276

Мощность нагрузки вычисляется по формуле: М=ДОО×К, где М – мощность нагрузки (Вт); К – коэффициент, учитывающий степень физической подготовленности и состояние здоровья обследуемого. Для практически здоровых мужчин К = 0,1, у женщин – 0,07. Продолжительность пробы 3-5 минут. Тест предназначен для оценки физической работоспособности.

Преимущества протокола. Наиболее полно учитываются индивидуальные антропометрические, возрастные и половые различия, что повышает чувствительность теста при использовании в диагностических целях, минимизируется время обследования. За счет более «жесткой» нагрузки не успевают включиться компенсаторные механизмы – феномен

«прохождения через боль». При этом увеличивается вероятность

«положительного» результата тестирования, но и развития осложнений.

С учетом описанных ограничений ориентировочно оценить физическое состояние при проведении данного протокола возможно с использованием номограммы Астранда. Кроме того, дозирование нагрузки по должному основному обмену может быть использовано и при проведении сложных протоколов нагрузочного тестирования, требующих расчета первичной нагрузки. При этом антропометрические, возрастные и половые различия

«устраняются» уже на этапе первичного выбора мощности нагрузки.

Косвенная оценка максимального потребления кислорода по достигнутой частоте сердечных сокращений с использованием регрессионных пересчетов является весьма приблизительной. При отсутствии прямого газоанализа с существенно меньшей погрешностью физическое состояние определяется исходя из достигнутой ЧСС или по расчету доли ЧСС от максимальной возрастной. При этом меньшее значение этих показателей при одной и той же мощности нагрузки, соответствует большему уровню – физической работоспособности. Оценка физического состояния с учетом достигнутой частоты сердечных сокращений без

11

экстраполяции на максимальное потребление кислорода, не требует условных приближений и потому более корректна.

Тест PWC170 предложен в 1947 году (T. Sjostrand) и модифицирован

(В. Карпман) в 1969 [4, 7, 8, 82]. В 1968 году рекомендован Всемирной организацией здравоохранения для определения физического развития. В

настоящее время используется при обследовании спортсменов, а также граждан с недостаточностью питания, исполняющих воинскую обязанность

[19]. Физическая работоспособность в пробе выражается в единицах мощности нагрузки (кГм/мин), при которой частота сердечных сокращений достигает 170 уд/мин. Выбор указанной частоты сердечных сокращений,

обусловлен, во-первых, началом зоны оптимального функционирования кардиореспираторной системы; во-вторых, границей линейной зависимости между ЧСС и мощностью выполняемой нагрузки.

Методика проведения теста. В оригинальном варианте (Каролинский университет, Швеция) испытуемый выполнял на велоэргометре непрерывную, ступенчато возрастающую нагрузку (длительность ступени 6

мин) до тех пор, пока ЧСС не достигала 170 уд/мин. Данный протокол был обременительным для испытуемого и занимал много времени. В дальнейшем прямое определение мощности нагрузки при ЧСС 170 уд/мин заменялось экстраполяцией, что позволяло рассчитывать PWC170 при меньших значениях ЧСС. Методика теста PWC170 в модификации В.Л. Карпмана имеет свои особенности. Испытуемому предлагается последовательно выполнить двухступенчатую (по 5 мин.) нагрузку умеренной интенсивности,

разделенную 3-минутным интервалом отдыха, при этом мощность второй ступени должна преобладать над первой. На последней минуте (за 30 сек.)

каждой ступени определяется ЧСС. Затем в прямоугольной системе координат откладываются точки, соответствующие нагрузке и ЧСС при работе на обеих ступенях. Учитывая, что между ЧСС (ось ОХ) и мощностью нагрузки (ОY) имеется линейная зависимость, через аргумент

12

горизонтальной оси, соответствующий 170 уд/мин восстанавливается перпендикуляр к прямой соединяющей экспериментальные точки.

Мощность нагрузки в точке пересечения с экспериментальной прямой соответствует PWC170. Погрешности графических построений преодолены в

1969 году, когда была предложена формула расчета PWC170 [6]. Выявленная у спортсменов различных специализаций в возрасте от 18 до 30 лет зависимость между достигнутой ЧСС и мощностью перенесенной нагрузки описана линейным уравнением: f = 0.056W + 84, где f – ЧСС (уд/мин), W –

мощность нагрузки (кГм/мин). При этом прямой участок зависимости f от W

заканчивался при ЧСС, близкой к 170 уд/мин.

Физическая работоспособность рассчитывалась по формуле: PWC170 =

W1 + (W2 - W1)((170 - f1)/(f2 - f1)), где W1, W2 – мощности 1, 2 ступеней

(кГм/мин), а f1, f2 – ЧСС в конце 1, 2 ступеней (уд/мин) соответственно.

Мощности 1 и 2 ступеней нагрузки устанавливаются по таблицам: в

зависимости от массы тела и спортивной специализации, во-первых; и исходя из мощности и ЧСС на 1-й ступени нагрузки, во-вторых. При этом указанные мощности должны существенно различаться, а разница по ЧСС в конце каждой ступени должна составлять не менее 40 уд/мин. Оптимальный вариант – когда ЧСС на 2-й ступени достигает уровня близкого к 170 уд/мин.

Корреляционный анализ выявил у спортсменов высокую положительную связь PWC170 с МПК (r=0.905), объемом сердца (r=0.62;

р<0.005), максимальным (r=0.851; р<0.001) и стандартным (при нагрузке

100Вт) ударным объемом (r=0.61; р<0.001) [1].

Определенные у спортсменов корреляционные зависимости послужили основой для создания математических формул, многие годы, применявшиеся как в спортивной медицине, так и в клинике для определения МПК и расчета параметров центральной гемодинамики.

Физическое развитие оценивают путем сравнения индивидуальных показателей PWC170 с нормальными показателями для той или иной популяции или группы.

13

Основные ошибки интерпретации связаны с некорректным переносом и сравнением значений PWC170 спортсменов, с данными практически здоровых, но нетренированных групп, пожилых людей и тем более больных.

Кроме того, индивидуальные колебания показателя, связанные с антропометрическими особенностями, половыми различиями, влиянием возраста, наследственности, повседневного уровня физической активности вообще не принимаются во внимание и соответственно не учитываются [11].

При обследовании больных, а также декретированных групп (пожилые,

дети, женщины и пр.) применять тест PWC170 без предварительной отработки нормативов для конкретной популяции не представляется возможным.

У протокола PWC170 есть ряд принципиальных недостатков [11].

Вызывает сомнения корректность и физиологический смысл величины ЧСС

170 уд/мин. В частности, у спортсменов, тренирующих выносливость даже при нагрузке «до отказа» часто не удается достичь пульса 170 уд/мин. Данная частота у пациентов с синдромом слабости или дисфункции синусового узла также не может иметь правильной интерпретации. Физическая работоспособность подростка, который, при относительно небольшой мощности нагрузки достигает ЧСС 170 уд/мин и без особых усилий продолжает тестирование также не может быть адекватно установлена. В

этой связи возникает вопрос необходимости использования методов экстраполяции, для расчета мощности нагрузки по вероятной ЧСС, если это можно сделать напрямую, по крайней мере, для практически здоровых лиц.

При этом если достичь заданного уровня ЧСС не удается, значит, у

обследуемого величина PWC170 лишена физиологического смысла.

У людей старше 50 лет ЧСС 170 уд/мин часто не может быть достигнута по возрасту – следовательно, и определение работоспособности при такой ЧСС невозможно. Оценка данного качества по показателю

PWC150 также бессмысленна, так как указанная ЧСС у этих людей достижима напрямую.

14

Принципиальные неточности в формуле определения максимального потребления кислорода: МПК= 1.7PWC170(AF) + 1240, связаны с косвенным определением МПК по формуле Dobeln.

Таким образом, определение физической работоспособности с помощью теста PWC имея важное достоинство – хорошую проработку,

обширный фактический материал, обладает существенным рядом недостатков – дефекты физиологического обоснования, многочисленные допущения, экстраполяции, косвенные методики расчета получаемых показателей, неопределенность дальнейшего использования результатов. Все это накладывает серьезные ограничения на его применение.

Трехступенчатый тест («Шведский» протокол) по Sjostrand

В 1969 году Sjostrand [82] предложил тест, который по числу ступеней нагрузки назвали «трехступенчатым», а по месту разработки: Каролинский университет Стокгольм – Шведским. Тест предназначен для определения физического развития. При выборе мощности нагрузки устранен ряд недостатков PWC170. В частности, мощность нагрузки устанавливалась с учетом возраста, массы тела и пола обследуемого. Введена 3-я ступень нагрузки, чтобы при определении максимального потребления кислорода методом экстраполяции уменьшить значимость 1-й ступени – снизить психовегетативные влияния на результаты тестирования.

Тест хорошо проработан, зависимость между ЧСС и МПК выводится по результатам прямого газоанализа. При выборе значения мощности 1-й

ступени нагрузки учтено физическое состояние обследуемого. Человеку,

занимающемуся физическим трудом или регулярно выполняющему физические упражнения, мощность нагрузки устанавливается по верхней границе указанного диапазона.

15

1.2.Многоступенчатая нагрузка

Взависимости от физического состояния обследуемого, особенностей физического развития, пола, возраста выбирается один из вариантов протокола: непрерывно возрастающая многоступенчатая нагрузка,

возрастающая многоступенчатая нагрузка с периодами отдыха. В первом случае нагрузка увеличивается каждые 3-5 минут на установленную величину. Для практически здоровых мужчин она составляет 50 Вт. При необходимости число ступеней протокола: 50-100-150-200 Вт может быть увеличено. Для физически ослабленных лиц применяется более мягкий протокол: 25-50-75-100 Вт. Возможные варианты: 30-60-90-120 и подобные не имеют принципиальной разницы. Существенным для настоящего протокола является определение стартовой (пороговой) мощности и достижение на каждой ступени «устойчивого состояния», при общей длительности нагрузочного периода 8-12 минут.

Возрастающая многоступенчатая нагрузка с периодами отдыха используется при необходимости проведения диагностических измерений между ступенями, высокой вероятности отсроченных реакций или при недостаточной опытности врача в интересах безопасности пациента.

В зависимости от целей тестирования протокол может выполняться как максимальная или субмаксимальная нагрузочная проба [12]. Первая предназначена для выявления ранних признаков ИБС и уточнения состояния физической работоспособности практически здоровых людей, при обследовании спортсменов, профессиональном отборе на работу,

требующую здоровья и высокой физической работоспособности [21].

Диагностическая максимальная нагрузочная проба показана практически здоровым людям или лицам с сохранной физической работоспособностью, но имеющим какие-либо отклонения, заставляющие предположить наличие у них ранних проявлений ишемической болезни сердца или других заболеваний.

16

Стандартный протокол включает ступенчатую (по 3 мин.) нагрузку: 50- 100-150-200 Вт и так далее до появления критериев прекращения пробы.

Субмаксималъная проба прекращается при достижении ЧСС (75-85% от максимальной). Ее протокол: 25-50-75 и так далее при длительности каждой ступени 3-5 минут для достижения «устойчивого состояния» – более

«мягкий».

Ramp-протокол

В связи с тем, что протоколы, в ходе которых используются большие,

неравные инкременты нагрузки, нарушающие линейные отношения между потреблением кислорода и ЧСС, не позволяют корректно оценить динамику процесса, влияют на диагностическую ценность полученного результата,

появилась необходимость альтернативных подходов.

Ramp-протокол, предполагающий приращение нагрузки с «малым шагом» (10-30 Вт) через небольшой промежуток времени (1-2 мин) лишен этих недостатков. При этом достижения «устойчивого состояния» не требуется, а общая продолжительность нагрузочного периода не должна превышать 12 минут. Основное назначение ramp-протоколов – точное определение пороговой мощности нагрузки, энергетической стоимости работы (МПК, МЕТ), функционального состояния сердечно-сосудистой системы, эффективности проводимых лечебно-восстановительных мероприятий [11, 69, 72]. Настоящий тест, изначально предложенный для циклического эргометра в дальнейшем адаптированный для тредмилла – наиболее перспективен для дальнейшего развития [11, 43, 59].

Дозирование нагрузки по метаболическому эквиваленту (МЕТ)

Настоящий протокол подразумевает дозирование нагрузки, исходя из ее метаболической стоимости. Данный подход может быть использован и при проведении эргометрии по ramp-протоколу.

Использование МЕТ позволяет при достижении порогового или предельного уровня нагрузки непосредственно оценить функциональный класс пациента а, используя таблицы расхода энергии по видам деятельности

17

– дать рекомендации по режиму двигательной активности. Исходя из МЕТ,

рассчитывается и расход калорий. Калории/мин = (МЕТ × 3.5 × Масса тела

(кг)) / 200. Существенным недостатком может являться лишь косвенный расчет МЕТ (по таблицам исходя из массы, пола и возраста; или уровню МПК – мл/кг/3.5). Определение МЕТ путем газового анализа существенно увеличит ценность метода [11].

Многоступенчатый 20-метровый челночный тест для аэробных способностей

Идея тестирования двигательных способностей с помощью ступенчатого увеличения скорости бега по дистанции с нарастающим темпом первоначально была разработана в Университете Монреаля. Для этого применялся бег по дорожке длиной 400 м с начальной скоростью 8 км/ч и увеличивалась вслед за звуковыми сигналами каждые две минуты. В статье

Léger and Lambert (1982) был описан протокол двухминутных этапов или уровней [66].

В последующем для увеличения организационной доступности длину отрезков сократили до 20 метров, что способствовало уменьшению требуемого пространства и возможности проводить испытания в помещении для исключения влияния фактора окружающей среды. Тест был повторно опубликован в Европейском журнале прикладной физиологии в 1988 году в его нынешнем виде с начальной скоростью 8,5 км/ч и минутными этапами под названием «многоступенчатый 20-метровый челночный тест для аэробных способностей» [64].

Многоступенчатый 20-метровый челночный тест для аэробных способностей, иначе известный как beep test – это непрерывный субмаксимальный тест, который стал наиболее признанным инструментом для измерения аэробной мощности [45]. Это чрезвычайно простой тест,

который не требует значительного оборудования, в котором испытуемые пробегают серию отрезков непрерывно до волевого истощения.

18

Испытуемые выполняют непрерывные разнонаправленные пробеги на

20 м, с задачей достичь противоположного конца отрезка 20 м до следующего звукового сигнала. Время между записанными звуковыми сигналами уменьшается с каждой минутой, заставляя испытуемых увеличивать свою скорость бега. Именно это увеличение скорости отражает увеличение интенсивности.

Существуют многочисленные варианты этого теста, но наиболее часто используемый протокол имеет начальную скорость бега 8,5 км/ч и увеличивает скорость на 0,5 км/ч каждую минуту после этого.

Поскольку тест направлен в основном на измерение аэробной силы, он типично используется в видах спорта, имеющих высокие аэробные требования – футбол, баскетбол, регби и других.

Также широкое распространите тест получил в других видах деятельности, в том числе профессиональной и служебной.

Тестирование проводится на площадке с нескользкой поверхностью,

защищенной от влияния различных типов погоды, длиной не менее 25

метров и шириной, соответствующей количеству испытуемых.

Необходимое оборудование: маркировочные конусы, измерительная лента (≥20 м), аудиозапись в соответствии с протоколом теста, а также средство воспроизведения со звукоусилением.

Тест состоит из 23 уровней, каждый уровень длится примерно 1

минуту. Начальная скорость составляет 8,5 км/ч и увеличивается на 0,5 км/ч

на каждом последующем уровне (Таблица 1). Переход от одного уровня к другому тремя быстрыми звуковыми сигналами. Испытуемым засчитывается наивысший уровень, характеризующий их способность пробегать отрезки синхронно с сигналами; если тестируемый не делает следующий интервал,

последний уровень, который они завершили, является их окончательным счетом.

19

Таблица 1.

Протокол выполнения

многоступенчатого 20-метрового челночного теста аэробных способностей

Процедура испытания. Участники начинают тест со стартовой линии.

По сигналу испытуемые выполняют двунаправленное преодоление отрезков длинной 20 метров. Пробегание отрезков синхронизируются с предварительно записанными звуковыми сигналами через заданные

20