--PAGE_BREAK--2.ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ПРОБЫ, ТЕСТЫ
Комплексный анализ данных врачебного обследования, результатов применения инструментальных методов исследования и материалов, полученных при проведении функциональных проб, позволяют объективно оценить готовность организма спортсмена к соревновательной деятельности.
С помощью функциональных проб, которые выполняются как в лабораторных условиях (в кабинете функциональной диагностики), так и непосредственно во время тренировок в спортивных залах и на стадионах, проверяются общие и специфические адаптационные возможности организма спортсмена. По результатам тестирования можно определить функциональное состояние организма в целом, его адаптационные возможности в данный момент.
Тестирование позволяет выявлять функциональные резервы организма, его общую физическую работоспособность. Все материалы медицинского тестирования рассматриваются не изолированно, а комплексно со всеми другими медицинскими критериями. Только комплексная оценка медицинских критериев тренированности позволяет надежно судить об эффективности тренировочного процесса у данного спортсмена.
Функциональные пробы начали применяться в спортивной медицине в начале ХХ века. Постепенно арсенал проб расширялся за счет новых тестов. Основными задачами функциональной диагностики в спортивной медицине являются изучение адаптации организма к тем или иным воздействиям и изучение восстановительных процессов после прекращения воздействия. Из этого следует, что тестирование в общем виде идентично исследованию «черного ящика», применяемому в кибернетике для изучения функциональных свойств систем регулирования. Этим термином условно обозначают любой объект, функциональные свойства которого неизвестны или известны недостаточно. «Черный ящик» имеет ряд входов и ряд выходов. Для изучения функциональных свойств такого «черного ящика» на вход его подается воздействие, характер которого известен. Под влиянием входного воздействия на выходе «черного ящика» возникают ответные сигналы. Сопоставление входных сигналов с выходными позволяет оценить функциональное состояние изучаемой системы, условно обозначенной «черный ящик». При идеальной адаптации характер входных и выходных сигналов идентичен. Однако в действительности, и особенно при исследовании биологических систем, сигналы, передаваемые через «черный ящик», искажаются. По степени искажения сигнала в процессе прохождения его через «черный ящик» можно судить о функциональном состоянии изучаемой системы или комплекса систем. Чем большими будут эти искажения, тем хуже функциональное состояние системы, и наоборот.
На характер передачи сигнала по системам «черного ящика» важное влияние оказывают побочные воздействия, которые в технической кибернетике называют «шумом». Чем значительнее «шум», тем менее эффективно будет исследование функциональных свойств «черного ящика», изучаемых путем сопоставления входных и выходных сигналов.
Остановимся на характеристике требований, которые следует предъявлять в процессе тестирования спортсмена к: 1) входным воздействиям, 2) выходным сигналам и 3) к «шуму».
Общим требованием к входным воздействиям является выражение их в количественных физических величинах. Так, например, если в качестве входного воздействия используется физическая нагрузка, то мощность ее должна выражаться в точных физических величинах (ваттах, кгм/мин и др.). Менее надежна характеристика входного воздействия, если она выражается в количестве приседаний, в частоте шагов при беге на месте, в подскоках и др.
Оценка реакции организма на то или иное входное воздействие ведется по данным измерения показателей, характеризующих деятельность той или иной системы организма человека. Обычно в качестве выходных сигналов (показателей) используются наиболее информативные физиологические величины, исследования которых представляют наименьшие трудности (например, ЧСС, частота дыхания, артериальное давление). Для объективной оценки результатов тестирования необходимо, чтобы выходная информация выражалась в количественных физиологических величинах.
Менее информативной является оценка результатов тестирования по данным качественного описания динамики выходных сигналов. При этом имеется в виду описательная характеристика результатов проведения функциональной пробы (например, «частота пульса быстро восстанавливается» или «частота пульса медленно восстанавливается»).
И, наконец, о некоторых требованиях к«шуму».
К «шумам» при проведении функциональных проб относится субъективное отношение испытуемого к процедуре тестирования. Особенно важна мотивация при проведении максимальных тестов, когда от испытуемого требуется выполнять работу предельной интенсивности или длительности. Так, например, предлагая спортсмену выполнить нагрузку в виде 15-секундного бега на месте в максимальном темпе, мы никогда не можем быть уверены в том, что нагрузка действительно выполнялась с максимальной интенсивностью. Это зависит от желания спортсмена развить предельную для себя интенсивность нагрузки, его настроения и других факторов.
Классификация функциональных проб
I.По характеру входного воздействия.
Различают следующие виды входных воздействий, используемые при функциональной диагностике: а) физическая нагрузка, б) изменение положения тела в пространстве, в) натуживание, г) изменение газового состава вдыхаемого воздуха, д) введение медикаментозных средств и др.
Наиболее часто в качестве входного воздействия применяется физическая нагрузка, формы ее выполнения многообразны. Сюда относятся простейшие формы задавания физической нагрузки, не требующие специальной аппаратуры: приседание (проба Мартинэ), подскоки (проба ГЦИФКа), бег на месте и др. В некоторых пробах, проводимых вне лабораторий, в качестве нагрузки используется естественный бег (проба с повторными нагрузками).
Наиболее часто нагрузка в тестах задается с помощью велоэргометров. Велоэргометры – это сложные технические приборы, в которых предусмотрено произвольное изменение сопротивлению вращения педалей. Сопротивление вращению педалей задается экспериментатором.
Еще более сложным техническим прибором является «бегущая дорожка», или тредбан. С помощью этого прибора имитируется естественный бег спортсмена. Различная интенсивность мышечной работы на тредбанах задается двумя путями. Первый из них состоит в изменении скорости движения «бегущей дорожки». Чем выше скорость, выражаемая в метрах в секунду, тем выше интенсивность физической нагрузки. Однако на портативных тредбанах увеличение интенсивности нагрузки достигается не столько за счет изменения скорости движения «бегущей дорожки», сколь за счет увеличения угла наклона ее по отношению к горизонтальной плоскости. В последнем случае имитируется бег в гору. Точный количественный учет нагрузки при этом менее универсален; требуется указывать не только скорость движения «бегущей дорожки», но и угол наклона ее по отношению к горизонтальной плоскости. Оба рассмотренных прибора могут применяться при проведении различных функциональных проб.
При тестировании можно применять неспецифические и специфические формы воздействия на организм.
Принято считать, что различные виды мышечной работы, задаваемые в лабораторных условиях, относятся к неспецифическим формам воздействия. К специфическим же формам воздействия относятся те, которые характерны для локомоций в данном конкретном виде спорта: бой с тенью у боксера, броски чучела у борцов и т.д. Однако такое подразделение в значительной степени условно, так что реакция висцеральных систем организма на физическую нагрузку определяется главным образом ее интенсивностью, а не формой. Специфические пробы полезны для оценки эффективности навыков, приобретенных в процессе тренировки.
Изменение положения тела в пространстве-одно из важных возмущающих воздействий, применяемых при ортоклиностатических пробах. Реакция, развивающаяся под влиянием ортостатических воздействий, изучается в ответ как на активное, так и на пассивное изменение положение тела в пространстве предполагает, что испытуемый из горизонтального положения переходит в вертикальное положение, т.е. встает.
Этот вариант ортостатической пробы недостаточно валиден, так как наряду с изменением тела в пространстве испытуемый выполняет определенную мышечную работу, связанную с процедурой вставания. Однако достоинство пробы -ее простота.
Пассивная ортостатическая проба проводится с использованием поворотного стола. Плоскость этого стола может изменяться под любым углом к горизонтальной плоскости экспериментатором. Испытуемый при этом не выполняем никакой мышечной работы. В этой пробе мы имеем дело с «чистой формой» воздействия на организм изменения положения тела в пространстве.
В качестве входного воздействия для определения функционального состояния организма может применяться натуживание. Эта процедура выполняется в двух вариантах. В первом – процедура натуживания количественно не оценивается (проба Вальсальвы). Второй вариант предусматривает дозированное натуживание. Оно обеспечивается с помощью манометров, в которые производит выдох испытуемый. Показания такого манометра практически соответствуют величине внутригрудного давления. Величина развиваемого давления при таком контролированном натуживании дозируется врачом.
Изменение газового состава вдыхаемого воздухав спортивной медицине чаще всего заключается в уменьшении напряжения кислорода во вдыхаемом воздухе. Это так называемые гипоксемические пробы. Степень уменьшения напряжения кислорода дозируется врачом в соответствии с целями исследования. Гипоксемические пробы в спортивной медицине чаще всего применяются для изучения устойчивости к гипоксии, которая может наблюдаться при проведении соревнований и тренировок в среднегорье и высокогорье.
Введение лекарственных веществ в качестве функциональной пробы используется в спортивной медицине, как правило, с целью дифференциальной диагностики. Так, например, для объективной оценки механизма возникновения систолического шума испытуемому предлагается вдохнуть пары амилнитрита. Под влиянием такого воздействия изменяется режим работы сердечно-сосудистой системы и характер шума изменяется. Оценивая эти изменения, врач может говорить о функциональной или об органической природе систолического шума у спортсменов.
II. По типу выходного сигнала.
В первую очередь пробы могут быть разделены в зависимости от того, какая система организма человека используется для оценки реакции на тот или иной тип входного воздействия. Чаще всего в применяемых в спортивной медицине функциональных пробах исследуются те или иные показателисердечно-сосудистой системы. Это связано с тем, что сердечно-сосудистая система весьма тонко реагирует на самые разнообразные виды воздействий на организм человека.
Система внешнего дыханияявляется второй по частоте использования ее при функциональной диагностике в спорте. Причины выбора этой системы те же, что и приведенные выше для сердечно-сосудистой системы. Несколько реже в качестве показателей функционального состояния организма исследуются другие его системы: нервная, нервно-мышечный аппарат, система крови и др.
III. По времени исследования.
Функциональные пробы можно разделить в зависимости от того, когда исследуются реакции организма на различные воздействия – либо непосредственно во время воздействия, либо сразу после прекращения воздействия. Так, например, с помощью электрокардиографа можно регистрировать ЧСС на протяжении всего времени, в течение которого испытуемый выполняет физическую нагрузку.
Развитие современной медицинской техники позволяет непосредственно изучать реакцию организма на то или иное воздействие. И это служит важной информацией о диагностике работоспособности и тренированности.
Существует более 100 функциональных проб, однако в настоящее время применяется весьма ограниченный, наиболее информативный круг спортивно-медицинских тестов. Рассмотрим некоторые из них.
Проба Летунова. Проба Летунова применяется как основной нагрузочный тест во многих врачебно-физкультурных диспансерах. Проба Летунова по замыслу авторов предназначалась для оценки адаптации организма спортсмена к скоростной работе и работе на выносливость.
При проведении пробы испытуемый выполняет последовательно три нагрузки. В первой делается 20 приседаний, выполняемых за 30 с. Вторая нагрузка выполняется через 3 мин после первой. Она состоит в 15-секундном беге на месте, выполняемом в максимальном темпе. И, наконец, через 4 мин выполняется третья нагрузка – трехминутный бег на месте в темпе 180 шагов в 1 мин. После окончания каждой нагрузки у испытуемого регистрируется восстановление ЧСС и АД. Регистрация этих данных ведется на протяжении всего периода отдыха между нагрузками: 3 мин после третьей нагрузки; 4 мин после второй нагрузки; 5 мин после третьей нагрузки. Пульс считается по 10-секундным интервалам.
Гарвардский степ-тест. Тест разработан в Гарвардском университете в США в 1942 г. С помощью Гарвардского степ-теста количественно оцениваются восстановительные процессы после дозированной мышечной работы. Таким образом, общая идея Гарвардского степ-теста не отличается от пробы С.П. Летунова.
При Гарвардском степ-тесте физическая нагрузка задается в виде восхождений на ступеньку. Для взрослых мужчин высота ступеньки принимается равной 50 см, для взрослых женщин – 43 см. Испытуемому предлагается на протяжении 5 мин совершать восхождения на ступеньку с частотой 30 раз в 1 мин. Каждое восхождение и спуск слагается из 4 двигательных компонентов: 1 – подъем одной ноги на ступеньку, 2 – испытуемый встает на ступеньку двумя ногами, принимая вертикальное положение, 3 – опускает на пол ногу, с которой начал восхождение, и 4 – опускает другую ногу на пол. Для строго дозирования частоты восхождений на ступеньку и спуска с нее используется метроном, частоту которого устанавливают равной 120 уд/мин. В этом случае каждое движение будет соответствовать одному удару метронома.
Тест
PWC
170. Этот тест был разработан в Каролинском университете в Стокгольме Шестрандом в 50-х годах. Тест предназначен для определения физической работоспособности спортсменов. Наименование PWCпроисходит от первых букв английского термина, обозначающего физическую работоспособность (Physikal Working Capacity).
Физическая работоспособность в тесте PWC170выражается в величинах той мощности физической нагрузки, при которой ЧСС достигает 170 уд/мин. Выбор именно этой частоты основан на следующих двух положениях. Первое заключается в том, что зона оптимального функционирования кардиореспираторной системы ограничивается диапазоном пульса от 170 до 200 уд/мин. Таким образом, с помощью этого теста можно установить ту интенсивность физической нагрузки, которая «выводит» деятельность сердечно-сосудистой системы, а вместе с ней и всей кардиореспираторной системы в область оптимального функционирования. Второе положение базируется на том, что взаимосвязь между ЧСС и мощностью выполняемой физической нагрузки имеет линейный характер у большинства спортсменов, вплоть до пульса равного 170 уд/ мин. При более высокой частоте пульса линейный характер между ЧСС и мощностью физической нагрузки нарушается.
Велоэргометрическая проба. Шестранд для определения величины PWC170задавал испытуемым на велоэргометре ступенеобразную, увеличивающуюся по мощности физическую нагрузку, вплоть до ЧСС равной 170 уд/мин. При такой форме тестирования испытуемый выполнял 5 или 6 различных по мощности нагрузок. Однако такая процедура тестирования была весьма обременительной для испытуемого. Она занимала много времени, так как каждая нагрузка выполнялась в течение 6 мин. Все это не способствовало широкому распространению теста.
В 60-х годах величину PWC170начали определять более простым способом, используя для этого две или три нагрузки умеренной мощности.
Тест PWC170применяется для обследования высококвалифицированных спортсменов. Вместе с тем он может применяться для изучения индивидуальной работоспособности у начинающих и у юных спортсменов.
Варианты пробы
PWC
170
со специфическими нагрузками. Большие возможности представляют варианты теста PWC170, в которых велоэргометрические нагрузки заменены другими видами мышечной работы, по своей двигательной структуре аналогичными нагрузками, применяемыми в естественных условиях спортивной деятельности.
Проба с использованием бега основана на применении в качестве нагрузки легкоатлетического бега. Достоинства теста – методическая простота, возможность получения данных об уровне физической работоспособности с помощью достаточно специфических для представителей многих видов спорта нагрузок – бега. Тест не требует максимальных усилий от спортсмена, он может проводиться в любых условиях, в которых возможен гладкий легкоатлетический бег (например, бег на стадионе).
Проба с использованием велосипеда проводится в естественных условиях тренировок велосипедистов на треке или шоссе. В качестве физических нагрузок используются два заезда на велосипеде с умеренной скоростью.
Проба с использованием плаваниятакже методически проста. Она позволяет оценивать физическую работоспособность с помощью специфических для пловцов, пятиборцев и ватерполистов нагрузок – плавания.
Проба с использованием бега на лыжахцелесообразна для исследования лыжников, биатлонистов и двоеборцев. Тест проводится на равнинной местности, защищенной от ветра лесом или кустарником. Бег лучше выполнять на заранее проложенной лыжне – замкнутому кругу длиной в 200-300 м, что позволяет корректировать скорость движения спортсмена.
Проба с использованием греблипредложена в 1974 г. В.С. Фарфелем с сотрудниками. Физическая работоспособность оценивается в естественных условиях при гребле на академических судах, гребле на байдарке или каноэ (в зависимости от узкой специализации спортсмена) с помощью телепульсометрии.
Проба с использованием бега на конькаху спортсменов-фигуристов проводится непосредственно на обычной тренировочной площадке. Спортсмену предлагается выполнить «восьмерку» (на стандартном катке полная «восьмерка» равняется 176 м) – элемент наиболее простой и характерный для фигуристов.
Определение максимального потребления кислорода. Оценка максимальной аэробной мощности осуществляется путем определения максимального потребления кислорода (МПК). Эту величину рассчитывают с помощью различных тестов, при которых достигается индивидуально максимальный транспорт кислорода (прямое определение МПК). Наряду с этим о величине МПК судят на основании косвенных расчетов, которые основываются на данных, полученных в процессе выполнения спортсменом непредельных нагрузок (непрямое определение МПК).
Величина МПК является одним из важнейших параметров организма спортсмена, с помощью которого может быть наиболее точно охарактеризована величина общей физической работоспособности спортсмена. Исследование этого показателя особенно важно для оценки функционального состояния организма спортсменов, тренирующихся на выносливость, или спортсменов, у которых тренировке выносливости придается большое значение. У такого рода спортсменов наблюдения за изменениями МПК могут оказать существенную помощь в оценке уровня тренированности.
В настоящее время в соответствии с рекомендациями Всемирной организации здравоохранения принята методика определения МПК, которая состоит в том, что испытуемый выполняет ступенеобразно повышающуюся по мощности физическую нагрузку вплоть до момента, когда он не в состоянии продолжать мышечную работу. Нагрузка задается либо с помощью велоэргометра, либо на тредбане. Абсолютным критерием достижения испытуемым кислородного «потолка» является наличие плато на графике зависимости величины потребления кислорода от мощности физической нагрузки. Достаточно убедительным является также фиксация замедления роста потребления кислорода при продолжении возрастания мощности физической нагрузки.
Наряду с безусловным критерием существуют косвенные критерии достижения МПК. К их числу относится увеличение содержания лактата в крови свыше 70-80мг%. ЧСС при этом достигает 185 – 200 уд/мин, дыхательный коэффициент превышает 1.
Пробы с натуживанием. Натуживание как способ диагностики известно очень давно. Достаточно указать на пробу с натуживанием, которую предложил итальянский врач Вальсальва еще в 1704 г. В 1921 г. Флэк изучал влияние натуживания на организм путем измерения ЧСС. Для дозирования силы натуживания применяются любые манометрические системы, соединенные с мундштуком, в который выполняет выдох испытуемый. В качестве манометра можно использовать, например, прибор для измерения АД, к манометру которого резиновым шлангом присоединен мундштук. Тест состоит в следующем: спортсмену предлагают сделать глубокий вдох, а затем имитируется выдох для поддержания давления в манометре равного 40 мм рт.ст. Испытуемый должен продолжать дозированное натуживание «до отказа». Во время этой процедуры по 5-секундным интервалам фиксируется пульс. Регистрируется также время, в течение которого испытуемый был в состоянии выполнять работу.
В нормальных условиях учащение пульса по сравнению с исходными данными продолжается примерно 15 с, затем ЧСС стабилизируется. При недостаточном качестве регулирования сердечной деятельности у спортсменов с повышенной реактивностью ЧСС может повышаться на протяжении всего теста. У хорошо тренированных спортсменов, адаптированных к натуживанию, реакция на повышение внутригрудного давления выражена незначительно.
Ортостатическая проба. Идея использовать изменение положения тела в пространстве в качестве входного воздействия для исследования функционального состояния, по-видимому, принадлежит Шеллонгу. Эта проба позволяет получить важную информацию во всех тех видах спорта, в которых элементом спортивной деятельности является изменение положения тела в пространстве. Сюда относятся спортивная гимнастика, художественная гимнастика, акробатика, прыжки на батуте, прыжки в воду, прыжки в высоту и с шестом и т.д. Во всех этих видах ортостатическая устойчивость является необходимым условием спортивной работоспособности. Обычно под влиянием систематических тренировок ортостатическая устойчивость повышается.
Ортостатическая проба по Шеллонгу относится к активным пробам. В ходе пробы испытуемый при переходе из горизонтального в вертикальное положение активно встает. Реакция на вставание изучается путем регистрации ЧСС и величин АД. Проведение активной ортостатической пробы заключается в следующем: испытуемый находится в горизонтальном положении, при этом у него многократно подсчитывают пульс и измеряют АД. На основе полученных данных определяют средние исходные величины. Далее спортсмен встает и находится в вертикальном положении в течение 10 мин в ненапряженной позе. Сразу же после перехода в вертикальное положение снова регистрируют ЧСС и АД. Эти же величины регистрируют затем каждую минуту. Реакцией на ортостатическую пробу является учащение пульса. Благодаря этому минутный объем кровотока незначительно снижается. У хорошо тренированных спортсменов учащение пульса относительно невелико и колеблется в пределах от 5 до 15 уд/мин. Систолическое АД либо сохраняется неизменным, либо несколько снижается (на 2 –6 мм рт.ст.). Диастолическое АД увеличивается на 10 – 15% по отношению к его величине, когда испытуемый находится в горизонтальном положении. Если на протяжении 10-минутного исследования систолическое АД приближается к исходным величинам, то диастолическое АД остается повышенным.
Проба с повторными нагрузками.Существенным дополнением к пробам, проводимым в условиях кабинета врача, служат исследования спортсмена непосредственно в условиях тренировки. Это позволяет выявить реакцию организма спортсмена на нагрузки, свойственные избранному виду спорта, оценить его работоспособность в привычных условиях. К числу таких тестов относится проба с повторными специфическими нагрузками. Тестирование проводится совместно врачам и тренером. Оценка результатов тестирования ведется по показателям работоспособности (тренером) и адаптации к нагрузке (врачом). О работоспособности судят по результативности выполнения упражнения (например, по времени пробегания того или иного отрезка), а об адаптации по изменениям ЧСС, дыхания и АД после каждого повторения нагрузки.
Функциональные пробы, применяемые в спортивной медицине, могут использоваться при врачебно-педагогических наблюдениях для анализа тренировочного микроцикла. Пробы проводятся ежедневно в одно и то же время, лучше всего утром, до тренировки. В этом случае можно судить о степени восстановления после тренировочных занятий предыдущего дня. С этой целью рекомендуется проводить ортопробу по утрам, подсчитывая пульс в положении лежа (еще до подъема с постели), а затем стоя. При необходимости оценить тренировочный день ортостатическая проба выполняется утром и вечером.
продолжение
--PAGE_BREAK--