физической работоспособностью принято понимать такое количество механической работы, которую спортсмен способен выполнять длительно и с достаточно высокой интенсивностью.

Поскольку длительная работа мышц лимитируется доставкой к ним кислорода, общая физическая работоспособность в значительной мере зависит от производительности сердечно- сосудистой и дыхательной систем.

Тесты физической работоспособности по уровню нагрузки разделяются на максимальные и субмаксимальные тесты. Выбор теста на практике представляет собой компромисс между точностью измерения и внутренней стоимостью работы. Для этапных наблюдений предпочтительна высокая точность измерения физической работоспособности, с относительно высокой нагрузкой приходится мириться. Для текущего контроля предпочтительны субмаксимальные тесты.

Организация тестирования физической работоспособности должна отвечать ряду требований для того, чтобы полученные результаты было корректно интерпретировать.

Во- первых, нагрузка должна воздействовать на организм достаточно долго, чтобы вызвать стационарное состояние системы кислородного транспорта.

Во- вторых, мощность нагрузки должна быть такой, чтобы организм полностью использовал функциональные резервы кислородтранспортной системы (аэробная производительность), но не происходила активация анаэробных систем обеспечения энергией (анаэробная производительность). Уровень порога анаэробного обмена (ПАНО) часто вызывает с ЧСС и возрастом:

AF(age frequencu) = (220- возраст)х 0,87

В- третьих, мощность нагрузки должна оставаться постоянной. В противном случае продолжаются переходные процессы, а при ускорении вероятно смешанное обеспечение энергией.

Методологические подходы к изменению физической работоспособности основываются на измерении параметров либо в фазе нагрузки, либо в фазе восстановления после нагрузки. К тестам первой разновидности можно причислить тест МПК, Купера, Новакки, PWC. К тестам второй разновидности можно отнести тесты Руфье- Диксона и Гарвардский степ-тест.

2. Тест Руфье- Диксона

Тест Руфье- Диксона оценивает скорость восстановительных процессов после дозированной физической нагрузки. По скорости восстановления после нагрузки делают вывод об общей физической работоспособности. Тест Руфье- Диксона применяется во врачебном контроле над различным контингентом лиц, занимающихся физической культурой и спортом. Вывод о физической работоспособности может основываться на качественных критериях или на индексе Руфье- Диксона (ИРД)

В положении сидя (лёжа) в покое у испытуемого подсчитывается пульс в течении 15с и подсчитываются данные за одну минуту (Po). Затем выполняется 30 глубоких приседаний за 45сек. После нагрузки у обследуемого в том же положении (сидя или лежа) за первые 15 и последние 15сек первой минуты отдыха подсчитывают пульс и подсчитывают данные за одну минуту (P1,P2 соответственно).

Расчёт индекса Руфье- Диксона проводится по формуле:

где P0 – исходная ЧСС, мин

P1 – ЧССпосле нагрузки, мин

P2 – ЧСС в конце 1-й мин восстановления, мин

2.1 . Гарвардский степ- тест

С помощью Гарвардского степ- теста количественно оценивается скорость восстановительных процессов после дозированной физической нагрузки. По скорости восстановления после нагрузки делают вывод об общей физической работоспособности. Гарвардский степ- тест применяется во врачебном контроле над различным контингентом лиц, занимающихся физической культурой и спортом. Вывод о физической работоспособности делается на основе индекса Гарвардского степ- теста (ИГСТ).

Нагрузка различной продолжительности, в зависимости от пола и возраста, дается в виде восхождения на одинарную ступень различной высоты. Темп восхождения у всех обследуемых составляет 30 восхождений (120 шагов) в минуту. Время выполнения нагрузки в предписанном режиме фиксируется с точностью до 1 секунды. Значение длительности работы подставляется в формулу для расчета индекса.

Если испытуемый из-за усталости отстает от темпа в течении 20 секунд, обследование прекращается, фиксируется длительность выполнения нагрузки в секундах и полученное время подставляется в формулу для расчета индекса.

где t – время восхождения на ступень, с,

f1 – пульс за первые 30 секунд со второй минуты,

f2 – пульс за первые 30 секунд с третьей минуты,

f3 – пульс за первые 30 секунд с четвертой минуты восстановительного периода.

У спортсменов значение ИГСТ выше, чем у не тренированных людей. Особенно высокие величины индекса обнаруживается у представителей циклических видов спорта, развивающих выносливость. Эти данные указывают на то, что величина ИГСТ может использоваться для оценки общей физической работоспособности и выносливости спортсменов.

Тест PWC170 рекомендован Всемирной организацией здравоохранения для тестирования работоспособности человека в качестве эталона. Тест адекватен для определения физической работоспособности, как физкультурников, так и спортсменов.

Физическая работоспособность в тесте PWC170 выражается в величинах мощности физической работы, при которой ЧСС у обследуемого человека достигает 170 ударов в минуту. Выбор данной ЧСС основан на положении, согласно которому в молодом возрасте зона оптимального функционирования ССС находится в диапазоне около 170 ударов в минуту. Вторая физиологическая закономерность, лежащая в основе теста, заключается в наличии линейной зависимости между ЧСС и мощностью выполняемой нагрузки вплоть до ЧСС, равной 170 ударам в минуту. При более высокой ЧСС линейный характер этой взаимосвязи нарушается вследствие активизации анаэробных (гликолитических) механизмов энергетического обеспечения мышечной работы.

В практике врачебного контроля применяют 3 варианта теста PWC170: велоэргометрический, шаговый, тест PWC170 со специфическими нагрузками.

В тесте PWC170 определяется мощность физической работы, при которой ЧСС у обследуемого человека достигает 170 ударов в минуту. Эта мощность представляет собой абсолютный показатель физической работоспособности. Затем рассчитывают относительный показатель физической работоспособности - частное от деление абсолютного показателя физической работоспособности на массу тела обследуемого человека.

Шаговый вариант теста PWC170

Испытуемому предлагают выполнить путем восхождения на одинарную ступень две нагрузки разной мощности. Мощность работы регулируется изменением высоты ступени. Продолжительность каждой из нагрузок составляет 4-5 минут с периодом отдыха между нагрузками 3 минуты. Темп восхождения на ступень составляет 30 подъемов в минуту. ЧСС определяется в первые 10 секунд после каждой нагрузки, пересчитывается за одну минуту и обозначается соответственно f1,f2.

Мощность нагрузки в шаговом варианте теста PWC170 рассчитывается по формуле:

где W – мощность работы (кгм/мин),

P – масса тела (кг),

h – высота ступени (м),

n – темп восхождения (кол-во раз в мин., мин.)

Абсолютную величину PWC170 можно найти либо путем графической экстраполяции, либо аналитическим путем по формуле, предложенной В.Л. Карпманом:

PWC170 = W1+ (W2-W1) *

где W1 – мощность первой нагрузки,

W2 - мощность второй нагрузки,

f1 – ЧСС при первой нагрузки,

f2 – ЧСС при второй нагрузки.

Тест PWC170 по методике Л.И. Абросимовой

Модификация теста была предложина Л.И.Абросимовой, И.А.Корниенко и соавторами (1978г.) в целях сокращения времени на исследования.

В условиях относительного покоя определяется ЧСС. Затем выполняется однократное восхождение на ступеньку в течении 5 минут (для детей 3-х мин.). высота ступеньки для женщин 40см, для мужчин 45см. интенсивность работы должна быть такой, чтобы ЧСС повысилось до 150-160 ударов в минуту. Для спортсменов темп восхождения 30 подъемов в минуту.

ЧСС регистрируют сразу после нагрузки за первые 10 секунд восстановительного периода. Для расчета работоспособности используется следующая формула:

PWC170 = * (170 – f0)

где W – мощность нагрузки,

f0 – ЧСС в покое,

f2 – ЧСС после нагрузки.

Поскольку абсолютная величина PWC170 зависит от массы тела, следует инвилировать индивидуальное различие в весе у разных спортсменов. С этой целью рассчитывают относительную величину PWC170 , для чего следует абсолютную величину PWC170 разделить на массу тела.

У здоровых молодых не тренированных мужчин абсолютная величина PWC170 колеблется в пределах 700-1100 кг/мин., а у здоровых молодых не тренированных женщин – 450-750 кг/мин. Относительная величина PWC170 у не тренированных мужчин составляет в среднем 15,5 кгм/мин/кг, а у не тренированных женщин – 10,5 кгм/мин/кг.

У спортсменов этот показатель зависит от специализации. Средняя величина абсолютного и относительного показателя PWC170 составляет для мужчин 1520 кгм/мин и 20-24 кгм/мин/кг, а для женщин – 780 кгм/мин и 17-19 кгм/мин/кг. Более высокие значения PWC170 имеют представители циклических видов спорта, тренирующих выносливость.

Велоэргометрический вариант теста PWC17.0

Испытуемому предлагают последовательно выполнить 2 нагрузки (W1, W2) возрастающей мощности с поддерживаемой на постоянном уровне частотой педалирования 60-70 оборотов в минуту. Продолжительность каждой из нагрузок составляет 5минут. В конце первой и второй нагрузки в течении 30 секунд определяется ЧСС, которая обозначается соответственно f1, f2. Между нагрузками предусмотрен период восстановления 3 минуты.

При выборе величины первой нагрузки для здоровых не тренированных взрослых мужчин ее мощность определяется как 1Вт/кг массы тела (6кгм/мин), а для женщин – 0,5 Вт/кг (3 кгм/мин).

Критерием того, что первая нагрузка выбрана правильно, может служить величина ЧСС в конце нагрузки (f1), которая должна составлять 110-130 ударов в минуту.

Мощность второй нагрузки подбирается с учетом мощности первой нагрузки (W1) и ЧСС после первой нагрузки (f1).

Критерием правильности выбора мощности второй работы служит величина ЧСС в конце нагрузки (f2), которая должна достигать 145-160 ударов в минуту.

Величина абсолютного показателя PWC170 рассчитывается по формуле В.Л.Картмана, приведенной ниже:

PWC170 = W1+ (W2-W1) *

Затем рассчитывается относительная величина PWC170

отн. PWC170 = PWC170/P, кгм/мин/кг.

Тест PWC170 со специфическими нагрузками

Этот вариант теста PWC170 основан на той же физиологической закономерности, что и велоэргометрический вариант теста, а именно линейной зависимости ЧСС от скорости легкоатлетического бега, плавания, бега на лыжах или коньках и других локомоций до пульса 170 ударов в минуту. Таким образом, учитывая результаты двух ступенчато возрастающих специфических нагрузок, выполняемых с умеренной скоростью, тест PWC170 со специфическими нагрузками позволяет определить аналитическим путём скорость локомоций, при которой ЧСС достигнет значения 170 ударов в минуту.

Нагрузка представлена спортивной специфической деятельностью, связанной с перемещением тела спортсмена в пространстве. Первая нагрузка длительностью примерно 5 мин проводится с такой скоростью движения, чтобы пульс стабилизировался на уровне 110- 130 ударов в минуту. Затем следует период восстановления 5 мин. Вторая нагрузка длительностью примерно 5 мин проводится с -такой скоростью движения, чтобы пульс стабилизировался на уровне 145- 160 ударов в минуту.

ЧСС измеряется в первые 10 с после окончания нагрузки либо с помощью радиотелеметрии в последние 30 с работы.

Расчёты скорости циклического движения при пульсе 170 ударов в минуту PWC170 производится по видоизменённой формуле В.Л. Карпмана:

PWC170 = V1+ (V2-V1) *

где V1 – скорость циклического движения во время первой нагрузки, (м/с);

V2 - – скорость циклического движения во время второй нагрузки, (м/с);

f1- ЧСС после первой нагрузки;

f2- ЧСС после второй нагрузки;

Скорость циклического движения во время нагрузок рассчитывается по формуле:

где S - длина дистанции в метрах;

t- время прохождения дистанции в секундах.

При выполнении теста PWC170 со специфическими нагрузками требуется выполнение следующих условий:

- длительность каждой из нагрузок должна составлять 4- 5 мин, чтобы ЧСС достигла устойчивого состояния;

- разминка перед тестом не проводится;

- дистанцию следует проходить в равномерном темпе, без ускорений, на местности, имеющей ровную поверхность;

- интервал отдыха между нагрузками равен 5 мин;

- в конце первой нагрузки ЧСС должна достигать 110130 ударов в минуту, в конце второй нагрузки- 145- 160 ударов в минуту.

Оценка физической работоспособности

Величина PWC170 зависит от вида спорта и достоверно увеличивается с ростом спортивной квалификации. Данный показатель позволяет оценивать не только общую физическую работоспособность, но и специальную подготовленность спортсменов.

Определение уровня физической работоспособности у человека осуществляется путем применения тестов с максимальными и субмаксимальными мощностями физических нагрузок. Все тесты, о которых в дальнейшем пойдет речь, хорошо и подробно изложены в специальных пособиях (Карпман В.Л. с соавт., 1988; Аулик И.А., 1990; и др.)

В данном разделе будут изложены лишь общие принципы тестирования и их физиологическая характеристика.

В тестах с максимальными мощностями физических нагрузок испытуемый выполняет работу с прогрессивным увеличением ее мощности до истощения (до отказа). К числу таких проб относят тест Vita Maxima, тест Новакки и др. Применение этих тестов имеет и определенные недостатки: во-первых, пробы небезопасны для испытуемых и потому должны выполняться при обязательном присутствии врача; во-вторых, момент произвольного отказа – критерий очень субъективный и зависит от мотивации испытания и других факторов.

Тесты с субмаксимальной мощностью нагрузок осуществляются с регистрацией физиологических показателей во время работы или после ее окончания. Тесты данной группы технически проще, но их показатели зависят не только от проделанной работы, но и от особенностей восстановительных процессов. К их числу относятся хорошо известные пробы С.П. Летунова, Гарвардский степ-тест, PWC ₁₇₀, тест Мастера и др. Принципиальная особенность этих проб заключается в том, что между мощностью мышечной работы и длительностью ее выполнения имеется обратно пропорциональная зависимость, и с целью определения физической работоспособности для таких случаев построены специальные номограммы.

Схема оценки работоспособности

В практике физиологии труда, спорта и спортивной медицины наиболее широкое распространение получило тестирование физической работоспособности по ЧСС. Это объясняется в первую очередь тем, что ЧСС является легко регистрируемым физиологическим параметром. Не менее важно и то, что ЧСС линейно связана с мощностью внешней механической работы, с одной стороны, и количеством потребляемого при нагрузке кислорода, – с другой.

Анализ литературы, посвященной проблеме определения физической работоспособности по ЧСС, позволяет говорить о следующих подходах. Первый, наиболее простой, заключается в измерении ЧСС при выполнении физической работы какой-то определенной мощности (например, 1000 кГм/мин). Идея тестирования физической работоспособности в данном случае состоит в том, что выраженность учащения сердцебиения обратно пропорциональна физической подготовленности человека, т. е. чем чаще сердечный ритм при нагрузке такой мощности, тем ниже работоспособность человека, и наоборот.

Второй подход состоит в определении той мощности мышечной работы, которая необходима для повышения ЧСС до определенного уровня. Такой подход является наиболее перспективным, но он технически более сложен и требует серьезного физиологического обоснования.

Сложности физиологического обоснования такого подхода к тестированию физической работоспособности обусловлены несколькими моментами: возможными предпатологическими изменениями сердечно-сосудистой системы; различными типами кровообращения, при которых одинаковое кровоснабжение мышц может обеспечиваться различной величиной ЧСС; неодинаковой физиологической ценой учащения сердечной деятельности при физических нагрузках, определяемой так называемым законом исходных величин, и т. д.

Среди спортсменов эти различия в значительной степени сглаживаются сходством возраста, хорошим здоровьем, тенденцией к брадикардии в покое, расширением функциональных резервов сердечно-сосудистой системы и возможностей их использования

Испытуемому предлагается выполнение на велоэргометре или в степ-тесте двух 5-минутных нагрузок умеренной мощности с интервалом 3 мин, после которых измеряют ЧСС.

Расчет показателя PWC₁₇₀ производится по следующей формуле:

где W₁ и W₂ – мощность первой и второй нагрузки; ?₁ и ?₂ – ЧСС в конце первой и второй нагрузки.

В настоящее время считается общепринятым, что ЧСС, равная 170 уд./мин, с физиологической точки зрения характеризует собой начало оптимальной рабочей зоны функционирования кардиореспираторной системы, а с методической – начало выраженной нелинейности на кривой зависимости ЧСС от мощности физической работы. Существенным физиологическим доводом в пользу выбора уровня ЧСС в данной пробе служит и тот факт, что при частоте пульса больше 170 уд./мин рост минутного объема крови если и происходит, то уже сопровождается относительным снижением систолического объема крови.

Проба PWC_I70 рекомендована Всемирной организацией здравоохранения для оценки физической работоспособности человека. Перспективы использования этой пробы в спорте очень широки, так как принцип ее пригоден для определения как общей, так и специальной работоспособности спортсменов.

Широко распространенной пробой также является разработанный в США Гарвардский степ-тест. Этот тест рассчитан на оценку работоспособности у здоровых молодых людей, так как от исследуемых лиц требуется значительное напряжение. Гарвардский тест заключается в подъемах на ступеньку высотой 50 см для мужчин и 40 см для женщин в течение 5 минут в темпе 30 подъемов в 1 мин (2 шага в 1 с).

После окончания работы в течение 30 секунд второй минуты восстановления подсчитывают количество ударов пульса и вычисляют индекс Гарвардского степ-теста (ИГСТ) по формуле:

Более точно можно рассчитать ИГСТ, если пульс считать 3 раза – в первые 30 секунд 2-й, 3-й и 4-й минут восстановления; в этом случае ИГСТ вычисляют по формуле:

где t – время восхождения на ступеньку (с); ?₁, ?₂, ?₃ – число пульсовых ударов за 30 секунд 2-й, 3-й и 4-й минут восстановления.

Оценку работоспособности проводят по табл. 7.

Одним из распространенных и точных методов является определение физической работоспособности по величине максимального потребления кислорода (МПК). Этот метод высоко оценивает Международная биологическая программа, которая рекомендует для оценки физической работоспособности использовать информацию о величине аэробной производительности.

Как известно, величина потребляемого мышцами кислорода эквивалентна производимой ими работе. Следовательно, потребление организмом кислорода возрастает пропорционально мощности выполняемой работы. МПК характеризует собой то предельное количество кислорода, которое может быть использовано организмом в единицу времени.

Аэробная возможность (аэробная мощность) человека определяется прежде всего максимальной для него скоростью потребления кислорода. Чем выше МПК, тем больше (при прочих равных условиях) абсолютная мощность максимальной аэробной нагрузки. МПК зависит от двух функциональных систем: кислород-транспортной системы (органы дыхания, кровь, сердечно-сосудистая система) и системы утилизации кислорода, главным образом – мышечной.

Оценка физической работоспособности но индексу Гарвардского степ-теста (по: И.В. Аулик, 1979)

Максимальное потребление кислорода может быть определено с помощью максимальных проб (прямой метод) и субмаксимальных проб (непрямой метод). Для определения МПК прямым методом используются чаще всего велоэргометр или тредбан и газоанализаторы. При применении прямого метода от испытуемого требуется желание выполнить работу до отказа, что не всегда достижимо. Поэтому было разработано несколько методов непрямого определения МПК, основанных на линейной зависимости МПК и 1 ICC при работе определенной мощности. Эта зависимость выражается графически на соответствующих номограммах.

В дальнейшем обнаруженная взаимосвязь была описана простым линейным уравнением, широко используемым с научно-прикладными и учебными целями для нетренированных лиц и спортсменов скоростно-силовых видов спорта:

МПК = 1,7 ?PWC₁₇₀ + 1240.

Для определения МПК у высококвалифицированных спортсменов циклических видов спорта В.Л. Карпман (1987) предложил следующую формулу:

МПК = 2,2 ? PWC₁₇₀ +1070.

По мнению автора, и PWC₁₇₀, и МПК примерно в равной степени характеризуют физическую работоспособность человека: коэффициент корреляции между ними очень высок (0,7–0,9 по данным различных авторов), хотя взаимосвязь этих показателей и не носит строго линейного характера. Тем не менее названные константы могут быть рекомендованы в практических целях для анализа тренировочного процесса.

Тесты с субмаксимальной мощностью нагрузок реализуются с регистрацией физиологических показателей во время работы или после ее окончания. Тесты данной группы технически проще, но их показатели зависят не только от проделанной работы, но и от особенностей восстановительных процессов. К их числу относятся хорошо известные пробы С. П. Летунова, Гарвардский степ-тест, тест Мастера и др.

Анализ литературы, посвященной проблеме определения физической работоспособности по ЧСС, позволяет говорить о следующих подходах. Первый, наиболее простой, состоит в измерении ЧСС при выполнении физической работы какой-то определенной мощности (к примеру, 1000 кГм ∙мин -1 ). Идея тестирования физической работоспособности в данном случае состоит в том, что выраженность учащения сердцебиения обратно пропорциональна физической подготовленности человека, т. е. чем чаще сердечный ритм при нагрузке такой мощности, тем ниже работоспособность человека, и наоборот.

Второй подход состоит в определении той мощности мышечной работы, которая необходима для повышения ЧСС до определенного уровня. Такой подход является наиболее перспективным. Вместе с тем он технически более сложен и требует серьезного физиологического обоснования.

Среди спортсменов эти различия в значительной степени сглаживаются сходством возраста͵ хорошим здоровьем, тенденцией к брадикардии в покое, расширением функциональных резервов сердечно-сосудистой системы и возможностей их использования при физических нагрузках, Это обстоятельство, по-видимому, определило использование в современном спорте теста PWC₁₇₀ (PWC—это первые буквы английского термина ʼʼфизическая работоспособностьʼʼ — Physical Working Capacity), который ориентирован на достижение определенной ЧСС (170 сердечных сокращений в 1 минуту). Испытуемому предлагается выполнение на велоэргометре или в степ-тесте 2-х пятиминутных нагрузок умеренной мощности с интервалом 3 мин, после которых измеряют ЧСС. Расчет показателя PWC₁₇₀ производится по следующей формуле:

где: W, и W₂ — мощность первой и второй нагрузки;

f₁ и f₂ — ЧСС в конце первой и второй нагрузки.

Сегодня считается общепринятым, что ЧСС равная 170 уд.мин -1 , с физиологической точки зрения характеризует собой начало оптимальной рабочей зоны функционирования кардиореспираторной системы, а с методической — начало выраженной нелинейности на кривой зависимости ЧСС от мощности физической работы. Существенным физиологическим доводом в пользу выбора уровня ЧСС в данной пробе служит и тот факт, что при частоте пульса больше 170 уд.мин -1 рост минутного объёма крови если и происходит, то уже сопровождается относительным снижением систолического объёма крови.

Проба PWС₁₇₀ рекомендована Всемирной организацией здравоохранения для оценки физической работоспособности человека. Перспективы использования этой пробы в спорте очень широки, так как принцип ее пригоден для определения как общей, так и специальной работоспособности спортсменов.

Другой широко распространенной пробой является разработанный в США Гарвардский степ-тест. Этот тест рассчитан на оценку работоспособности у здоровых молодых людей, так как от исследуемых лиц требуется значительное напряжение. Гарвардский тест состоит в подъемах на ступеньку высотой 50 см для мужчин и 41 см для женщин в течение 5 минут в темпе 30 подъемов в 1 мин (2 шага в 1 с). После окончания работы в течение 30 с второй минуты восстановления подсчитывают количество ударов пульса и вычисляют индекс Гарвардского степ-теста (ИГСТ) по формуле:

Продолжительность работы (с) ·100

5.5 · Число ударов пульса (с -1 )

Более точно можно рассчитать ИГСТ, в случае если пульс считать 3 раза — в первые 30 секунд 2-й, 3-й и 4-й минут восстановления. В этом случае ИГСТ вычисляют по формуле:

где: t — время восхождения на ступеньку (с),

f₁ f₂ f₃ — число пульсовых ударов за 30 с 2-й, 3-й и 4-й мин восстановления.

Как известно, величина потребляемого мышцами кислорода эквивалентна производимой ими работе. Следовательно, потребление организмом кислорода возрастает пропорционально мощности выполняемой работы. МПК характеризует собой то предельное количество кислорода, ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ должна быть использовано организмом в единицу времени.

Аэробная возможность (аэробная мощность) человека определяется прежде всего максимальной для него скоростью потребления кислорода. Чем выше МПК, тем больше (при прочих равных условиях) абсолютная мощность максимальной аэробной нагрузки. МПК зависит от двух функциональных систем: кислород-транспортной системы (органы дыхания, кровь, сердечно-сосудистая система) и системы утилизации кислорода, главным образом — мышечной.

Максимальное потребление кислорода должна быть определено с помощью максимальных проб (прямой метод) и субмаксимальных проб (непрямой метод). Для определения МПК прямым методом используются чаще всего велоэргометр или тредбан и газоанализаторы. При применении прямого метода от испытуемого требуется желание выполнить работу до отказа, что не всегда достижимо. По этой причине было разработано несколько методов непрямого определения МПК, основанных на линейной зависимости МПК и ЧСС при работе определенной мощности. Эта зависимость выражается графически на соответствующих номограммах. В дальнейшем обнаруженная взаимосвязь была описана простым линейным уравнением, широко используемым с научно-прикладными целями для нетренированных лиц и спортсменов скоростно-силовых видов спорта:

Для определения МПК у высококвалифицированных спортсменов циклических видов спорта В. Л. Карпман (1987) предлагает следующую формулу:

По мнению автора, и PWC₁₇₀ и МПК примерно в равной степени характеризуют физическую работоспособность человека: коэффициент корреляции между ними очень высок (0.7-0.9 по данным различных авторов), хотя взаимосвязь этих показателей и не носит строго линейного характера. Тем не менее, названные константы бывают рекомендованы в практических целях для анализа тренировочного процесса.

ПРИНЦИПЫ И МЕТОДЫ ТЕСТИРОВАНИЯ ФИЗИЧЕСКОЙ РАБОТОСПОСОБНОСТИ - понятие и виды. Классификация и особенности категории "ПРИНЦИПЫ И МЕТОДЫ ТЕСТИРОВАНИЯ ФИЗИЧЕСКОЙ РАБОТОСПОСОБНОСТИ" 2017, 2018.

ОСОБЕННОСТИ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО ТЕСТИРОВАНИЯ В СПОРТЕ Как во всяком педагогическом процессе, в ходе тренировки соблюдаются общие педагогические принципы – активности, сознательности, наглядности, систематичности, последовательности, доступности и прочности. Вместе. [читать подробнее].

Читайте также: