Определение физической работоспособности по тесту pwc170 реферат

Обновлено: 05.07.2024

ВОЗ в 1968 г. для определения физической работоспособности человека рекомендована проба Physical Working Capacity (PWC), разработанная в Каролинском университете в Стокгольме Шестрандом в 50-х годах XX в. Эта проба обозначается ВОЗ как ?170.

Физическая работоспособность в пробе PWC170 выражается в величинах той мощности физической нагрузки, при которой ЧСС достигает величины 170 уд/мин. Выбор именно этого значения ЧСС основан на следующих двух положениях.

Второе положение базируется на том, что взаимосвязь между ЧСС и мощностью выполняемой физической нагрузки имеет линейный характер у большинства здоровых людей вплоть до ЧСС, равной 170 уд/мин. При более высокой ЧСС линейный характер зависимости между ЧСС и мощностью физической нагрузки нарушается.

В Каролинском университете, где проба PWC170 была впервые внедрена в практику, она проводилась следующим образом. Испытуемый выполнял на велоэргометре непрерывную работу с повышающейся через каждые 6 мин (ступенчато) мощностью вплоть до ЧСС, равной 170 уд/мин (величина ЧСС определялась на последней минуте каждой ступени). Частота вращения педалей поддерживалась постоянной, равной 60—70 оборотов в минуту. Однако такая процедура проведения пробы была весьма обременительной для испытуемого и занимала много времени. Все это не способствовало широкому распространению пробы.

В дальнейшем величину PWC170 стали определять более простым способом, используя для этого две или три нагрузки умеренной мощности. Величина PWC170 в этом случае находится путем графической экстраполяции. Для этого испытуемому предлагается выполнить две нагрузки разной мощности (W, и W2). На последней минуте этих нагрузок определяется ЧСС (соответственно f1 и f2). Далее в системе прямоугольных координат откладываются точки, соответствующие ЧСС при работе на указанных мощностях. Учитывая, что между ЧСС и мощностью физической нагрузки имеется линейная взаимосвязь, через эти точки проводится прямая линия до пересечения ее с линией, соответствующей ЧСС, равной 170 уд/мин. Из полученной таким образом точки опускается перпендикуляр на ось абсцисс. Координата пересечения этого перпендикуляра и оси абсцисс соответствует величине PWC170.

Графическое определение величины PWC170 имеет определенный недостаток — неизбежны погрешности, возникающие в процессе графических работ. В связи с этим было предложено простое математическое выражение, позволяющее определить величину PWC170, аналитически (без построения графиков):

PWC170= W1 + (W2 - W1)(170 - f1)/(f2 - f1),

где PWC170 — мощность физической нагрузки на велоэргометре, при которой достигается ЧСС, равная 170 уд/мин; W, и W2 — мощность первой и второй нагрузок, кгм/мин или Вт; f1 и f2 — ЧСС в конце первой и второй нагрузок.

Первая нагрузка обычно имеет небольшую мощность. Величину этой мощности подбирают индивидуально в зависимости от возраста и массы тела испытуемого по табл. 5.

После первой нагрузки испытуемый, сидя на велоэргометре, отдыхает в течение 3 мин, затем ему предлагается выполнить вторую, более интенсивную нагрузку. Выбор мощности второй нагрузки в значительной мере определяет точность экстраполяционного определения PWCI70. Очевидно, что чем ближе будет ЧСС во время второй нагрузки к величине 170 уд/мин, тем точнее будет определена величина PWC170. При этом оптимальную мощность для второй нагрузки можно подобрать на основании данных о ЧСС во время первой нагрузки по табл. Продолжительность первой и второй нагрузок равна 5 мин. Вся процедура исследования занимает около 13 мин.

Ориентировочные значения мощности первой нагрузки, рекомендуемые для определения PWC170 у здоровых нетренированных лиц [Карпман В. Л. и др., 1988]

Мощность первой нагрузки, Вт

Ориентировочные значения мощности второй нагрузки, рекомендуемые при определении PWC170 [Карпман В. Л. и др., 1988]

Мощность первой нагрузки, Вт

Мощность второй нагрузки, при ЧСС первой нагрузке, Вт

Для получения адекватных результатов необходимо строго придерживаться изложенной методики.

Как видно, нагрузка, используемая в пробе PWC170, задается в сравнимых, имеющих физическую размерность величинах. В этом отношении проба PWC170 выгодно отличается от гарвардского степ-теста. Второе важное достоинство теста PWC170 состоит в том, что задаваемые нагрузки далеки от предельных и поэтому их выполнение испытуемыми не представляет больших трудностей и не требует особой мотивации.

Определение физической работоспособности с помощью теста PWC170 позволяет получить обширную информацию, которая может быть использована как для характеристики резервов организма испытуемого, так и для динамического наблюдения за его физической подготовленностью. Учитывая, что при этом может изменяться масса тела испытуемых, а также для нивелирования индивидуальных различий в массе у разных людей, величины PWC170 рассчитываются на 1 кг массы тела. В этом случае размерность показателя — Вт/кг.

У здоровых молодых нетренированных мужчин величины PWC170 колеблются в пределах 115—180 Вт, а у женщин — 75— 125 Вт. Относительная величина PWC170 нетренированных лиц составляет в среднем 2,5 Вт/кг у мужчин и 1,7 Вт/кг у женщин. У спортсменов эти величины значительно выше и достигают у некоторых 300—400 Вт, а относительные величины — 5,0 Вт/кг.

Величина PWC170 может быть определена не только путем экстраполяции, но и прямым путем. В последнем случае имеется в виду определение той мощности физической нагрузки, при которой ЧСС реально достигает величины 170 уд/мин. Для этого испытуемый выполняет нагрузку на велоэргометре, а его ЧСС находится под контролем автокардиолидера или кардиомонитора. Путем произвольного повышения мощности можно увеличить ЧСС до любого заданного уровня, в рассматриваемом случае до 170 уд/мин. Многочисленными исследованиями доказано, что величины PWCl70, определенные прямым и экстраполяционным путями, практически одинаковы.

Для определения физической работоспособности у нетренированных взрослых людей может быть использован модифицированный вариант велоэргометрического теста PWC170 — проба PWCap (А — age, F— frequency).

Суть модификации состоит в том, что у лиц разного возраста в большом диапазоне непредельной мышечной работы наблюдается практически линейная зависимость между ЧСС и мощностью физической нагрузки. Это позволяет использовать известные положения, лежащие в основе теста PWC170, при определении физической работоспособности у всех людей (вне зависимости от возраста) с патологически ненарушенным автоматизмом клеток синусового узла. Однако индикаторный пульс при этом не должен оставаться постоянным, так как при любых сопоставимых нагрузках степень повышения ЧСС у здоровых нетренированных людей практически одинакова. Это нивелирует уровень физической работоспособности у лиц диаметрально разного возраста, оцениваемой по данным одного постоянного значения индикаторного пульса, будь то, например, 150 или 170 уд/мин.

В связи со структурной и функциональной возрастной инволюцией миокарда, изменением нейрогуморальной регуляции сердечной деятельности и другими причинами возможности повышения ЧСС становятся с возрастом все более ограниченными, поэтому на уровне предельных физических нагрузок в каждом последующем десятилетии жизни ЧСС повышается в меньшей степени, чем в предыдущем. Если для молодых людей ЧСС, равная 170 уд/мин, характеризует оптимальное функционирование сердечно-сосудистой системы, то у людей зрелого и пожилого возраста она может свидетельствовать уже о максимальной реакции на физическую нагрузку. У них адаптация и к субмаксимальным физическим нагрузкам, вызывающим подъем ЧСС до таких же, как у молодых людей, величин, сопровождается более напряженным режимом деятельности системы кровообращения. Об этом, в частности, можно судить по результатам измерения системного АД. Во время мышечной работы у лиц старшего возраста систолическое и диастолическое АД выше, чем у молодых, при одной и той же ЧСС. Поэтому, вероятно, будет выше и значение показателя, характеризующего сопротивление работе левого желудочка,— артериальный импеданс. Эти различия в сердечной деятельности касаются и ряда других физиологических показателей, характеризующих тяжесть физической нагрузки — например, способа энергетического обеспечения работающих мышц, соотношения между аэробными и анаэробными источниками удовлетворения кислородных запросов организма.

Все это говорит о том, что диапазон изменения ЧСС в зоне оптимального функционирования системы кровообращения (в частности, ЧСС, характеризующая начало этой зоны) индивидуален для каждой конкретной возрастной группы. Поэтому при определении физической работоспособности у лиц старших возрастных групп представляется оправданным ориентироваться на мощность физической нагрузки, при которой ЧСС равна не 170 уд/мин, как у молодых, а меньшей величине.

Значение ЧСС, равное 170 уд/мин, соответствует примерно 87 % от максимального ее значения у молодых людей. Есть предположение, что у лиц старшего возраста начало зоны оптимального функционирования системы кровообращения характеризует ЧСС, соответствующую примерно тому же проценту от максимальных для этого возраста величин. Значения ЧСС для лиц с десятилетним возрастным диапазоном могут быть установлены по табл. 7 либо (более точно) по формуле:

ЧССинд = (220 — возраст) • 0,87,

где ЧССинд — индикаторное значение ЧСС.

Такой подход имеет некоторые ограничения, связанные с тем, что данные, характерные для предельных режимов физической нагрузки, используются для нормирования ЧСС при непредельных нагрузках. Однако недостаточная точность в выборе индикаторной ЧСС, характеризующей начало зоны оптимального функционирования системы кровообращения, в таком случае компенсируется возможностью оценивать физическую работоспособность в возрастном аспекте, а также возможностью сопоставлять эти данные с результатами определения МПК, показателями производительности системы кровообращения, целым рядом других морфофункциональных характеристик сердца (максимальным ударным и минутным объемом крови во время физической нагрузки, объемом сердца, объемом полости левого желудочка, массой его миокарда и т. д.).

Методика проведения пробы PWCAF, последовательность действий, критерии прекращения нагрузки и противопоказания к ее использованию в основном аналогичны тем, которых придерживаются при определении величины PWC170.

При выборе величины первой нагрузки мощность работы для здоровых нетренированных взрослых мужчин с предполагаемой нормальной физической подготовленностью определяется в 1 Вт на 1 кг массы тела, для не занимающихся физическим трудом или спортом с предполагаемой низкой физической работоспособностью — 0,5 Вт на 1 кг массы тела (для женщин соответственно 0,5 и 0,25 Вт на 1 кг массы тела). При определении мощности второй нагрузки, как правило, исходят из следующего. Желательно, чтобы ЧСС в конце второй нагрузки была примерно на 10—15 уд/мин меньше значений индикаторной ЧСС, выбранной при проведении пробы для лиц разного пола. Зная реальную ЧСС и мощность первой нагрузки, а также учитывая, что при увеличении мощности на 17 Вт ЧСС повышается у мужчин примерно на 8—12 уд/мин, а у женщин на 13—17 уд/мин, с помощью представленных ниже уравнений можно определить мощность второй нагрузки ?2, достаточной для повышения ЧСС до необходимого уровня.

Максимальная ЧСС и соответствующая ей индикаторная ЧСС, используемая при определении физической работоспособности [Карпман В. Л. и др., 1988]

Тест PWC170 расшифровывается как физическая работоспособность при пульсе 170 ударов в минуту. Величина PWC170 соответствует такой мощности физической нагрузки, которая приводит к повышению ЧСС до 170 уд/мин.

Тест PWC170 заключается в выполнении двух нагрузок, соответствующей мощности и расчета величины физической работоспособности, исходя из значений пульса после каждой нагрузки.

При проведении работоспособности с помощью пробы PWC170 рекомендуется следующая последовательность действий:

Изучение анамнеза и исключение противопоказаний к пробе.

Первая нагрузка – продолжительностью 5 минут. Этого достаточно, чтобы сердечная деятельность достигла устойчивого состояния. Мощность работы подбирается для практически здоровых мужчин с предполагаемой нормальной физической подготовленностью 6 кгм/мин (1 Вт) на 1 кг массы тела, для не занимающихся физическим трудом с предполагаемой низкой физической работоспособностью – 3 кгм/мин (0,5 Вт) на 1 кг массы тела. Для женщин соответственно 4 и 2 кгм/мин. Если тест проводится на велотренажере, то на большинстве из них существует возможность выбора мощности нагрузки. Если тест проводить с использованием степ-ступеньки (более точное измерение), то мощность нагрузки можно рассчитать по специальной формуле, которую мы разберем в следующей статье на одном из примеров.

За 30 секунд до окончания первой нагрузки измеряется частота сердечных сокращений. Поученный результат записывается на листочке.

Перед второй нагрузкой обязательный трехминутный отдых, в течение которого показатели ЧСС возвращаются практически в исходный уровень.

Вторая нагрузка: мощность работы определяется в зависимости от мощности первой нагрузки и частоты сердечных сокращений во время ее выполнения (таблица). Продолжительность работы 5 минут.

Определение ЧСС за 30 секунд до окончания второй нагрузки.

Ориентировочная мощность второй нагрузки

Мощность работы при первой нагрузки	Частота сердечных сокращений при первой нагрузки
	80-89	90-99	100-109	110-119	120-129
	Мощность работы при второй нагрузки
150	900	800	700	600	500
250	1000	900	800	700	600
350	1100	1000	900	800	700
450	1200	1100	1000	900	800
550	1300	1200	1100	1000	900

Физическая работоспособность проводится по следующей формуле:

где PWC170 – физическая работоспособность при частоте сердечных сокращений 170 ударов в минуту; N1 и N2 – соответственно мощности первой и второй нагрузок; f1 и f2 – частота сердечных сокращений в конце первой и второй нагрузки.

Определение физической работоспособности по тесту PWC170 будет давать надежные результаты только при соблюдении следующих условий:

а. Тест должен выполняться без предварительной разминки

б. Частота сердечных сокращений в конце второй нагрузки должна быть примерно на 10-15 ударов меньше 170 ударов в минуту.

в. между нагрузками обязательный трехминутный отдых.

Только что мы рассмотрели тест PWC170, предназначенный для лиц моложе 35 лет. Далее разберем, как определить работоспособность с учетом возраста человека.

В первом случае мы вычисляли физическую работоспособность при пульсе 170 уд/мин. Такой пульс соответствует примерно 87% от максимального его значения у молодых людей. Более точно максимальный пульс можно определить по формуле: 220-возраст. Соответственно при расчете физической работоспособности с учетом возраста необходимо ориентироваться на частоту сердечных сокращений, равную (220-возраст) x 0,87.

Методика определения работоспособности с учетом возраста и последовательность действий в основном аналогичны тем, которых придерживаются при определении работоспособности у молодых людей.

Величину физической работоспособности с учетом возраста можно определить по следующей формуле:

где PWC – физическая работоспособность при изменяющейся с возрастом частоте сердечных сокращений; N1 и N2 – соответственно мощности первой и второй нагрузок; f1 и f2 – частота сердечных сокращений в конце первой и второй нагрузки; F – частота сердечных сокращений, составляющая примерно 87% от максимального возрастного пульса.

Только что мы в теории рассмотрели как определить физическую работоспособность с помощью теста PWC170. В следующей статье мы рассмотрим это на конкретном примере.

Хотя физическая работоспособность наиболее объективно отражает уровень физического состояния, для его оценки могут использоваться и другие методы. С одним из них мы сейчас познакомимся.

практический пример определения работоспособности.

Выбор оптимальной тренировочной нагрузки

Чтобы занятия физкультурой проходили с наибольшей пользой необходимо строго соблюдать интенсивность и продолжительность каждого занятия. Выбор оптимальной начальной нагрузки должен осуществляться строго с учетом уровня физической работоспособности занимающегося и только потом, по мере роста физической подготовки возможно переходить на другой, более высокий уровень интенсивности занятий. В зависимости от уровня физического состояния все занимающиеся могут быть условно разделены на пять групп (по вышеописанному тесту PWC).

Исходя из своего уровня физической подготовки можно подобрать интенсивность тренировок, воспользовавшись нижеприведенной таблицей.

Примерная схема оздоровительныз тренировочных программ для людей с различным уровнем физической работоспособности.

Понятие физической работоспособности человека. Основные критерии здоровья: величина максимального потребления кислорода индивида. Определение физической работоспособности в спорте, а также ее определение по показателю pwc170 (при пульсе в 170 уд/мин).

Рубрика	Медицина
Вид	реферат
Язык	русский
Дата добавления	21.12.2014
Размер файла	26,4 K

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Тема. Методы определения физической работоспособности

Введение
- 1. Основные критерии здоровья
- 2. Определение физической работоспособности
- 3. Определение физической работоспособности по показателю pwc₁₇₀
Под физической работоспособностью понимают потенциальную способность человека проявлять максимум физического усилия в статистической, динамической или смешанной работе. Физическая работоспособность зависит от морфологического и функционального состояния разных систем организма.

Различают эргометрические и физиологические показатели физической работоспособности. Для оценки работоспособности при двигательном тестировании обычно используется совокупность этих показателей, то есть результат проделанной работы и уровень адаптации организма к данной нагрузке. физический работоспособность кислород спорт

Из сказанного видно, что "физическая работоспособность" - понятие комплексное, и его можно охарактеризовать рядом факторов. К ним относятся телосложение и антропометрические показатели; мощность, емкость и эффективность механизмов энергопродукции аэробным и анаэробным путем; сила и выносливость мышц, нейромышечная координация (в частности, она проявляется как физическое качество - ловкость); состояние опорно-двигательного аппарата (в частности - гибкость).

Уровень развития отдельных компонентов физической работоспособности у разных людей различен. Он зависит от наследственности и внешних условий - профессии, характера физической активности и вида спорта.

В более узком смысле физическая работоспособность - это функциональное состояние кардиореспираторной системы. Такой подход оправдан двумя практическими аспектами. В повседневной жизни интенсивность физической нагрузки невысокая, и она имеет аэробный характер, поэтому обученную работу лимитирует именно система транспорта кислорода.

1. Основные критерии здоровья

Напомним, что здоровье - это не только отсутствие болезней, определенный уровень физической тренированности, подготовленности, функционального состояния организма, который является физиологической основой физического и психического благополучия. Исходя из концепции физического (соматического) здоровья (Г. Л. Апанасенко, 1988), основным его критерием следует считать энергопотенциал биосистемы, поскольку жизнедеятельность любого живого организма зависит от возможности потребления энергии из окружающей среды, ее аккумуляции и мобилизации для обеспечения физиологических функций. [3]

По B. И. Вернадскому, организм представляет собой открытую термодинамическую систему, устойчивость которой (жизнеспособность) определяется ее энергопотенциалом. Чем больше мощность и емкость реализуемого энергопотенциала, а также эффективность его расходования, тем выше уровень здоровья индивида. Так как доля аэробной энергопродукции является преобладающей в общей сумме энергопотенциала, то именно максимальная величина аэробных возможностей организма является основным критерием его физического здоровья и жизнеспособности. Такое понятие биологической сущности здоровья полностью соответствует нашим представлениям об аэробной производительности, которая является физиологической основой общей выносливости и физической работоспособности (их величина детерминирована функциональными резервами основных систем жизнеобеспечения-кровообращения и дыхания).

Таким образом, основным критерием здоровья следует считать величину МПК данного индивида. Именно МПК является количественным выражением уровня здоровья, показателем “количества” здоровья.

Помимо МПК важным показателем аэробных возможностей организма является уровень порога анаэробного обмена (ПАНО), который отражает эффективность аэробного процесса. ПАНО соответствует такой интенсивности мышечной деятельности, при которой кислорода уже явно не хватает для полного энергообеспечения, резко усиливаются процессы бескислородного (анаэробного) образования энергии за счет расщепления веществ, богатых энергией (креатинфосфата и гликогена мышц), и накопления молочной кислоты. При интенсивности работы на уровне ПАНО концентрация молочной кислоты в крови возрастает от 2,0 до 4,0 ммоль/л, что является биохимическим критерием ПАНО.

Величина МПК характеризует мощность аэробного процесса, т. е. количество кислорода, которое организм способен усвоить (потребить) в единицу времени (за 1 мин). Она зависит в основном от двух факторов: функции кислородтранспортной системы и способности работающих скелетных мышц усваивать кислород.

Ёмкость крови (количество кислорода, которое может связать 100 мл артериальной крови за счет соединения его с гемоглобином) в зависимости от уровня тренированности колеблется в пределах от 18 до 25 мл. В венозной крови, оттекшей от работающих мышц, содержится не более 6-12 мл кислорода (на 100 мл крови). Это означает, что высококвалифицированные спортсмены при напряженной работе могут потреблять до 15-18 мл кислорода из каждых 100 мл крови. Если учесть, что при тренировке на выносливость у бегунов и лыжников минутный объем крови может возрастать до 30-35 л/мин, то указанное количество крови обеспечит доставку к работающим мышцам кислорода и его потребление до 5,0-6,0 л/мин-это и есть величина МПК. Таким, наиболее важным фактором, определяющим и лимитирующим величину максимальной аэробной производительности, является кислородтранспортная функция крови, которая зависит от кислородной емкости крови, а также сократительной и “насосной” функции сердца, определяющей эффективность кровообращения. Не менее важную роль играют и сами “потребители” кислорода - работающие скелетные мышцы.

По своей структуре и функциональным возможностям различают два типа мышечных волокон - быстрые и медленные. Быстрые (белые) мышечные волокна-это толстые волокна, способные развивать большую силу и скорость мышечного сокращения, но не приспособленные к длительной работе на выносливость. В быстрых волокнах преобладают анаэробные механизмы энергообеспечения. Медленные (красные) волокна приспособлены к длительной малонотенсивной работе - за счет большого числа кровеносных капилляров, содержания миоглобина (мышечного гемоглобина) и большей активности окислительных ферментов.[1]

Это окислительные мышечные клетки, энергообеспечение которых осуществляется аэробным путем (за счет потребления кислорода). Поскольку состав мышечных волокон в основном генетически обусловлен, при выборе спортивной специализации этот фактор должен обязательно учитываться. Так, у бегунов на длинные дистанции и марафонцев мышцы нижних конечностей на 70-80 % состоят из медленных окислительных волокон и только на 20-30%-из быстрых анаэробных. У бегунов-спринтеров, прыгунов и метателей соотношение состава мышечных волокон противоположное. Еще одна составляющая аэробной производительности организма-запасы основного энергетического субстрата (мышечного гликогена), которые определяют емкость аэробного процесса, т. е. способность длительное время поддерживать уровень потребления кислорода, близкий к максимальному. Это так называемое время удержания МПК. Запасы гликогена в скелетных мышцах у нетренированных людей составляют около 1,4 %, а у мастеров спорта - 2,2 %. Они могут увеличиваться под влиянием тренировки на выносливость от 200 до 300-400 г, что эквивалентно 1200-1600 ккал энергии (1 г углеводов при окислении дает 4,1 ккал). Максимальные значения аэробной мощности (МНЮ отмечены у бегунов на длинные дистанции и лыжников, а емкости - у марафонцев и велосипедистов - шоссейников, т. е. в таких видах спорта, которые требуют максимальной продолжительности мышечной деятельности.

2. Определение физической работоспособности

Основным критерием физического здоровья человека следует считать возможность потреблять энергию из окружающей среды, накапливать ее и мобилизовать для обеспечения физиологических функций. Чем больше организм может накопить энергии и эффективнее её расходовать, тем выше уровень физического здоровья человека. Связь между аэробными возможностями организма и состоянием здоровья впервые была обнаружена американским врачом Купером (1970). Он доказал, что люди, имеющие уровень МПК (максимальное потребление кислорода) 42 мл/мин/кг и выше (мужчины), 35 мл/мин/кг и выше (женщины), не страдают хроническими заболеваниями и имеют показатели артериального давления в пределах нормы. Эти цифры означают безопасный уровень соматического здоровья человека.

Если вопросы поставки углеводов клеткам обусловлено полноценным питанием, то потребление кислорода необходимо постоянно тренировать и поддерживать на должном уровне. Занятия спортивным ориентированием являются одним из наиболее эффективных средств тренировки потребления кислорода, наряду с такими видами спорта как лыжные гонки и бег на длинные дистанции.[5]

Оценка возможности потребления кислорода имеет основополагающее значение для решения задач управления учебно-тренировочным процессом в спортивном ориентировании, как в подготовке квалифицированных спортсменов, так и для занимающихся этим видом спорта в оздоровительных целях.

Физическая работоспособность - чувствительный показатель общего состояния организма и его устойчивости к различным неблагоприятным факторам, нарушающим гомеосостав и вызывающим рассогласование функций центральной нервной системы.

В программе, предложенной Международным комитетом по стандартизации тестов функционального состояния, определение физической работоспособности человека включает четыре раздела: проведение медицинского осмотра, оценку физического развития, изучение реакции разных систем организма на физическую нагрузку и способности к выполнению комплекса физических нагрузок.

В зависимости от времени регистрации физиологических и эргометрических показателей их можно рассматривать как рабочие и послерабочие. В первом случае физиологические показатели измеряют непосредственно во время выполнения физической нагрузки, во втором - в период отдыха после выполнения работы, в так называемый восстановительный период.

Сопоставление изменений, наблюдаемых в физиологических и эргометрических показателях в покое до физической нагрузки, во время ее выполнения в периоде отдыха, позволяет получить представление о характере функционального состояния организма.

При оценке физической работоспособности в стандартных условиях применяют следующие виды физических нагрузок: непрерывную, равномерной интенсивности; ступенчато повышающуюся с интервалом отдыха; непрерывную, равномерно повышающейся мощности.

Тестирование физической рабтоспособности проводят на специальных приборах, позволяющих точно измерять и дозировать физическую нагрузку. Для этого применяют валоэгрометры, бегущую дорожку или тредбан, ручной эргометр, ступеньку или степэргометр.

В последние годы находят широкое распространение контрольно-измерительные или диагностические комплексы: плавательный тедбан для пловцов, гребные эргометры для гребцов, инерционные валоэргометры для велогонщиков и др. Это позволяет более точно устанавливать реакцию организма на тренировочную нагрузку в конкретном виде спорта.

Наиболее простым и достаточно точным способом дозирования нагрузок является степэргометрия. В основу этого вида работы взято модифицированное восхождение по лестнице, позволяющее выполнить нагрузку в лабораторных условиях при минимальном перемещении обследуемого - он в определенном темпе ритмически подымается и опускается по маленькой лестнице.

Используют одно-, двух, трехступенчатые и более высокие лестницы, отличающиеся и по высоте отдельных ступенек. Конструкция изготовляется из досок или металла. Для обеспечения безопасности она обычно крепится к полу.[6]

Мощность работы регулируется изменением высоты ступенек или темпа восхождения. На одноступенчатую лестницу обследуемый поднимается на два счета, таким же образом (только спиной вперед) происходит спуск. Следовательно, один полный цикл восхождения состоит из четырех шагов. На одностороннюю двухступенчатую лестницу восходят на три счета и так же спиной вперед спускаются вниз.

При выполнении теста "Мастер" обследуемый поднимается с одной стороны лестницы, а опускается с другой, потом, стоя на полу, поворачивается на 180 и опять совершает подъем.

Темп восхождения задается метрономом, ритмичным звуковым или световым сигналом. Интенсивность нагрузки меняется простой регулировкой метронома, что позволяет получить и ступенеобразно возрастающие нагрузки.

Для определения физической работоспособности используют два класса тестов: максимальные и субмаксимальные. К числу максимальных относятся те, которые свидетельствуют о предельных возможностях организма. Например, исследование максимального потребления кислорода (МПК). Наиболее распространенная методика определения этого показателя предусматривает выполнение последовательно увеличивающихся по мощности нагрузок до момента, когда исследуемый не в состоянии продолжать мышечную работу. Физическая нагрузка, при которой впервые отмечается потребление кислорода, равное максимальному, обозначается как работа критической мощности.

Однако процедура такого исследования весьма сложна, необходима специальная аппаратура (газоанализаторы, газовый счетчик, система для забора выдыхаемого воздуха), она также предусматривает выполнение изнурительной мышечной работы. В связи с риском возникновения острых патологических состояний, опасных для здоровья обследуемых, широкое применение этого теста (прямое определение МПК) в практических целях нецелесообразно.

МПК можно вычислить и непрямым путем, используя формулы Добельна, В.Л. Карпмана и др., номограммы Астранда-Риминг.

К субмаксимальным тестам относятся исследования, при которых обследуемый выполняет физические нагрузки, составляющие лишь определенный процесс от максимальной по мощности работы и вызывающие лишь определенный процесс от максимальной по мощности работы и вызывающие физиологические сдвиги, существенно меньшие предельных. Из числа субмаксимальных тестов наиболее информативной является проба PWC₁₇₀.

3. Определение физической работоспособности по показателю PWC₁₇₀

Проба PWC₁₇₀ предложена скандинавскими учеными в 50-х годах. Обозначение пробы символом PWC₁₇₀ (от первых букв английского термина Physical Working Capacity) расшифровывается как физическая работоспособность при пульсе 170 ударов в минуту.

Проба основана на следующих положениях, которые объясняют выбор пульса, равного именно 170уд/мин, и способ расчета величины PWC₁₇₀

1. Существует зона оптимального функционирования кардиореспираторной системы при физической нагрузке. У молодых людей она ограничивается диапазоном пульса от 170 до 200 ударов в минуту. Эта зона характеризует работу сердца в условиях, близких к максимальному потреблению кислорода. Таким образом, с помощью пробы PWC₁₇₀ можно установить ту мощность физической нагрузки, которая соответствует началу оптимального функционирования кардиореспираторной системы. Мощность такой нагрузки является наибольшей, при ней еще возможна работа аппарата кровообращения и дыхания в условиях устойчивого состояния.

2. Между частотой сердечных сокращений и мощностью физических нагрузок в относительно большой зоне мощностей мышечной работы наблюдается линейная зависимость. Линейный характер этой взаимосвязи у большинства лиц в возрасте до 30 лет нарушается при пульсе, превышающем 170 ударов в минуту.

С помощью пробы PWC₁₇₀ определяется та мощность работы, которую может выполнить индивидуально каждый человек при пульсе 170 ударов в минуту, а это в свою очередь является показателем физической работоспособности.

Более информативным показателем служит относительная величина PWC₁₇₀, рассчитанная на 1 кг массы тела. Средние величины PWC₁₇₀ представлены в таблице 5.
- Для учеников 1-11 классов и дошкольников
- Бесплатные сертификаты учителям и участникам
Раздел 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1Характеристика физической работоспособности.

Под работоспособностью вообще понимается способность органа или организма к активной деятельности в заданном режиме[1].

Под физической работоспособностью понимается способность к физическому труду, просто способность к труду, физическая выносливость. 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[2]. 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 [3].

Наиболее полно физическая работоспособность проявляется в различных видах мышечной деятельности. Для реализации любой мышечной активности необходимы определенные качества: сила, выносливость, скорость, 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[4].

Определение и значение PWC 170

Всемирной организацией здравоохранения в 1968г. для определения физической работоспособности человека была рекомендована проба PhysicalWorkingCapaciti (PWC), разработанная в Каролинском университете в Стокгольме Шестрандом в 50-х годах XX в. Эта проба обозначается всемирной организацией здравоохранения как PWC170. Физическая работоспособность в пробе PWC170 выражается в величинах той мощности физической нагрузки, при которой ЧСС достигает величины 170 уд/мин. Выбор именно этого значения ЧСС основан на следующих двух положениях[5].

Второе положение базируется на том, что взаимосвязь между ЧСС и мощностью выполняемой физической нагрузки имеет линейный характер у большинства здоровых людей вплоть до ЧСС, равной 170 уд/мин. При более высокой ЧСС линейный характер зависимости между ЧСС и мощностью физической нагрузки нарушается.

В Каролинском университете, где проба PWC170 была впервые внедрена в практику, она проводилась следующим образом. Испытуемый выполнял на велоэргометре непрерывную работу с повышающейся через каждые 6 мин (ступенчато) мощностью вплоть до ЧСС, равной 170 уд/мин величина ЧСС определялась на последней минуте каждой ступени[6].

Частота вращения педалей поддерживалась постоянной, равной 60—70 оборотов в минуту. Однако такая процедура проведения пробы была весьма обременительной для испытуемого и занимала много времени. Все это не способствовало широкому распространению пробы. В дальнейшем величину PWC170 стали определять более простым способом, используя для этого две или три нагрузки умеренной мощности. Величина PWC170 в этом случае находится путем графической экстраполяции. Для этого испытуемому предлагается выполнить две нагрузки разной мощности (W и W2). На последней минуте этих нагрузок определяется ЧСС (соответственно f1 и f2). Далее в системе прямоугольных координат откладываются точки, соответствующие ЧСС при работе на указанных мощностях. Учитывая, что между ЧСС и мощностью физической нагрузки имеется линейная взаимосвязь, через эти точки проводится прямая линия до пересечения ее с линией, соответствующей ЧСС, равной 170 уд/мин. Из полученной таким образом точки опускается перпендикуляр на ось абсцисс. Координата пересечения этого перпендикуляра и оси абсцисс соответствует величине PWC170. Графическое определение величины PWC170 имеет определенный недостаток — неизбежны погрешности, возникающие в процессе графических работ. В связи с этим было предложено простое математическое выражение, позволяющее определить величину PWC170, аналитически (без построения графиков): PWC170= W1 + (W2 - W1)(170 - f1)/(f2 - f1),

где PWC170 — мощность физической нагрузки на велоэргометре, при которой достигается ЧСС, равная 170 уд/мин; W и W2 — мощность первой и второй нагрузок, кгм/мин или Вт; f1 и f2 — ЧСС в конце первой и второй нагрузок.

Первая нагрузка обычно имеет небольшую мощность. Величину этой мощности подбирают индивидуально в зависимости от возраста и массы тела испытуемого по табл 1.1[7].

После первой нагрузки испытуемый, сидя на велоэргометре, отдыхает в течение 3 мин, затем ему предлагается выполнить вторую, более интенсивную нагрузку. Выбор мощности второй нагрузки в значительной мере определяет точность экстраполяционного определения PWC170. Очевидно, что чем ближе будет ЧСС во время второй нагрузки к величине 170 уд/мин, тем точнее будет определена величина PWC170. При этом оптимальную мощность для второй нагрузки можно подобрать на основании данных о ЧСС во время первой нагрузки по табл 1.2.

Продолжительность первой и второй нагрузок равна 5 мин. Вся процедура исследования занимает около 13 мин.

Ориентировочные значения мощности первой нагрузки,

рекомендуемые для определения PWC ₁₇₀

у здоровых и нетренированных лиц

Ориентировочные значения мощности второй нагрузки,

рекомендуемые при определении PWC170

Для получения адекватных результатов необходимо строго придерживаться изложенной методики. Как видно, нагрузка, используемая в пробе PWC170, задается в сравнимых, имеющих физическую размерность величинах. В этом отношении проба PWC170 выгодно отличается от гарвардского степ-теста.

Второе важное достоинство теста PWC170 состоит в том, что задаваемые нагрузки далеки от предельных и поэтому их выполнение испытуемыми не представляет больших трудностей и не требует особой мотивации[7,8].

Определение физической работоспособности с помощью теста PWC170 позволяет получить обширную информацию, которая может быть использована как для характеристики резервов организма испытуемого, так и для динамического наблюдения за его физической подготовленностью. Учитывая, что при этом может изменяться масса тела испытуемых, а также для нивелирования индивидуальных различий в массе у разных людей, величины PWC170 рассчитываются а 1 кг массы тела. В этом случае размерность показателя — Вт/кг.

У здоровых молодых нетренированных мужчин величины PWC170 колеблются в пределах 115—180 Вт, а у женщин — 75— 125 Вт. Относительная величина PWC170 нетренированных лиц составляет в среднем 2,5 Вт/кг у мужчин и 1,7 Вт/кг у женщин. У спортсменов эти величины значительно выше и достигают у некоторых 300—400 Вт, а относительные величины — 5,0 Вт/кг.

Таким образом величина PWC170 может быть определена не только путем экстраполяции, но и прямым путем. В последнем случае имеется в виду определение той мощности физической нагрузки, при которой ЧСС реально достигает величины 170 уд/мин. Для этого испытуемый выполняет нагрузку на велоэргометре, а его ЧСС находится под контролем автокардиолидера или кардиомонитора. Путем произвольного повышения мощности можно увеличить ЧСС до любого заданного уровня, в рассматриваемом случае до 170 уд/мин. Многочисленными исследованиями доказано, что величины PWC170 определенные прямым и экстраполяционным путями, практически одинаковы[8].

Для определения физической работоспособности у нетренированных взрослых людей может быть использован модифицированный вариант велоэргометрического теста PWC170 . Суть модификации состоит в том, что у лиц разного возраста в большом диапазоне непредельной мышечной работы наблюдается практически линейная зависимость между ЧСС и мощностью физической нагрузки. Это позволяет использовать известные положения, лежащие в основе теста PWC170, при определении физической работоспособности у всех людей (вне зависимости от возраста) с патологически ненарушенным автоматизмом клеток синусового узла. Однако индикаторный пульс при этом не должен оставаться постоянным, так как при любых сопоставимых нагрузках степень повышения ЧСС у здоровых нетренированных людей практически одинакова. Это нивелирует уровень физической работоспособности у лиц диаметрально разного возраста, оцениваемой по данным одного постоянного значения индикаторного пульса, будь то, например, 150 или 170 уд/мин.

В связи со структурной и функциональной возрастной инволюцией миокарда, изменением нейрогуморальной регуляции сердечной деятельности и другими причинами возможности повышения ЧСС становятся с возрастом все более ограниченными, поэтому на уровне предельных физических нагрузок в каждом последующем десятилетии жизни ЧСС повышается в меньшей степени, чем в предыдущем. Если для молодых людей ЧСС, равная 170 уд/мин, характеризует оптимальное функционирование сердечно-сосудистой системы, то у людей зрелого и пожилого возраста она может свидетельствовать уже о максимальной реакции на физическую нагрузку. У них адаптация и к субмаксимальным физическим нагрузкам, вызывающим подъем ЧСС до таких же, как у молодых людей, величин, сопровождается более напряженным режимом деятельности системы кровообращения.

Об этом, в частности, можно судить по результатам измерения системного артериального давления. Во время мышечной работы у лиц старшего возраста систолическое и диастолическое артериальное давление выше, чем у молодых, при одной и той же ЧСС. Поэтому, вероятно, будет выше и значение показателя, характеризующего сопротивление работе левого желудочка,— артериальный импеданс. Эти различия в сердечной деятельности касаются и ряда других физиологических показателей, характеризующих тяжесть физической нагрузки — например, способа энергетического обеспечения работающих мышц, соотношения между аэробными и анаэробными источниками удовлетворения кислородных запросов организма[9].

Все это говорит о том, что диапазон изменения ЧСС в зоне оптимального функционирования системы кровообращения (в частности, ЧСС, характеризующая начало этой зоны) индивидуален для каждой конкретной возрастной группы. Поэтому при определении физической работоспособности у лиц старших возрастных групп представляется оправданным ориентироваться на мощность физической нагрузки, при которой ЧСС равна не 170 уд/мин, как у молодых, а меньшей величине.

Значение ЧСС, равное 170 уд/мин, соответствует примерно 87 % от максимального ее значения у молодых людей. Есть предположение, что у лиц старшего возраста начало зоны оптимального функционирования системы кровообращения характеризует ЧСС, соответствующую примерно тому же проценту от максимальных для этого возраста величин. Значения ЧСС для лиц с десятилетним возрастным диапазоном могут быть установлены по табл.1.3 либо (более точно) по формуле:

ЧССинд = (220 — возраст) • 0,87,

где ЧССинд — индикаторное значение ЧСС.

Такой подход имеет некоторые ограничения, связанные с тем, что данные, характерные для предельных режимов физической нагрузки, используются для нормирования ЧСС при непредельных нагрузках.

Однако недостаточная точность в выборе индикаторной ЧСС, характеризующей начало зоны оптимального функционирования системы кровообращения, в таком случае компенсируется возможностью оценивать физическую работоспособность в возрастном аспекте, а также возможностью сопоставлять эти данные с результатами определения МПК.

При выборе величины первой нагрузки мощность работы для здоровых нетренированных взрослых мужчин с предполагаемой нормальной физической подготовленностью определяется в 1 Вт на 1 кг массы тела, для не занимающихся физическим трудом или спортом с предполагаемой низкой физической работоспособностью — 0,5 Вт на 1 кг массы тела (для женщин соответственно 0,5 и 0,25 Вт на 1 кг массы тела). При определении мощности второй нагрузки, как правило, исходят из следующего. Желательно, чтобы ЧСС в конце второй нагрузки была примерно на 10—15 уд/мин меньше значений индикаторной ЧСС, выбранной при проведении пробы для лиц разного пола. Зная реальную ЧСС и мощность первой нагрузки, а также учитывая, что при увеличении мощности на 17 Вт ЧСС повышается у мужчин примерно на 8—12 уд/мин, а у женщин на 13—17 уд/мин, с помощью представленных ниже уравнений можно определить мощность второй нагрузки, достаточной для повышения ЧСС до необходимого уровня.

Тест PWC₁₇₀ – (Physical Working Capacity). Всемирной организацией здравоохранения данный тест называется W₁₇₀.

Тест используется для определения общей физической работоспособности спортсменов.

В основе теста – установление той минимальной мощности физической нагрузки, при которой ЧСС становится равной 170 ударов в минуту, т. е. достигается оптимальный уровень функционирования кардиореспираторной системы. И физическая работоспособность в данном тесте выражается в величинах мощности физической нагрузки, при которой ЧСС достигает 170 ударов в минуту.

Определение PWC₁₇₀ проводится непрямым методом. Он основан на существовании линейной зависимости между ЧСС и мощностью физической нагрузки до ЧСС, равной 170 ударов в минуту, что позволяет определить PWC₁₇₀ графическим способом и по формуле, предложенной В. Л. Карпманом.

Тест PWC₁₇₀ – модификация В. Л. Карпмана (1974).

Тест предусматривает выполнение двух нагрузок возрастающей мощности длительностью по 5 минут каждая, без предварительной разминки, с интервалом отдыха 3 минуты. Нагрузка проводится на велоэргометре. Задаваемая нагрузка дозируется с помощью частоты педалирования (как правило, – 6070 оборотов в минуту) и сопротивления вращению педалей. Мощность выполняемой работы выражается в кгм/мин или ваттах. 1 ватт = 6,1114 кгм.

Величина первой нагрузки задается в зависимости от массы тела и уровня подготовленности спортсмена. Мощность второй нагрузки задается с учетом частоты сердечных сокращений, вызванной первой нагрузкой.

ЧСС регистрируют в конце 5-ой минуты каждой нагрузки (последние 30 секунд работы на определенном уровне мощности).

ЧСС в конце 1-ой нагрузки должна быть 110–130 ударов в минуту, в конце второй нагрузки – 150–165 ударов в минуту.

Затем по формуле В. Л. Карпмана рассчитывается PWC₁₇₀

где W₁ и W₂ – мощности первой и второй нагрузок,

f и f₂ – частота сердечных сокращений в конце 1-ой и 2-ой нагрузок.

Оценивается PWC₁₇₀ (общая физическая работоспособность) по абсолютным и по относительным величинам.

Оценка абсолютных величин общей физической работоспособности представлена в таблице № 3.

Таблица № 3 Оценка общей физической работоспособности у лиц разного пола и возраста по данным пробы PWC ₁₇₀ (Карпман В. Л., 1988)

Оценка относительных значений PWC170 (кгм/мин кг):

– низкая – 14 и меньше

– ниже средней – 15-16

– выше средней – 19-20

– очень высокая – 23 и больше. Наиболее высокие величины общей физической работоспособности наблюдаются у спортсменов, тренирующихся на выносливость.

Читайте также: