Физиологические методы оценки аэробных возможностей

Хоккеистов

Определение максимальных аэробных возможностей осуществляется в тесте со ступенчато нарастающей нагрузкой на беговой дорожке. Величина первой ступени составляет 5 км/ч, скорость увеличивается на 2 км/ч каждые две минуты. Работа выполняется до отказа. Лактат крови определяется на индивидуальном лактат-фотометре, взятие капиллярной крови из пальца производится однократно на 3 минуте восстановления. Во время работы постоянно регистрируются показатели газообмена и ЧСС (газоанализатор). В настоящем протоколе тестирования предлагается вместо биохимического определения ПАНО использовать неинвазивную газоаналитическую методику определения порога декомпенсации метаболического ацидоза, который имеет высокую корреляцию (r=0, 92) с параметрами ПАНО

(Waserman, 1990).

Современный газоаналитический комплекс, это портативное, легкое устройство, установленное на поясной системе, которая может быть размещена на спине испытуемого, подобно ремню безопасности. Мощное программное обеспечение с генератором отчетов и телеметрической передачей данных позволяет наблюдать за динамикой основных эргоспирометрических показателей в реальном масштабе времени.

Полное эргоспирометрическое тестирование включает анализ 4 основных характеристик (легочную вентиляцию, потребление кислорода и выделение углекислого газа, а также частоту сердечных сокращений, как при помощи приемо-передающего устройства Polar, так и путем регистрации электрокардиографической кривой в 12 стандартных отведениях.

Способы анализа лактата в крови делятся обычно на две категории: химические (спектрофотометрический и флюорометрический) и электрохимические. Оба из указанных методов известны с точностью в пределах 1 % в случае правильного применения, но подвержены многочисленным проблемам в руках неопытных пользователей.

При составлении протокола теста учитывают следующие критерии:

1. Начальная интенсивность работы должна быть достаточно низкой, чтобы служить в качестве разминки. Начало работы с высокой интенсивностью создает риск того, что образование окислительной энергии не успеет повыситься до максимальной интенсивности, прежде чем накопление лактата или другие факторы не форсируют прекращение нагрузки.

2. Степень увеличения постепенно возрастающей работы должна быть незначительной во избежание чрезмерного повышения лактата и локального утомления мышц, но достаточной, чтобы общее время теста не продолжалось выше 15-20 минут, выше которого физический дискомфорт форсирует прекращение работы еще до достижения VO₂max.

Выход в программу тестирования осуществляется после окончания всех подготовительных мероприятий. Непосредственно в процессе тестирования необходимо следить за субъективным и объективным состоянием спортсмена. Критериями остановки теста являются появление жалоб или неадекватных эргоспирометрических значений, отражаемых на экране монитора.

На 3-ей минуте восстановительного периода (после полной остановки тредмила) из пальца руки испытуемого берется капля крови. Кожную поверхность перед взятием крови протирают стерильной салфеткой, смоченной дезинфицирующей жидкостью, и затем протирают сухой стерильной салфеткой. Затем делают прокол кожи и сразу наносят каплю крови на тест-полоску и сразу помещают в лактат-фотометр. Для измерения максимального лактат в периферической крови нами используется индивидуальный лактат-фотометр. При правильном нанесении крови на тестполоску погрешность определения лактата крови разными способами (как электрохимическим, так и спектрофотометрическим) не превышает 1%.

Максимальное потребление кислорода (МПК), это интегральный показатель, характеризующий как мощность системы аэробного ресинтеза АТФ, так и возможности сердечно-сосудистой и дыхательной систем к адекватному обеспечению кислородом работающих мышц. Таким образом, снижение МПК может быть связано либо с неблагополучием со стороны кардио-респираторной системы, либо с низкими окислительными возможностями работающих мышц. Увеличение МПК в процессе тренировок может быть связано как с адекватным тренировочным процессом, так и с изменениями данного показателя в процессе роста

Порог анаэробного обмена (ПАНО) характеризует квазиустойчивое состояние между продукцией метаболитов анаэробного гликолиза (лактат, Н⁺) и их утилизацией работающими органами. По мере повышения аэробной подготовленности (выносливости), отмечается рост относительной величины ПАНО (в % от МПК). У хорошо подготовленных спортсменов, тренирующих скоростно-силовые качества (все виды борьбы), на пике спортивной формы ПАНО достигает 80% от МПК. Важной характеристикой для построения тренировочного процесса являются эргометрические характеристики и потребление кислорода на ПАНО. В процессе роста спортивного мастерства эти показатели должны возрастать.

Показателем активации анаэробного гликолиза является динамика лактата в капиллярной крови во время ступенчатого теста. У спортсменов с высокими аэробными возможностями лактат крови в тесте длительно не превышает 0, 5-1, 5 ммоль/л т.к. ресинтез АТФ идет преимущественно по аэробному пути. При низких аэробных возможностях мышц лактат крови не опускается до уровня 0, 5-1, 5 ммоль/л даже при небольшой мощности работы и рано начинает расти. Чем большие аэробные возможности имеет спортсмен, тем позже (на больших мощностях) регистрируют ПАНО, тем ниже лактат при отказе от работы. В крайней ситуации, когда лактат крови в момент отказа не превышает 4-6 ммоль/л (т.е. ПАНО поднялся вплотную к МПК) можно предполагать, что мышцы спортсмена обладают очень высокими окислительными возможностями.

Согласно современным научным данным, одним из факторов, ограничивающих рост МПК у спортсменов, является производительность сердечно-сосудистой системы. Интегральным показателем сердечной производительности является минутный объем кровообращения (МОК), который при физической нагрузке определяется изменениями таких величин, как частота сердечных сокращений и ударный объемом сердца. С ростом спортивной квалификации увеличение МОК достигается повышением ударного объема (УО) и снижением частоты пульса (ЧСС) на стандартных ступенях нагрузки. При проведении эргоспирометрического обследования за изменением УО можно наблюдать по динамике кислородного пульса (Waserman, 1990). Снижение ЧСС на стандартных ступенях нагрузки в процессе роста спортивного мастерства получило название эффекта экономизации. ЧСС на стандартной нагрузке – это основная характеристика экономичности работы кислородтранспортной системы. ЧСС линейно возрастает пропорционально мощности вплоть до уровня ПАНО. При максимальных нагрузках зависимость между частотой сердечных сокращений и мощностью становиться нелинейной. Одной из причин этого может стать неадекватное изменение ударного объема (УО) сердца. При высокой ЧСС (выше 210 уд/мин) длительность диастолы (расслабления) сокращается столь значительно, что начинает страдать кровоснабжение сердечной мышцы. Столь выраженная рабочая тахикардия может наблюдаться у спортсменов при неадекватных тренировочных нагрузках (длительных нагрузках с высокой ЧСС). В свою очередь неадекватное кислородное обеспечение организма спортсменов (гипоксический стресс) приводит к срыву адаптационных механизмов и формированию стресс индуцированной патологии, являющейся причиной инвалидизации спортсменов.

Работоспособность хоккеиста в ответ на заданные физические нагрузки в значительной мере определяется его индивидуальными наследственными (природными) особенностями и уровнем функциональной готовности в данный момент времени. Поэтому типовые тренировочные программы каждого этапа подготовки рассчитывают на определенный усредненный уровень работоспособности атлетов, а потому они не могут полностью удовлетворять всех спортсменов.

Объективную информацию о функциональном состоянии отдельного хоккеиста или команды в целом с целью своевременной коррекции и индивидуализации учебно-тренировочного процесса можно получить при использовании многочисленных нагрузочных тестов, одним из которых является известный нагрузочный тест PWC170. В своем модифицированном виде тест PWC170 позволяет выявлять степень адаптации кардиореспираторногои нервно-мышечного аппаратов хоккеистов к физическим нагрузкам с определением концентрации молочной кислоты (лактата) в капиллярной крови после каждой ступени нагрузки. Это дает возможность рекомендовать этот тест для определения общей работоспособности хоккеистов.

Общие сведения о тесте. Функциональную пробу, основанную на определении (расчете) мощности мышечной нагрузки, при которой частота сердечных сокращений (ЧСС) повышается до 170 уд/мин, обозначают как пробу Sjostrand или как тест PWC170. Тест предназначен для лиц в возрасте от 15 до 40 лет.

Определение общей физической работоспособности при помощи этого теста основывается на двух физиологических закономерностях:

1) учащение ЧСС в пределах до 170 уд/мин при мышечной работе прямо пропорционально ее интенсивности (мощности);

2) степень учащения ЧСС при непредельной физической нагрузке обратно пропорционально способности испытуемого выполнять мышечную работу данной интенсивности (мощности), то есть физической работоспособности.

Таким образом, ЧСС при мышечной работе может быть надежным критерием общей физической работоспособности человека. Несмотря на то, что тест является субмаксимальным по мощности, установлена высокая корреляция между величиной PWC170 и максимальным потреблением кислорода (МПК), объемом сердца (в физиологическом диапазоне его дилатации), максимальным ударным объемом. Поэтому параметр PWC170 является адекватной мерой адаптации сердечно-сосудистой системы к физическим нагрузкам.

В связи с тем, что между мощностью выполняемой работы и концентрацией лактата в крови после ее выполнения установлена определенная (эспоненциальная) зависимость, при проведении теста PWC170 появляется реальная возможность определения меры адаптации нервно мышечного аппарата к физическим нагрузкам – Wpano.

Физиологическая сущность Wpano заключается в том, что существует пороговая мощность работы, при которой скорость накопления и убыли молочной кислоты (лактата) в работающих мышцах уравновешены. Увеличение мощности работы приводит к дисбалансу и накоплению лактата в мышечных клетках - происходит закисление. Чем больше мощность выполняемой работы по сравнению с Wpano, тем скорее наступает утомление и нарушение сократительной способности мышечной ткани.

Требования к условиям проведения теста. Для получения корректных данных тестирование целесообразно проводить в первой половине дня после легкого завтрака. Оптимально накануне предоставить хоккеистам день отдыха или исключить в предшествующий день интенсивные и объемные физические нагрузки. Перед тестом следует снять ЭКГ, а также оценить состояние испытуемого по стандартной врачебной методике.

Нагрузочное тестирование проводят в присутствии врача, обладающего опытом оказания неотложной помощи. В помещении, где проводят обследование, должна быть кушетка, несложный аппарат для искусственной вентиляции легких, дефибриллятор. В доступном месте следует разместить медикаменты для лечения аритмии, выраженной гипотензии, гипертензии, стенокардии, острой сердечной недостаточности.

Методика проведения теста. Тестирование проводят без предварительной разминки. Перед проведением теста определяется масса тела хоккеистов. Испытуемому предлагается последовательно выполнить на велоэргометре две равномерные 4-х-минутные нагрузки с 3-минутным интервалом отдыха между ними. Частота вращения педалей 60-80 оборотов в минуту (оптимально 70-75 оборотов в минуту). Все параметры теста и его результаты следует заносить в предварительно распечатанный протокол в общепринятых единицах: мощность нагрузки на ступенях записывают в ваттах, ЧСС - в ударах в минуту, содержание лактата - в ммоль/литр (что аналогично мМ). Если используются другие единицы, то перед обработкой результатов их следует перевести в указанные стандарты, используя следующие соотношения:

- для мощности работы: 6кгм/мин = 1 ватт

- для концентрации лактата: 9, 6 мг% = 1 мМ

- для ЧСС: число ударов за 15 сек х 4 = числу ударов в минуту

Мощность первой нагрузки (W1) выбирается с таким расчетом, чтобы ЧСС в конце ступени достигла 95-125 ударов в минуту. Для профессиональных хоккеистов, мощность (W1) должна составлять примерно 1, 20-1, 25 ватт на кг массы тела. Для хоккеистов весом менее 75 кг мощность нагрузки должна составлять, примерно, 80-90 ватт; с весом от 76 до 85 кг – 95-105 ватт; от 86 до 95 кг – 105-115 ватт; более 95 кг –115-125 ватт.

Нагрузка для большинства спортсменов равна 100 ваттам, за исключением тех, чья масса тела ниже 75 кг или более 95 кг.

В конце второй нагрузки (W2) ЧСС должна повыситься до 150-170 ударов в минуту. Это, как правило, обеспечивается мощностью нагрузки в 275 ватт для хоккеистов с массой тела до 75 кг; 300 ватт - с массой тела от 76 до 85 кг; 325 ватт – от 86 до 95 кг; 350 ватт - с массой более 95 кг. Для отдельных хоккеистов, мощность второй нагрузки (W2) корректируется в сторону ее уменьшения или увеличения, что зависит от индивидуального показателя ЧСС в конце первой ступени (табл. 5).

Таблица 5.

Расчет индивидуального подбора для профессионального хоккеиста мощности 2-й нагрузки (W2) теста PWC170 в зависимости от показателя ЧСС после первой нагрузки (F1) (W1 – мощность первой ступени нагрузки).

F1 (уд/мин)	80-89	90-99	100-	110-	120-
Примерная мощность нагрузки второй ступени теста PWC170
Для профессиональных хоккеистов	3, 3 х W1	3, 1 х W1	2, 9 х W1	2, 7 х W1	2, 5 х W1

В первые 15 сек после окончания нагрузки каждой из двух ступеней теста регистрируются значения ЧСС, которые обозначаются F1 и F2.

Взятие капиллярной крови для определения содержания лактата проводится: 1) на 3-ей минуте после окончания первой нагрузки (обозначение La1); 2) на 3-ей (La2) и 6-ой (La3) минутах после окончания второй нагрузки. Эту работу осуществляет лаборант с обязательным использованием одноразовых принадлежностей. Кровь берется из безымянного пальца после предварительной обработки спиртом. Все образцы крови помечаются номерами в соответствии с протоколом теста, например, 1/1, 1/2, 1/3, где цифра перед дробью означает порядковый номер хоккеиста в протоколе, а после нее – номер образца крови этого хоккеиста.

Определение содержания лактата в крови проводят ферментативнымметодом традиционным способом (" пробирка" ). Для количественного определения уровня лактата в пределах от 0, 8 до 22 ммол/л можно использовать методику тест - полосок (" сухая химия" ).

Показатели лактата крови заносятся в протокол. Все данные из протокола вводятся в программу обработки данных для расчета показателя общей работоспособности (PWC170) и мощности на уровне порога анаэробного обмена (Wpano).

Для сопоставления общей физической работоспособности хоккеистов между собой с учетом их амплуа рассчитываются относительные величины показателей PWC170 и Wpano (отнесенные к массе тела - ватт/кг массы тела).

По результатам теста физическая работоспособность профессиональных хоккеистов может составлять 250-300 ватт (3, 5-4, 5 ватт на кг массы тела), а на отдельных этапах тренированность спортсмена может быть и выше (табл.6).

Таблица 6.

Оценка уровня физического состояния по значениям PWC и МПК.

⇐ Предыдущая 1 234 5 Следующая ⇒