Определение физической работоспособности по величине МПК (по К. Куперу)

Служит для оценки физической работоспособности занимающихся и не занимающихся по максимальному потреблению кислорода (МПК). МПК – единый показатель, характеризующий физические возможности человека, которые лимитируются производительностью кардиореспираторной системы (дыхательная система и система кровообращения тесно связаны в единую систему, называемую кардиореспираторной), роль которой сводится к обеспечению работающих мышц кислородом и выведению углекислоты из организма. И при всём при этом максимальное потребление кислорода (МПК) – основной показатель аэробной выносливости.

Как известно, величина потребляемого мышцами кислорода эквивалентна производимой ими работе. Следовательно, потребление организмом кислорода возрастает пропорционально мощности выполняемой работы. МПК характеризует собой то предельное количество кислорода, которое может быть использовано организмом в единицу времени. Чем выше МПК, тем больше (при прочих равных условиях) абсолютная мощность максимальной аэробной нагрузки.

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

МПК = 1,7PWC₁₇₀ + 1240

Для определения МПК у высококвалифицированных спортсменов циклических видов спорта используют следующую формулу:

МПК = 2,2PWC₁₇₀ + 1070

В зависимости от величины МПК с учетом возраста, К. Купер выделяет пять категорий физического состояния (очень плохое, плохое, удовлетворительное, хорошее, отличное). Градация отвечает практическим требованиям и позволяет учитывать динамику физического состояния при обследовании здоровых лиц с незначительными функциональными нарушениями. Критерии К. Купера для различных категорий физического состояния мужчин по величине МПК приведены в таблице 5 [10].

Таблица 5

Оценка физического состояния по величине МПК (мл/мин/кг) по К. Куперу

PWC₁₇₀

PWC₁₇₀ (PWC – это первые буквы английского термина «физическая работоспособность» – Physical Working Capacity) – количество работы выполненной при частоте сердечных сокращений 170 уд/мин.

Испытуемому предлагается выполнение на велоэргометре, трендбане или в степ-тесте 2-х пятиминутных нагрузок умеренной мощности с интервалом 3 мин, после которых измеряют ЧСС. Расчет показателя PWC₁₇₀ производится по следующей формуле:

где: W₁ и W₂ – мощность первой и второй нагрузки;

F₁ и F₂ – ЧСС в конце первой и второй нагрузки.

Принцип PWC₁₇₀ пригоден для определения как общей, так и специальной работоспособности спортсменов [10].

Гарвардский степ-тест

Это широко распространенная проба разработанная в США. Этот тест рассчитан на оценку физической работоспособности у здоровых молодых людей, т.к. от исследуемых лиц требуется значительное напряжение, и заключается в изучении восстановительных процессов после прекращения дозированной мышечной работы. Гарвардский тест заключается в подъёмах на ступеньку. Высота ступеньки и время предоставлено в таблице 6. Чистота подъёмов 30 подъемов в 1 мин (2 шага в 1 с), работа выполняется на 4 счёта, чистота восхождения задаётся метрономом. После окончания работы в течение 30 с второй минуты восстановления подсчитывают количество ударов пульса и вычисляют индекс Гарвардского степ-теста (ИГСТ) по формуле:

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

ИГСТ = t ∙ 100: ((f₁ + f₂ + f₃) ∙ 2)

где: t – время восхождения на ступеньку (с);

f_1, f_2, f₃ – число пульсовых ударов за 30 с 2-й, 3-й и 4-й мин восстановления.

Для оценки по Гарвардскому степ-тесту физической работоспособности проводят по таблице 7 [10].

Таблица 6

Высота ступеньки и время при проведении степ-теста

Таблица 7

Оценка физической работоспособности по ИГСТ

При развитии выносливости нам необходимо постоянно контролировать свой пульс, как наиболее доступный и информативный показатель физической работоспособности организма.

В спорте используются два способа оперативной пульсометрии [16]:

1. Импульсометрия – подсчет числа сердцебиений за определенный отрезок времени, чаще всего 10 с;

2. Интервалометрия – определение суммарной длительности стандартного числа сердечных циклов, например 10.

Метод интервалометрии по точности стоит более чем на порядок, по сравнению с импульсометрией. Разумеется, при групповых подсчетах пульса с участием самих занимающихся, когда руководитель группы, пользуясь одним секундомером, задает по команде начало и конец измерения ЧСС, метод импульсометрии остается единственно приемлемым и будучи более простым, и главное привычным, метод импульсометрии остается основным на практике. Однако при наблюдениях за ЧСС отдельных лиц (а именно с этим приходится иметь дело при проведении теста PWC₁₇₀) методом выбора должна быть интервалометрия.

Интервалометрия

Интервалометрия может проводиться либо телеметрически (на слух по звуковому сигналу в радиоприемнике), либо пальпаторно на лучевой или сонной артерии.

Секундомер включается синхронно с первым ударом пульса, который становится как бы «нулевым», после чего отсчитывается всего 10 очередных ударов пульса и на последнем, десятом секундомер останавливается. Фиксированное секундомером время составляет суммарную длительность десяти полных кардиоциклов; величина ЧСС в минуту равна:

где: t–время циклов в секунду;

n– число определяемых циклов работы сердца.

Для удобства работы по методу интервалометрии приводится таблица 8, на которой заранее вычислены значения ЧСС в минуту для всех возможных величин при ритмах сердца в пределах 39–240 уд/мин. В левой части таблицы первые шесть столбцов дают величины ЧСС в наиболее часто встречающемся диапазоне 59-200 уд/мин при подсчете за 10 кардиоциклов.

В случае брадикардии (ЧСС ниже 60 уд/мин) нет необходимости в подсчете 10 кардиоциклов и практически достаточен уровень точности, полученный при подсчете за 5 кардиоциклов; соответствующую величину ЧСС находят в средней части таблицы.

В случае очень высоких ритмов ЧСС (более 200 уд/мин) для повышения точности целесообразно определять суммарную длительность 20 кардиоциклов; соответствующую величину ЧСС находят в правой части таблицы (последние два столбца).

При ритмах сердца свыше 180 уд/мин подсчет бывает нередко затруднен и возрастает возможность ошибки исследователя. Для облегчения работы и повышения ее точности может быть предложен специальный прием: подсчет пар импульсов. Так, при подсчете за 10 кардиоциклов мысленно считают не каждый удар, а через удар и на пятом из этих четных импульсов выключают секундомер; в случае подсчета за 20 кардиоциклов выключают его соответственно на десятом четном импульсе. Для надежного овладения этим приемом необходимо считать пары импульсов, делать мысленно акцент на втором импульсе каждой пары, т.е. на четном сигнале, который и подсчитывается. Тогда и выключение секундомера будет осуществлено правильно – на втором, а не на первом импульсе последней их пары [16].

Таблица 8

Частота сердечных сокращений (ЧСС, уд/мин) при различной суммарной длительности (t, с) стандартного числа кардиоциклов

В спорте выносливость может измеряться и с помощью неспецифических и специфических групп тестов. Неспецифические – по их результатам оценивают потенциальные возможности спортсменов эффективно тренироваться или соревноваться в условиях нарастающего утомления. Специфические – результаты этих тестов указывают на степень реализации потенциальных возможностей.

К неспецифическим тестам определения выносливости относят:

1. Бег на трендбане;

2. Педалирование на велоэргометре;

3. Степ-тест.

Во время выполнения теста измеряются как эргометрические (время, объем и интенсивность выполнения заданий), так и физиологические показатели (максимальное потребление кислорода – МПК, частота сердечных сокращений, порог анаэробного обмена ПАНО и т.п.).

Специфическими считаются такие тесты, структура выполнения которых близка к соревновательной. С помощью специфических тестов измеряют выносливость при выполнении определенной деятельности, например в плавании, лыжных гонках, спортивных играх, единоборствах, гимнастике.

Индекс выносливости

Индекс выносливости – это разность между временем преодоления длинной дистанции и тем временем на этой дистанции, которое показал бы испытуемый, если бы преодолел ее со скоростью, показываемой им на коротком (эталонном) отрезке.

Индекс выносливости = t-t_k ∙ n

где: t – время преодоления какой-либо длинной дистанции;

t_k – время преодоления короткого (эталонного) отрезка;

n – число таких отрезков, в сумме составляющих дистанцию.

Пример. Лучшее время бега на 100 м ученика 16 лет равно 14,0 с. Время его бега на 2000 м составляет 7 мин 30 с, или 450 с. Индекс выносливости = 450 - (14 ∙ 20) = 170 с. Чем меньше индекс выносливости, тем выше уровень развития выносливости.