СПОСОБ КОНТРОЛЯ ОПТИМАЛЬНОЙ ФИЗИЧЕСКОЙ НАГРУЗКИ ДЕТЯМ 6 - 10 ЛЕТ Российский патент 1998 года по МПК A61B5/205 

Изобретение относится к физиологии человека и может быть использовано в практике лечебно-профилактических и санаторно-курортных учреждениях, врачебно-физкультурных диспансерах и центрах охраны здоровья, центрах реабилитации, образовательных учреждениях при проведении скрининг-тестирования, в физкультурно-оздоровительных клубах и ассоциациях с целью определения неспецифической резистентности детей 6-10 лет и выбора режима физической нагрузки.

Оценка иммунного статуса человека является одной из актуальных задач прикладной иммунологии, решение которой необходимо в связи с ориентацией здравоохранения на всеобщую диспансеризацию и выявление групп риска (см. Петров Р.В., Орадовская И.В.// Методология, ориентация и итоги массовых иммунологических обследований. - М.,Ангарск, 1987 - с.21-24).

Использование функциональных нагрузок при проведении скринингтестирования детей позволяет изучить адаптационные возможности организма и систем жизнеобеспечения в зависимости от их функциональных резервов. Определение же последнего невозможно без определения нагрузочных проб. Необходимость разработки системы оценки проб вытекает из сформулированной Петровым Р.В. концепции мобилей, предусматривающей наличие в системе иммунитета динамического уравновешивания входящих в ее состав компонентов, поэтому одним из наиболее важных вопросов подлежащих решению является выбор адекватного раздражителя, который можно использовать в качестве зонда системы иммунитета при осуществлении иммунологического скрининга. Опыт, накопленный в общей адаптологии свидетельствует о том, что наиболее оптимальным раздражителем является мышечная нагрузка (см. Физиология адаптационного процесса. -М., 1986), т.к. данное воздействие на организм физиологично, доступно, легковоспроизводимо и дозируемо, экономично по времени и средствам.

Известен способ определения реакции организма на дозированную мышечную нагрузку разработанный в Гарвардском университете в США (Бруа Дилл) в 1942 г., который заключается в том, что в степ-тесте физическая нагрузка задается в виде восхождения на ступеньку с частотой 30 в 1 мин. Каждый подъем выполняется на 4 счета (лучше под метроном): раз - одной ногой на скамейку, два - другой; три - одной ногой на пол; четыре - другой. Высота ступеньки и длительность нагрузки зависят от пола и возраста испытуемого (до 9 лет мальчики и девочки - высота ступеньки - 35 см, и продолжительность подъема 2 минуты).

У исследуемого после выполнения физической нагрузки в положении сидя измеряют частоту сердечных сокращений (ЧСС) в интервалах с 1 мин - 1 мин 30 с (P₁), 2 мин - 2 мин 30 с (P₂) и 3 мин - 3 мин 30 с (P₃) восстановительного периода. По продолжительности выполнения работы и ЧСС в восстановительном периоде вычисляют индекс Гарвардского степ-теста (ИГСТ), который позволяет судить о функциональном состоянии сердечно-сосудистой системы и работоспособности организма:

где
t - время восхождения (с).

Недостатками этого способа являются 1) невозможность использовать этот тест для ослабленных и имеющих отклонения в состоянии здоровья детей; 2) значительная вариабельность ЧСС в исходном состоянии у детей младшего школьного возраста, что не позволяет достигнуть должной объективности при использовании данного теста.

Известен также ускоренный метод контроля за реакцией организма на дозированную мышечную нагрузку - вариант теста Руфье предложенный Апанасенко Г. Л. (1988 г.), который заключается в следующем. У испытуемого в положении сидя считают пульс за 15 с (P₁), затем обследуемый выполняет 30 приседаний, выбрасывая руки вперед, за 45 с. После выполнения нагрузки в положении сидя считают пульс в первые 15 с (P₂) и последние 15 с (P₃) первой минуты восстановительного периода. Затем рассчитывают индекс Руфье по формуле:

Недостатками этого способа являются: 1) значительная вариабельность ЧСС в исходном состоянии у детей младшего школьного возраста, что не позволяет достигнуть должной объективности, используя данный тест при контроле.

За прототип нами принят способ контроля физической нагрузки у детей предложенный Сухаревым А.Г. совместно с Симоновой Л.А. (см. Здоровье и физическое воспитание детей и подростков. - М., 1991 г - с.194-197), который заключается в следующем:
1. Определение суточной двигательной активности (СДА)
1.1. Способ анкетирования - общая продолжительность двигательного компонента определяется путем суммирования времени, затраченного на все виды динамической работы в течение суток. Данный показатель приводится в часах за каждые сутки, в среднем за всю неделю, сезон и т.д.

1.2. Хронометражный способ дает возможность получить точную информацию о непрерывной продолжительности конкретного вида деятельности и отдыха, о чередовании физических нагрузок различной интенсивности и отдыха.

1.3 Шагометрия - подсчет локомоций с помощью специальных приборов (механический и электрошагомеры).

2. Первичный забор крови.

3. Каждый исследуемый (независимо от СДА) выполняет велоэргометрическую нагрузку, мощность которой нарастает до "отказа" (дети имеющие противопоказания к занятиям физкультурой в эксперименте участия не принимают).

4. Вторичный забор крови - сразу после нагрузки.

5. Третий забор крови - на 30^й минуте восстановления.

6. Оценка результатов по уровню активности ферментов:
1) участвующих в окислительно-восстановительных реакциях
- сукцинитдегидрогеназа (СДГ)
- α -глицерофосфатдегидрогеназа (α - ГФДГ)
2) влияющие на повышение активности фагоцитоза
- щелочная фосфатаза (ЩФ)
- миелопероксидаза (МП)
фиксация и окраска препаратов, подсчет активности клеток. При условии увеличения уровня активности ЩФ - на 0,23 усл.ед. - 0,30, МП - на 40 усл.ед. и выше, α - ГФДГ - на 10 усл.ед., отмечалась норма реакции, при условии, уменьшения или увеличения активности указанных ферментов ниже отмеченного - выявлялась патологии.

К недостаткам прототипа следует отнести: 1) сложное определение СДА; 2) работа в эксперименте только со здоровыми детьми, что делает невозможным использование способа при массовых скрининговых обследованиях, создавая фактор риска; 3) значительный расход реактивов, количества крови, необходимого для постановки реакций, времени.

Целью настоящего изобретения является: разработка системы оценки изменений уровня ЩФ в ответ на мышечную деятельность заданного объема и интенсивности не только практически здоровых и занимающихся спортом, но и для ослабленных и имеющих отклонения в состоянии здоровья детей.

В ходе исследований решались следующие задачи:
1. Разработать модель физической нагрузки, адекватности возможностям ослабленных и имеющих отклонения в состоянии здоровья, практически здоровых и занимающихся спортом детей.

2. Разработать систему использования методики определения уровня активности ЩФ при скрининг-тестировании.

3 Определить взаимосвязь между объемом и интенсивностью мышечной нагрузки и реакцией активности ЩФ, и разработать практические рекомендации по оценке и применению в практике.

Сущностью изобретения является определение взаимосвязи между объемом и интенсивностью стандартной физической нагрузки выполняемой детьми 6 - 10 лет и изменениями уровня активности ЩФ в послерабочем состоянии, при этом повышение активности ЩФ на 0,33 - 0,45 усл.ед. от исходного уровня свидетельствуют об адекватной (нормальной) реакции, т.к. она выявлена у практически здоровых детей. Менее выраженное увеличение активности ЩФ (менее 0,33 усл.ед.) было зафиксировано у ослабленных и имеющих отклонения в состоянии здоровья детей, что было расценено как неадекватная реакция. В то же время незначительное увеличение активности ЩФ было определено у детей, занимающихся спортом и практически здоровых, что является результатом недостаточного по мощности воздействия физической нагрузки на организм.

Способ осуществляется следующим образом:
1. У ребенка измеряют пульс (пальпаторно) на 15 сек в положении сидя.

2. Осуществляют забор крови. Кровь получают из безымянного или указательного пальца, самотеком, готовим мазок.

3. Каждый ребенок один из трех вариантов физической нагрузки (в зависимости от диагноза - ослабленный или имеющий отклонения в состоянии здоровья, практически здоровый, занимающийся спортом).

3.1. Нагрузочный тест - обследуемый выполняет 30 приседаний, выбрасывая руки вперед, за 45 с.

3.2. Степ-нагрузка 1 - задается в виде восхождения на ступеньку с частотой 20 в 1 мин. Каждый подъем выполняется на 4 счета: раз - одной ногой на ступеньку, два - другой, три -одной ногой на пол, четыре - другой.

Высота ступеньки - 35 см, продолжительность подъема 2 мин.

3.3. Степ-нагрузка 2 - восхождение на ступеньку с частотой 30 в 1 мин. Высота ступеньки - 35 см, продолжительность подъема 2 мин (только для практически здоровых и занимающихся спортом детей).

4. У исследуемого после выполнения нагрузки в положении сидя измеряют ЧСС.

5. Вторичный забор крови. Так же кровь получают из безымянного или указательного пальца, самотеком, готовим мазок.

6. Определение активности щелочной фосфатазы нейтрофилов по Шубичу М.Г. (Нестерова И. В. , Тараканов В.А., Слынько И.И. Тестирование состояния микробицидной системы нейтрофильных гранулоцитов в диагностике синдрома иммунного дефицита, Краснодар, 1992, с.3).

7. Результаты реакции: активность ЩФ определяют по количеству гранул коричневого цвета в цитоплазме нейтрофилов, ядра докрашены в красный цвет. Подсчитывают 100 клеток. Препараты просматривают под имерсионной системой, объектив х 90.

Способ опробирован на 50 детях, среди которых - 14 детей, имеющих отклонения с состоянии здоровья; 16 - практически здоровых и 20 - дети, занимающиеся спортом.

Установлен рациональный двигательный режим для всех групп детей (прошедших обследование), который благоприятно воздействует на состояние иммунной системы.

Выявленные понижения уровня активности ЩФ совпали с клинически выявленными признаками иммунодефицитных состояний, которые выражались в наличии персистирующей вирусной инфекции (лица часто и длительно болеющие), аллергическими, аутоиммуными процессами (связанными с перетренировкой).

Для упрощения расчетов уровня активности ЩФ нами выведено значение коэффициента К, определяющего тип реакции организма на физическую нагрузку различного объема и интенсивности:

где
V₁ - значение среднего цитохимического индекса (СЦИ) до нагрузки;
V₂ - значение СЦИ после физической нагрузки.

Пример 1. Отработка нагрузочного теста (30 приседаний за 45 с)
Исследуемые: A (имеет отклонения в состоянии здоровья), B (практически здоров), H (занимается спортом).

1. Измеряли пульс в положении сидя - 96 уд/мин, 90 уд/мин, 90 уд/мин - соответственно (разница между показателями недостоверна p> 0,25).

2. Осуществляют забор крови из безымянного пальца, готовят мазок.

3. Все трое выполняют нагрузочный тест.

4. После выполнения задания измеряли пульс, который составил - 150 уд/мин, 150 уд/мин, 138 уд/мин - соответственно.

5. Повторный забор крови, готовили мазок.

6. Определяли активность ЩФ нейтрофилов по Шубичу М.Г. (1965 г)
Исследуемый A -СЦИ до нагрзуки - 0,94 усл.ед., СЦИ после нагрузки - 1,26 усл.ед.

Исследуемый B - СЦИ до нагрузки - 0,88 усл.ед. СЦИ после нагрузки - 1,00 усл.ед.

Исследуемый H - СЦИ до нагрузки - 0,67 усл.ед., СЦИ после нагрузки - 0,92 усл.ед.

Наибольшее увеличение ЩФ на данную нагрузку продемонстрировал исследуемый A. Можно полагать, что данная нагрузка явилась для него оптимальной.

Пример 2. Отработка степ-нагрузки 1. (40 восхождений за 2 мин, высота ступеньки - 35 см.)
Исследуемые те же.

1. Измеряли пульс в положении сидя - 96 уд/мин, 90 уд/мин, 90 уд/мин, соответственно.

2. Осуществляли забор крови из безымянного пальца, готовили мазок.

3. Все трое выполняли степ-нагрузку 1.

4. После выполнения задания измеряли пульс, который составил - 162 уд/мин, 156 уд/мин, 150 уд/мин - соответственно.

5. Вторичный забор крови, готовили мазок.

6. Определяли активность ЩФ по Шубичу М.Г. (1965 г.).

Исследуемый A - СЦИ - до нагрузки - 0,94 усл.ед., СЦИ - после нагрузки - 1,12 усл.ед.

Исследуемый B - СЦИ - до нагрузки - 0,88 усл.ед., СЦИ - после нагрузки - 1,18 усл.ед.

Исследуемый H - СЦИ - до нагрузки - 0,67 усл.ед., СЦИ - после нагрузки - 1,02 усл.ед.

Наибольшее увеличение активности ЩФ на физическую нагрузку продемонстрировали исследуемые B и H, а у исследуемого A зарегистрировано незначительное увеличение активности (23%), что свидетельствует о передозировке физической нагрузки.

Пример 3. Отработка степ-нагрузки 2 (60 восхождений за 2 мин, высота ступеньки - 35 см).

Исследуемые те же (исследуемый A нагрузку не выполнял).

1. Измеряли пульс в положении сидя - 90 уд/мин, 90 уд/мин соответственно.

2. Осуществляли забор крови из безымянного пальца, готовили мазок.

3. Исследуемые B и H выполняли степ-нагрузку 2.

4. После выполнения задания измеряли пульс, который составил - 168 уд/мин, 162 уд/мин - соответственно.

5. Повторный забор крови, готовили мазок.

6. Определяли активность ЩФ по Шубичу М.Г. (1965 г).

Исследуемый B - СЦИ - до нагрузки - 0,88 усл.ед., СЦИ - после нагрузки - 1,22 усл.ед.

Исследуемый H - СЦИ - до нагрузки 0,67 усл.ед., СЦИ - после нагрузки - 1,09 усл.ед.

Наибольшее увеличение активности ЩФ в ответ на физическую нагрузку проявил исследуемый C. Можно полагать, что эта нагрузка явилась для него оптимальной по объему и интенсивности.

Таким образом, предлагаемый способ контроля оптимальной физической нагрузки у детей 6 - 10 лет представляет собой новый экспрессмикрометод, который при сохранении результативности метода прототипа, обеспечивает доступность, легковоспроизводимость, значительную экономию времени и средств. Кроме того доказано, что имеется явное преимущество при использовании предлагаемого способа, как скрининг-теста при массовых обследованиях детей 6 - 10 лет, независимо от исходного состояния иммунной системы.

Изобретение относится к физиологии человека и может быть использовано в практике лечебно-профилактических и санаторно-курортных учреждений, врачебно-физкультурных диспансерах и центрах охраны здоровья, центрах реабилитации, образовательных учреждениях при проведении скрининг-тестирования, в физкультурно-оздоровительных клубах и ассоциациях с целью определения неспецифической резистентности детей 6 - 10 лет и выбора режима физической нагрузки. Сущностью предложения является определение взаимосвязи между объемом и интенсивностью стандартной физической нагрузки, выполняемой детьми 6 - 10 лет и изменениями уровня активности щелочной фосфатазы в послерабочем состоянии, при этом повышение активности щелочной фосфатазы на 0,33 - 0,45 усл.ед., от исходного свидетельствует об адекватной (нормальной) реакции, т.к. она выявлена у практически здоровых детей. Менее выраженное увеличение уровня активности щелочной фосфатазы (менее 0,33) было зафиксировано у ослабленных и имеющих отклонения в состоянии здоровья детей, что было расценено как неадекватная реакция. В то же время незначительное увеличение активности щелочной фосфатазы было определено у детей, занимающихся спортом и практически здоровых, что является результатом недостаточного по мощности воздействия физической нагрузки на организм. Способ при использовании обеспечивает доступность, легковоспроизводимость, значительную экономию времени и средств. Кроме того, доказано, что имеется явное преимущество при использовании предлагаемого метода в качестве скрининг-теста при массовых обследованиях детей 6 - 10 лет независимо от исходного состояния иммунной системы. 1 з.п. ф-лы, 3 табл.

1. Способ контроля рациональной физической нагрузки детям 6 - 10 лет, включающий тестовые физические нагрузки, взятие проб крови, определение уровня активности щелочной фосфатазы до и после определения уровня теста, отличающийся тем, что при условии повышения уровня щелочной фосфатазы в крови больше чем на 0,33 усл.ед., но меньше чем на 0,45 усл. ед., относительно исходной, определяют нормальное состояние, детям назначают оптимальную физическую нагрузку, а при увеличении уровня щелочной фосфатазы ниже чем на 0,33 усл.ед., определяют необходимость снижения физической нагрузки. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что ослабленным и имеющим отклонения в состоянии здоровья детям предлагают щадящие тестовые физические нагрузки.