Тестирование функциональной подготовленности при стандартной работе. Тест РWС170 и Определение индекса Гарвардского степ-теста (ИГСТ).

Стандартные нагрузки, используемые для тестирования функцио-нальной подготовленности спортсменов, могут быть общие, неспециализированные(различные функциональные пробы, велоэр- гометрические тесты, степ-тесты) и специализированные, адекватные упражнениям в избранном виде спорта (проплывание или пробега­ние определенных отрезков с заданной скоростью или заданным вре­менем, поддержание заданного статического усилия в течение необ­ходимого времени и т. п.).

При стандартной работе тренированный организм отличается от не тренированногоорганизмаследующими особенностями:

- более быстрым врабатыванием;

- меньшим уровнем рабочих сдвигов различных функций;

- более выраженным устойчивым состоянием;

- более быстрым восстановлением после нагрузки.

У тренированного организма при динамической работе повы­шение минутного объема дыхания (МОД) достигается преимущественно за счет увеличения глубины дыхания, а рост минутного объема кро­ви (МОК) – за счет нарастания ударного объема, а у нетренированного че­ловека - за счет частотных показателей (повышения частоты дыха­ния и сердцебиений).

У адаптированного к выполнению статической работы спортсме­на меньше выражен феномен статических усилий – меньше подав­ление функций дыхания и кровообращения во время нагрузки и меньше после рабочее их нарастание, чем у других лиц.

Наиболее распространенными стандартными тестами являются тест определения физической работоспособности по показателюРWC170мощности работы при ЧСС = 170 уд/мин и определение Индекса Гарвардского степ-теста (ИГСТ),который оценивается по скорости восстановления ЧСС после нагрузки. Величина показателя физической работоспособности у лиц, не занимающихся спортом, в среднем составляет 1060, у спортсменов скоростно-силовых видов спорта – 1255, а у спорт­сменов, работающих на выносливость – 1500 кгм /мин и более.

Тест РWС170 (PWC - первые буквы английского термина «физическая работоспособность» – Physical Working Capacity) выполняется на вело-эргометре.

Испытуемый выполняет две пятиминутные физические нагрузки с интервалом отдыха 3 мин, после которых измеряют ЧСС.

Расчет показателя РWС₁₇₀ производится по формуле В. Л. Карпмана:

PWC₁₇₀ = W₁+(W₂ -W₁) ∙

где W₁ и W₂ - мощность первой и второй нагрузки;

f ₁ и f ₂ - ЧСС в конце первой и второй нагрузки.

PWC170 – мощность физической нагрузки на велоэргометре, при которой достигается ЧСС, равная 170 уд/мин; W1, и W2 – мощность первой и второй нагрузок, кгм/мин или Вт; f1 и f2 – ЧСС в конце первой и второй нагрузок.

Первая нагрузка (W1) обычно имеет небольшую мощность. Величину этой мощности подбирают индивидуально в зависимости от возраста и массы тела испытуемого по табл. 1. Величину 2-й нагрузки (W2) определяют по таблице (табл. 2.)

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.

Считается общепринятым, что частота сердечных сокращений равная 170 уд/мин, с физиологической точки зрения характеризует собой начало оптимальной рабочей зоны функционирования кардиореспираторной системы. 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 сопровождается относительным снижением систолического объема крови.

Проба РWС₁₇₀ 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.

Модификация В.Л. Карпмана Модификация В.Л. Карпмана с соавт. (1974). Этот вариант теста предполагает выполнение двух нагрузок возрастающей мощности. В практике используются в основном 2 варианта теста PWC170 велоергометрический и степергометрический. Суть обоих вариантов заключается в том, что исследуемый выполняет 2 нагрузки длительностью по 5 минут разной (но умеренной) мощности с 3-минутным интервалом отдыха. В конце нагрузок на протяжении последних 30 секунд подсчитывают частоту пульса (аускультативным методом или с помощью электрокардиографа). Удваивая эти числа, получают ЧСС за 1 мин после первой и второй нагрузки (f1 и f2).

Следует отметить, что определение физической работоспособности с помощью теста PWC170 дает надежные результаты лишь в случае соблюдения определенных условий. Прежде всего, в отличие от спортивных нагрузок, пробу PWC170 следует выполнять без предыдущей разминки (разминка может привести к занижению результатов пробы). Одним из важнейших условий достижения высокой результативности пробы PWC170 является правильный выбор мощности используемых нагрузок. Мощность первой нагрузки (W1) зависит от массы человека. Определяют ее по табл.1. Для практически здорового мужчины она составляет примерно 1 Вт/кг; для человека, не занимающегося физическим трудом (тренировками) - 0,5 Вт/кг. В конце 1-й нагрузки подсчитывают ЧСС за 30 с. В зависимости от ее величины и величины 1-й нагрузки определяют по таблице (табл. 2.) величину 2-й нагрузки (W2).

Таблица 1. Зависимость мощности первой нагрузки (W1) от массы человека (по З.Б.Белоцерковскому)

Таблица 2. Ориентировочные значения мощности второй нагрузки (кгм/мин), рекомендуемые при определении теста PWC170 (по З.Б.Белоцерковскому)

В случаях, когда разница между мощностью 1-ой и 2-ой нагрузки небольшая, точность определения физической работоспособности значительно уменьшается. Именно поэтому во время проведения теста PWC170 мощность 2-ой нагрузки должна существенно отличиться от мощности 1-ой нагрузки. Чрезвычайно важно чтобы разница между показателями ЧСС в конце нагрузок была не менее чем 40 сокращений сердца за 1 мин. Это обеспечивает получение наиболее точных результатов. Так ЧСС в конце 1-ой нагрузки должна достигать 100-120 уд/мин, а в конце 2-ой - 140-160 уд/мин. Наилучшим вариантом работы является велоэргометрическая нагрузка, которая позволяет сохранять определенную интенсивность работы (частота вращения педалей велоэргометра должна быть в диапазоне 60-70 оборотов за 1 мин) и вовлекать в деятельность большие группы мышц. Точным считается расчет данного показателя по формуле, которая предложена В.Л. Карпманом с соавт. (1974): PWC170 = W1+(W2-W1)(170-f1)/(f2-f1), где: PWC 170 - уровень физической работоспособности при ЧСС = 170 уд/мин; W1 и W2 - мощность 1-й и 2-й нагрузок; f1 и f2 - ЧСС за 30 с в конце 1-й и 2-й нагрузок. Следует отметить, что при обследовании ослабленных или больных лиц для определения физической работоспособности, нередко ограничиваются тестом меньшей интенсивности, доводя нагрузку до ЧСС 150 уд/мин или даже 130 уд/мин. В таких случаях в формулу вместо числа 170 необходимо поставить 150 или 130 и тогда тест будет называться PWC150 или PWC130. У молодых нетренированных мужчин PWC170 обычно достигает уровня 850-1100 кгм/мин или 142-184 Вт, у женщин - 450-850 кгм/мин или 75-142 Вт. Однако более информативной является относительная величина PWC170, которая приходится на 1 кг массы тела. Эти величина составляет у нетренированных мужчин 14,4 кгм/мин/кг или 2,4 Вт/кг, у женщин 10,2 кгм/мин/кг или 1,7 Вт/кг, то есть на 30% меньше (В.Л. Карпман, З.Б. Белоцеркивский, И.А. Гудков, 1988).

Таблица 3. Ориентировочные значения мощности первой нагрузки, рекомендуемые для определения PWC170 у здоровых нетренированных лиц [Карпман В. Л. и др., 1988]

Таблица 4. Ориентировочные значения мощности второй нагрузки, рекомендуемые при определении PWC170 [Карпман В. Л. и др., 1988]

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.

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 заключается в подъемах на ступеньку высотой 50 см для мужчин и 43 см для женщин в течение 5 минут в темпе 30 подъемов в 1 минуту.

Мощность нагрузки рассчитывается на единицу массы тела испытуемого. Первоначальная мощность устанавливается из расчета 0,75-1,25 Вт/кг, а ее увеличение осуществляется в соответствии с возрастанием ЧСС.

мощность нагрузки расчитывать по формуле:

W=P*h*n*1,3

W-мощность работы

Р - масса тела (кг),

h - высота ступени (м),

n - темп восхождений (раз в минуту, мин).

Высота ступеньки и время восхождения на нее выбираются в зависимости от пола и возраста обследуемого (табл. 5).

Таблица 5.Высота ступеньки и время восхождения в гарвадском степ-тесте

После окончания работы в течение последних 30 секунд на второй, третьей и четвертой минутах восстановления подсчитывают количество ударов пульса и вычисляют индекс Гарвардского степ-теста (ИГСТ) по формуле:

где t - время восхождения на ступеньку (секундах),

f₁,f₂,f₃ - число пульсовых ударов за 30 секунд 2-й, 3-й и 4-й минут восстановления.

Оценку работоспособности проводят по таблице 6.

Таблица 6

Оценка физической работоспособности по индексу

Гарвадского степ-теста (по Аулик И.В., 1979)

При выполнении стандартных нагрузок работоспособ­ность спортсменов оценивается прямыми показателями- по ве­личине и мощности выполненной работы и косвенными показате­лями - по величине функциональных сдвигов в организме. У трени­рованных спортсменов, обладающих более широким диапазоном функциональных резервов, отмечается значительное увеличение функциональных показателей, которое не может быть достигнуто нетренированными лицами.

Деятельность центральной нервной системы тренированных спортсменов характеризуется высокой скоростью восприятия и переработки информации, хорошей помехоустойчиво­стью, большей способностью к мобилизации функциональных резервов организма. У них велика возможность произвольного преодо­ления утомления, противостояния эмоциональным стрессам. Этому способствуют, с одной стороны, сформированные в мозгу мощные рабочие доминанты, а с другой - большое количество нейропепти­дов и гормонов (например, суточный выброс адреналина в соревно­вательном периоде у тренированных спортсменов может в 150 раз превышать показатели людей, не занимающихся спортом).

Энерготратыочень высокие: единичные при работе макси­мальной мощности до 4 ккал/с и суммарные при работе умеренной мощности - до 2-3 тыс. ккал и более.