Визначення максимального споживання кисню

Споживання кисню – сумарний показник, який відображає функціональний стан серцево-судинної та дихальної систем. Значення цього показника в фізіологічній та клінічній практиці особливо велике, тому що є достатні можливості його прямого та непрямого визначення. При зростанні інтенсивності обмінних процесів під час фізичного навантаження необхідне значне збільшення споживання кисню. Це вимагає підвищення функції серцево-судинної та дихальної системи. Споживання кисню зростає пропорційно збільшенню навантаження, але виникає межа, при якій подальше збільшення навантаження не супроводжується збільшенням споживання кисню. Цей рівень називається максимальним споживанням кисню (МСК).

Максимальне споживання кисню – це кількість кисню споживана обстежуваним протягом 1 хв. в умовах, коли подальше збільшення інтенсивності навантаження вже не викликає приросту споживання кисню. Для визначення даного показника використовують прямі й непрямі методи.

Дослідження МСК прямими методами ґрунтується на аналізі видихуваного повітря за допомогою газоаналізаторів. Дані методи передбачають виконання максимальних фізичних навантажень, тому є досить складною, виснажливою й небезпечною процедурою і можуть проводитись лише в лабораторних умовах.

Непрямі методи визначення МСК засновані на існуючій лінійній залежності між потужністю навантаження та ЧСС або споживанням кисню. Вони передбачають виконання субмаксимальних навантажень, за результатами яких величина МСК визначення за допомогою розрахунків, графіків або таблиць. Найбільш поширеними непрямими методами визначення МСК є метод Астранда та розрахунок за величиною PWC₁₇₀.

Метод Астранда. Для розрахунку МСК за номограмою Астранда необхідно знати ЧСС після субмаксимального навантаження та масу тіла досліджуваного.

Методика проведення: Дозоване субмаксимальне навантаження обстежуваний виконує на велоергометрі або здійснює сходження на сходинку висотою 40 см для чоловіків і 33 см для жінок протягом 5 хв. (не менше). Частота сходження – один рух на один удар метронома, який налаштований на 90 уд./хв. Для велоергометричного дослідження підбирають таке навантаження, щоб в кінці навантаження ЧСС досягала рівня між 120 і 170 уд./хв.

Визначення МСК за номограмою Астранда (рис. 4.4) здійснюється наступним чином: спочатку на шкалі «степ-тест» знаходять точку, яка відповідає масі досліджуваного, цю точку з’єднують горизонтально зі шкалою споживання кисню. На місці пересічення знаходять величину фактичного споживання кисню. Цю точку, в свою чергу, з’єднують прямою лінією із зареєстрованою в досліді ЧСС на лівій шкалі «частота пульсу». Точка перетину останньої лінії зі шкалою «V0₂ max» вкаже на величину МСК. Користуючись замість шкали «степ-тест» шкалою «велоергометричне навантаження», обчислюють показники МСК за умови використання велоергометра.

Рис. 4.4. Номограма Астранда для розрахунку МСК (пояснення в тексті)

Розрахунок МСК за величиною PWC₁₇₀. Розрахувати МСК за величиною показника PWC₁₇₀ можливо за формулами 7 і 8:

МСК = 2,2 х PWC₁₇₀ + 1070 (для спортсменів I розряду і вище) (7)

МСК = 1,7 х PWC₁₇₀ + 1240 (для спортсменів II-III розряду та осіб, (8)

які не займаються спортом)

де МСК виражається в мл/хв, а РWC₁₇₀ – в кгм/хв.

МСК визначається в л/хв. або мл/хв. Проте, абсолютні значення МСК не можуть бути використані для порівняння працездатності різних спортсменів, оскільки споживання кисню більшою мірою залежить від маси тіла. Тому для оцінки більш доцільно застосовувати відносне значення, яке одержують шляхом ділення величини МСК на масу тіла у кг (мл/хв./кг). Середні величини МСК у осіб, які не займаються спортом, наведені в таблиці 4.10.

Таблиця 4.10

Середні величини МСК у осіб, які не займаються спортом

Чоловіки		Жінки
Вік (років)	МСК, мл/хв/кг	Вік (років)	МСК, мл/хв/кг
20-29	44-51	20-29	35-43
30-39	40-47	30-39	34-41
40-49	36-43	40-49	32-40
50-59	32-39	50-65	29-36
60-69	27-35

Приблизно величину МСК можна розрахувати за формулою (9), яку запропонував Ж. Шеррер (1976):

мл/(хв · кг) (9)

Оцінка: Величина МСК залежить від виду вправ, маси задіяних у рух м’язів та функціонального стану організму. У чоловіків, які не займаються спортом, величини МСК знаходяться в межах 30-50 мл/хв/кг, а у жінок – 30-45 мл/хв/кг. У спортсменів величини МСК значно більші. Найвищі показники спостерігаються у лижників, бігунів-стайерів, велосипедистів, веслярів та інших спортсменів екстракласу, в тренувальному процесі яких розвивається якість витривалості. В них відносне споживання кисню досягає 80 мл/хв./кг і більше. При виконанні ними тренувального або змагального навантаження до роботи залучаються великі м’язові групи, які максимально навантажують систему транспорту кисню.

МСК залежить від генетичних чинників і визначається віком, статтю й статурою. Хлопчики і дівчатка раннього дитячого віку по МСК не розрізняються. У підлітковому віці цей показник більший у хлопчиків. Найвищий рівень МСК відмічений у дівчат віком 14-16 років і у юнаків 18-20 років. У дитинстві приріст споживання кисню йде паралельно збільшенню маси і довжини тіла. Зниження МСК у чоловіків починається з 25-30-річного віку і в 65 років зменшується приблизно на одну третину. У жінок величини МСК частіше не змінюються до 50 років, а потім зменшуються в тому ж темпі, що і у чоловіків. На величини МСК впливають зміни навколишнього середовища (температура, вологість) й відхилення у стані здоров’я.

Фізичні тренування впливають на зростання МСК по-різному. Величину відносного приросту МСК визначають, враховуючи, перш за все, його початковий рівень, режим і спрямованість тренувального процесу на розвиток тих або інших фізичних якостей. Чим вищий початковий рівень МСК, тим нижчий його можливий приріст у процесі тренування. В залежності від тренованих фізичних якостей і режиму тренувань, приріст МСК за середніми даними складає 40%, а за індивідуальними даними – 100%. У спортсменів протягом одного спортивного сезону коливання величин МСК не перевищують 15%.

Слід також зазначити, що за величинами РWC₁₇₀ і МСК, крім функціональних здібностей, можна визначати також клас працездатності (тобто професійну придатність) та групу інвалідності (придатність до трудової діяльності).

Визначення МСК має велике значення у спорті і, перш за все, при первинному відборі дітей для занять у видах спорту, розвиваючих якість витривалості. Крім того, цей показник є критерієм ефективності різних методів тренування, який дозволяє прогнозувати результати змагань. Всесвітня організація охорони здоров’я рекомендує визначення МСК як один з найнадійніших методів оцінки дієздатності людини.

Питання для самоконтролю:

1. Дайте визначення загальної фізичної працездатності, аеробної продуктивності та толерантності до фізичних навантажень.

2. Назвіть особливості функціональних проб на зусилля (навантажувальних тестів).

3. Які існують показання та протипоказання для призначення навантажувальних тестів і стани, що потребують особливої уваги при тестуванні?

4. Які основні правила та умови проведення навантажувального тестування?

5. Перерахуйте види і початкову величину навантажень при проведенні навантажувальних тестів.

6. Назвіть клінічні та функціональні ознаки порогу толерантності до фізичних навантажень.

7. В чому різниця між прямими та непрямими методами визначення фізичної працездатності?

8. В чому полягає методика проведення та принципи розрахунку фізичної працездатності при виконанні тесту PWC₁₇₀ (при велоергометрії та степергометрії)?

9. Що таке тест Наваккі, яка методика його проведення та оцінка результатів тестування?

10. Коли застосовується тест Руф’є, яка методика його проведення та оцінка результатів?

11. Суть Гарвардського степ-тесту, методика його проведення та оцінка результатів?

12. Суть тестів Купера, методика їх проведення та оцінка отриманих результатів?

13. Що таке максимальне споживання кисню? Яким чином даний показник впливає на стан здоров’я?

14. Як розрахувати показник МСК за номограмою Астранда та за величиною PWC_170.?

Тестові завдання:

1. Абсолютним протипоказанням до проведення навантажувального тестування є:

A. Коронарна недостатність із частими нападами стенокардії

B. Серцева недостатність І а ст.

C. Поодинокі екстрасистоли

D. Артеріальна гіпертензія з артеріальним тиском 150/100 мм рт. ст.

E. Ожиріння ІІ ступеню

2. Фізіологічною передумовою для тесту PWC₁₇₀ є:

A. Зворотньопропорційна залежність між потужністю навантаження й ЧСС

B. Безперервне збільшення ЧСС у процесі виконання тестового навантаження

C. Досягнення ЧСС максимально припустимої величини

D. Стабілізація ЧСС при виконанні навантаження

E. Прямопропорційна залежність між потужністю навантаження й ЧСС

3. Функціональною ознакою досягнення порога толерантності до фізичних навантажень є:

A. Зниження ЧСС в момент виконання навантаження

B. Підвищення систолічного АТ до 180 мм рт.ст.

C. Підвищення ЧСС до 160 уд./хв.

D. Зниження діастолічного АТ до 55 мм рт.ст.

E. Синусова аритмія

4. Показаннями до проведення навантажувального тестування в клініці є всі, крім одного:

A. Оцінка функціонального стану й функціональних можливостей організму

B. Вибір і корекція рухового режиму

C. Диференціальна діагностика захворювань опорно-рухового апарата

D. Оптимізація індивідуальних програм фізичної реабілітації й оцінка їхньої ефективності

E. Визначення придатності до трудової діяльності

5. Клінічною ознакою досягнення порога толерантності до фізичних навантажень є:

A. Прискорене та глибоке дихання

B. Поява болю за грудиною

С. Підвищена пітливість

D. Помірна гіперемія обличчя

E. Підвищення ЧСС на 80% від вихідного рівня

(Правильні відповіді: 1 – А, 2 – E , 3 – А, 4 – С, 5 – В ).

Розділ 5

ПЕРЕДПАТОЛОГІЧНІ ТА ПАТОЛОГІЧНІ СТАНИ, ЯКІ ВИНИКАЮТЬ ПРИ НЕРАЦІОНАЛЬНИХ ЗАНЯТТЯХ ФІЗИЧНОЮ КУЛЬТУРОЮ

ТА СПОРТОМ