5. Функциональные пробы системы внешнего дыхания

Динамическая спирометрия – определение изменений ЖЕЛ под влиянием физической нагрузки (проба Шафранского). Определив исходную величину ЖЕЛ в покое, обследуемому предлагают выполнить дозированную физическую нагрузку - 2-минутный бег на месте в темпе 180 шаг/мин при подъеме бедра под углом 70-80°, после чего снова определяют ЖЕЛ. В зависимости от функционального состояния системы внешнего дыхания и кровообращения и их адаптации к нагрузке ЖЕЛ может уменьшиться (неудовлетворительная оценка), остаться неизменной (удовлетворительная оценка) или увеличиться (оценка, т.е. адаптация к нагрузке, хорошая). О достоверных изменениях ЖЕЛ можно говорить только в том случае, если она превысит 200 мл.

9.1. Проба Розенталя - пятикратное измерение ЖЕЛ, проводимое через 15-секундные интервалы времени. Результаты данной пробы позволяют оценить наличие и степень утомления дыхательной мускулатуры, что, в свою очередь, может свидетельствовать о наличии утомления других скелетных мышц.

Результаты пробы Розенталя оценивают следующим образом:

- увеличение ЖЕЛ от 1-го к 5-му измерению - отличная оценка;

- величина ЖЕЛ не изменяется - хорошая оценка;

- величина ЖЕЛ снижается на величину до 300 мл - удовлетворительная оценка;

- величина ЖЕЛ снижается более чем на 300 мл - неудовлетворительная оценка.

9.2.Проба Шафранского заключается в определении ЖЕЛ до и после стандартной физической нагрузки. В качестве последней используются подъемы на ступеньку (22,5 см высоты) в течение 6 мин в темпе 16 шаг/мин. В норме ЖЕЛ практически не изменяется. При снижении функциональных возможностей системы внешнего дыхания значения ЖЕЛ уменьшаются более чем на 300 мл.

9.3. Гипоксические пробы дают возможность оценить адаптацию человека к гипоксии и гипоксемии.

9.3.1.Проба Генча - регистрация времени задержки дыхания после максимального выдоха. Исследуемому предлагают сделать глубокий вдох, затем максимальный выдох. Исследуемый задерживает дыхание при зажатом носе и рте. Регистрируется время задержки дыхания между вдохом и выдохом.

В норме величина пробы Генчи у здоровых мужчин и женщин составляет 20-40 с и для спортсменов – 40-60 с.

9.3.2.Проба Штанге - регистрируется время задержки дыхания при глубоком вдохе. Исследуемому предлагают сделать вдох, выдох, а затем вдох на уровне 85-95% от максимального. Закрывают рот, зажимают нос. После выдоха регистрируют время задержки.

Средние величины пробы Штанге для женщин – 35-45 с для мужчин – 50-60 с, для спортсменок – 45-55 с и более, для спортсменов - 65-75 с и более.

9.3.3.Проба Штанге с гипервентиляцией

После гипервентиляции (для женщин - 30 с, для мужчин - 45 с) производится задержка дыхания на глубоком вдохе. Время произвольной задержки дыхания в норме возрастает в 1,5-2,0 раза (в среднем значения для мужчин – 130-150 с, для женщин – 90-110 с).

9.3.4.Проба Штанге с физической нагрузкой.

После выполнения пробы Штанге в покое выполняется нагрузка - 20 приседаний за 30 с. После окончания физической нагрузки тотчас же проводится повторная проба Штанге. Время повторной пробы сокращается в 1,5-2,0 раза.

По величине показателя пробы Генчи можно косвенно судить об уровне обменных процессов, степени адаптации дыхательного центра к гипоксии и гипоксемии и состояния левого желудочка сердца.

Лица, имеющие высокие показатели гипоксемических проб, лучше переносят физические нагрузки. В процессе тренировки, особенно в условиях среднегорья, эти показатели увеличиваются.

У детей показатели гипоксемических проб ниже, чем у взрослых.

10. Кардиореспираторная система определяет физическую работоспособность, ее состояние, поскольку обычные физические нагрузки имеют аэробный характер и зависят от функционирования системы транспорта кислорода. С другой стороны, распространенность заболеваний сердечно-сосудистой системы диктует приоритетную необходимость ее изучения. Поэтому при массовых, диспансерных профилактических осмотрах оценка аэробной мощности организма становится обязательной процедурой.

Интегральным показателем аэробной мощности является максимальное потребление кислорода (МПК), объем которого человек способен усвоить в течение одной минуты. Аэробная мощность обуславливает основное качество физической работоспособности - общую выносливость, характеризующую навыки выполнения длительных больших физических нагрузок (бег на большие расстояния, маршевые переходы, переноска тяжестей и т.п.), которые порой обеспечивают возможность выполнения боевой задачи.

При исследовании физической работоспособности человека применяют дозированные мышечные нагрузки с помощью ступенек или велоэргометра. Суждение о функциональном состоянии делается на основании соотношения выполненной работы и частоты сердечных сокращений (ЧСС), восстановления пульса после нагрузки. Информативным критерием является ЧСС, связанная линейной зависимостью с интенсивностью выполняемой физической работы. Увеличение ЧСС до 180 уд/мин свидетельствует о достижении пределов физической работоспособности (критическая частота пульса). Частота пульса при возрастании физической нагрузки является лимитом и резервом физической компенсации. Линейная зависимость между ЧСС, количеством выполняемой работы и потреблением кислорода позволила разработать и широко внедрить относительно простые методы и критерии оценки аэробной мощности организма, к числу которых относится PWC₁₇₀ (physical work capacity) - объем физической работоспособности.

При определении физической работоспособности по тесту PWC₁₇₀ для здоровых людей (мужчин) рекомендуется выполнение двух нагрузок на ступеньках различной высоты (25 см и 40 см) или на велоэргометре мощностью 300 и 600 Вт. Обе нагрузки выполняются в течение 3-х минут с целью стабилизации частоты пульса. Физическая работоспособность в относительных величинах вычисляется по формуле:

PWC170 = N1 + (N2 - N1) •	170 - 1
	2 - 1

где: PWC₁₇₀ - физическая работоспособность при частоте сердечных сокращений 170 уд/мин; N₁ и N₂ - нагрузка заданной мощности, высота ступеней, м; ₁ и ₂ - частота сердечных сокращений (уд/мин) после выполнения вышеуказанных нагрузок.

Частоту пульса подсчитывают тотчас после окончания работы. Необходимо помнить, что пульс 170 уд/мин для молодых людей составляет около 87% от его максимального значения. При увеличении мощности нагрузки на 100 кгм/мин (5 см) частота сердечных сокращений у мужчин возрастает примерно на 8-12 уд/мин. Исходя из этого, можно определить мощность второй нагрузки при пробе PWC₁₇₀.

Оценка физической работоспособности по данным пробы PWC₁₇₀ ведется по пятибалльной шкале.

Физическая работоспособность (кгм/мин) по данным пробы PWC170 у мужчин разного возраста

Возраст	Баллы
	1	2	3	4	5
20-29	<699	700-849	850-1149	1150-1299	>1300
30-39	<599	600-749	750-1049	1050-1199	>1200
40-49	<499	500-649	650-949	950-1099	>1100
50-59	<399	400-549	550-849	850-999	>1000

  Во время массовых исследований в качестве нагрузки используют подъем на ступеньки высотой 25 и 33 см. Последовательность нагрузки такова: сначала производят 2 мин. восхождение на ступеньку в 25 см при темпе 30 подъемов/мин; затем 2 мин. отдыха и вновь 2 мин. подъема на ступеньку 33 см в том же темпе.

Мощность первой и второй нагрузок определяют раздельно по формуле:

N = 1,33 • Р • Н • n, где N - мощность работы, кгм/мин; Р - масса испытуемого, кг; Н - высота ступеньки, м; n - число подъемов за 1 мин.; 1,33 - коэффициент, учитывающий работу на спуск.

Затем на основании подсчета пульса после первой и второй нагрузок определяют по формуле физическую работоспособность. Расчет МПК проводят после вычисления значения PWC₁₇₀. Существование высокой корреляции между этой величиной и МПК позволяет значение последнего вычислить по формуле: МПК = 1,7 • PWC₁₇₀ + 1240. Для тренированных мужчин, занимающихся спортом, или спортсменов указанная формула имеет вид: МПК = 2,2 PWC₁₇₀ + 1070. МПК для нетренированного человека (мужчины) составляет 2,83-3,03 л/мин (при s = 0,40-0,46). При оценке физической работоспособности человека ее величину можно выражать различными единицами: килограммометрами, килокалориями, ваттами и др. Для оценки физической работоспособности (ФР) может быть использована одна физическая нагрузка. В этом случае оценку проводят по сдвигу частоты сердечных сокращений относительно ее уровня в покое. Основанием для такого метода служит существование линейной зависимости между мощностью (N) работы в среднем диапазоне и частотой сердцебиений в интервале 120-170 уд/мин. Метод можно использовать в тех случаях, когда частота сердечных сокращений при нагрузке будет ниже 130 уд/мин. Тогда:

ФР170 =	N	• (170 - ЧССпокоя)
	ЧССнагр - ЧССпокоя

Полученные результаты ФР₁₇₀ можно сравнить с данными табл. 1.1.

За последнее время получило широкое распространение определение максимальной аэробной способности человека (АСmax). Это один из наиболее валидных физиологических показателей функциональных возможностей кардиореспираторной системы при выполнении физической работы. Для ее определения у испытуемого регистрируют частоту сердечных сокращений (ЧСС) и потребление кислорода (ПК) в покое (в положении стоя) и при двух нагрузках возрастающей мощности.

Полученные данные наносят на график (ЧСС по ординате, ПК - по абсциссе). Затем определяют максимальную частоту сердечных сокращений по формуле:

ЧСС_max = 190 – (В – 25) • 0,62,

где В - возраст в годах.

Опустив из точки максимальной величины сердечных сокращений перпендикуляр до пересечения с полученной ранее прямой, находят точку на оси ординат, отражающую среднюю аэробную способность испытуемого.

Поскольку с возрастом значение максимальной частоты сердечных сокращений уменьшается, то для ее коррекции используют формулы:

f_maxмин^-1 = 210 - 0,8В (в годах) или f_maxмин^-1 = 220 - В (возраст в годах).

Для коррекции величины V0₂max в соответствии с возрастом пользуются следующими коэффициентами.

Возраст, лет	25	35	40	45	50	55	60	65
Поправочный коэфициент	1,00	0,87	0,83	0,78	0,75	0,71	0,68	0,65

  В качестве показателя работоспособности человека при физических нагрузках, наряду с МПК и PWC₁₇₀, используется так называемый ватт-пульс, хорошо коррелирующий с двумя вышеназванными показателями. Ватт-пульс представляет отношение мощности выполняемой работы к частоте сердечных сокращений на последней минуте нагрузочного теста. Для легкой работы ватт-пульс/мин составляет 1,21-0,18; для умеренной - 1,34-0,20; для тяжелой - 1,40-0,17.

Таким образом, с помощью нагрузочных проб по показателю отношения ЧСС к величине выполняемой физической работы оценивается функциональное состояние кардиореспираторной системы, возможность выполнения военнослужащим тяжелой и напряженной работы, его общая выносливость. Снижение показателей кардиореспираторной системы отражает степень некомпенсированного утомления и переутомления, что при значительной распространенности в воинском коллективе является основанием для решения вопроса о его боеспособности и целесообразности дальнейшего боевого использования.