СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ АДАПТАЦИОННОЙ СПОСОБНОСТИ ЧЕЛОВЕКА Российский патент 2009 года по МПК A61B5/02 

Изобретение относится к медицине, в частности к спортивной физиологии.

Функциональное состояние сердечно-сосудистой системы (ССС) в условиях аэробных физических нагрузках (ФН) определяет способность человека выполнить физическое усилие в динамической работе. В связи с ростом спортивных достижений поиск наиболее адекватных современному уровню развития физиологии спорта методов оценки адаптационной способности в аэробных условиях и ее динамики в период спортивной деятельности приобретает все большую актуальность.

Применяемые до настоящего времени пробы позволяют оценивать адаптационную способность спортсменов [5], однако они не достаточно точны, поскольку, как правило, не учитывается значимость периода врабатывания у спортсменов, продолжающегося до 5 мин, в нарастающую ФН [3].

По существующим представлениям критерием адаптации ССС к аэробной ФН служит изменение характеристики ССС, в частности частоты сердечных сокращений [2,4] (ЧСС), достигающей 170 уд./мин, рассматривается как пороговая (предельная), так как считается отражением работы спортсмена в аэробном режиме на грани перехода в анаэробный.

Известен способ оценки адаптации ССС к ФН (проба PWS170), который более других принят в спортивной медицине и выбран нами в качестве прототипа. Его «общеевропейская» модификация осуществляется следующим образом: она предполагает выполнение трех возрастающих по мощности нагрузок (продолжительность каждой 3 мин), не разделенных интервалами отдыха. За это время нагрузка возрастает дважды (спустя 3 и 6 мин от начала тестирования). Частота сердечных сокращений измеряется в течение последних 15 с каждой трехминутной ступени, нагрузка которой регулируется так, чтобы к концу теста ЧСС не превышала 170 уд./мин. Мощность нагрузки рассчитывается на единицу массы тела испытуемого (Вт/кг). Первоначальная мощность устанавливается из расчета 0,75-1,25 Вт/кг, а ее увеличение осуществляется в соответствии с возрастанием ЧСС.

Расчет показателя PWS170 производится по формуле

где W2 - мощность нагрузки второй ступени (кгм),

W3 - мощность нагрузки третьей ступени (кгм),

ЧСС2 - частота сердечных сокращений в конце второй ступени (уд./мин),

ЧСС3 - частота сердечных сокращений (уд./мин),

М - масса тела (кг).

Полученное значение округляют до целого числа. Затем по специальной таблице адаптационная способность оценивается качественным образом как низкая, ниже средней, средняя, выше средней, высокая.

Однако при использовании данного метода, применяемого в спортивной медицине с 70-х годов XX века, не учитывается резко возросшая интенсивность и продолжительность ФН в современном профессиональном спорте [1, 6].

Задачей изобретения является повышение точности способа измерения адаптационной способности спортсмена в условиях аэробной ФН. Она решается тем, что ЧСС мониторируют, величину мощности нагрузки также регистрируют непрерывно. Время непрерывно возрастающей нагрузки, длительность каждой ступени и число ступеней не ограничены и зависят от физических способностей человека. Инструктаж спортсмена заключается в информировании его о том, что время непрерывно возрастающей нагрузки и число и продолжительность ступеней не ограничены и проба прекращается при достижении ЧСС 170 уд./мин или при отказе от продолжения ФН. Параметры начальной ФН, темпы ее прироста и максимальную величину ФН определяют по данным непрерывно мониторируемой ЧСС. Проба прекращается в случаях достижения ЧСС 170 уд./мин или отказа спортсмена от продолжения пробы даже при ЧСС ниже 170 уд./мин. Далее с учетом полученных показателей вычисляется индекс адаптации (ИнА) по формуле

ИнА=[(T/Tw)×Wmax]/ЧССmax,

где Т - время (мин) достижения испытуемым максимальной ЧСС,

Tw - время (мин) достижения максимальной мощности,

Wmax - максимальная достигнутая мощность (Вт) ФН,

ЧССmax - максимальная достигнутая частота сердечного сокращения (уд./мин).

Положительным эффектом изобретения является более точное измерение индивидуальной адаптационной способности ССС к аэробной ФН, соответствующая современным требованиям тренировочных и соревновательных физических нагрузок. Способ позволяет оценивать изменение индивидуальной адаптационной способности в динамике во время тренировочного процесса и соревнований.

Апробация способа проводилась на 29 спортсменах высоких достижений мужского и женского пола в возрасте от 17 до 41 года на базе кафедры физических методов лечения и спортивной медицины Санкт-Петербургского государственного медицинского университета имени академика И.П.Павлова. В один день определялась адаптационная способность по способу-прототипу и предлагаемому способу. С целью минимизации инерционного эффекта предыдущих тренировок исследование проводилось спустя 36 часов, утром, натощак, через 10 часов после последнего приема пищи. Спортсмены выполняли субмаксимальную ФН на велоэргометре фирмы "Technogym". Непрерывно регистрировали мгновенную ЧСС монитором фирмы "Polar". Мощность нагрузки в ваттах регистрировали монитором велотренажера. Для вычисления индекса PWC170 ватты переводили в кгм. До начала первого тестирования и после окончания второго теста с ФН брались пробы крови из локтевой вены для определения активности супероксиддисмутазы на спектрофотометре ОКБ «Спектр» СФ-2000 БИО на длине волны 406 нм. Применялся метод, основанный на измерении реакций, протекающих с участием супероксидного анион-радикала в присутствии супероксиддисмутазы. Изменение уровня диоксиддисмутазы является характеристикой эндогенной антиоксидантной защиты человека. Чем больше она увеличивается после физической нагрузки, тем выше адаптационная способность организма к физической нагрузке. Повторное тестирование проводилось через 2 часа после полного восстановления ЧСС и артериального давления, определяемого методом Короткова. Предварительное исследование показало, что от порядка выполнения этих двух способов величина изменения супероксиддисмутзы не менялась. Проводился квалифицированный врачебный контроль за состоянием спортсмена.

Корреляционный анализ полученных результатов показал, что предлагаемый индекс адаптации гораздо лучше (r=0.77, р<0.05, n=29) коррелирует с величиной изменения супероксиддисмутазы, чем ранее используемый индекс PWS170 (r=0.36, р<0.05, n=29).

Пример 1. Спортсмен К., 19 лет. Кандидат в мастера спорта по триатлону. Показатель PWS170 составил 16 кгм/мин/кг, что соответствует адаптационной способности как «ниже средней». При выполнении тестирования по предлагаемому способу максимальная ЧСС составила 170 уд./мин. Время достижения максимальной ЧСС и время достижения максимальной мощности 187.5 Вт составили по 10 мин. Вычисленный индекс адаптации равен 1.10 Вт/уд./мин. Исходный уровень супероксиддисмутазы - 25 у.е. После выполнения ФН ее прирост составил 0%.

Пример 2. Спортсмен И., 21 год, мастер спорта по триатлону. Показатель PWS170 составил 20 кгм/мин/кг, что соответствует адаптационной способности как «выше средней». При выполнении тестирования по предлагаемому способу максимальная ЧСС составила 168 уд./мин. Время достижения максимальной ЧСС - 15 мин, время достижения максимальной мощности 150 Вт составило 5 мин. Вычисленный индекс адаптации равен 2.67 Вт/уд./мин. Исходный уровень супероксиддисмутазы - 25.8 у.е. После выполнения ФН ее прирост составил 12.40%.

Пример 3. Спортсмен С., 26 лет, кандидат в мастера спорта по триатлону. Показатель PWS170 составил 12 кгм/мин/кг, что соответствует адаптационной способности как «низкая». При выполнении тестирования по предлагаемому способу максимальная ЧСС составила 168 уд./мин. Время достижения максимальной ЧСС - 30 мин, время достижения максимальной мощности 175 Вт составило 15 мин. Вычисленный индекс адаптации равен 2.03 Вт/уд./мин. Исходный уровень супероксиддисмутазы - 26.5 у.е. После выполнения ФН ее прирост составил 12.08%.

Примеры 1, 2 показывают совпадение уровней адаптационной способности, измеренных двумя способами. Пример 3 показывает, что предлагаемый способ более точен, что подтверждается приростом уровня супероксиддисмутазы.

Список использованной литературы

1. Medical Manual A Practical Guide of the International Association of Athletics Federations; перевод с английского языка, М.: Тера-спорт, 2003. - 240 с.:ил.

2. Карпман В.Л., Белоцерковский З.Б., Гудков И.А. Тестирование в спортивной медицине. - М.: Физкультура и спорт, 1988. - 206 с.

3. Спортивная медицина (Руководство для врачей) / Под редакцией А.В.Чоговадзе, Л.А.Бутченко. - М.: Медицина, 384 с., 1984.

4. Макарова Г.А. Практическое руководство для спортивных врачей. - Ростов-на Дону: "Издательство БАРО-ПРЕСС", 2002. - 800 с.

5. Годик М.А., Бальсевич В.К., Тимошкин В.И. Система общеевропейских тестов для оценки физического состояния человека // Теория и практика физической культуры, 1994. - №5-6. - С.24-32.

6. Путин В.В., Шестаков В.Б., Левицкий А.Г. ДЗЮДО: история, теория, практика. (Учебно-методическое пособие для тренеров и спортсменов.). - Архангельск: Издательский Дом "СК", 2000. - 154 с.: ил.

Изобретение относится к медицине, а именно к спортивной медицине. Проводят функциональные пробы с возрастающей физической нагрузкой. При этом параметры начальной физической нагрузки, темпы ее прироста и максимальную величину физической нагрузки определяют по данным непрерывно мониторируемой частоты сердечных сокращений, дополнительно измеряют максимальную мощность, время ее достижения и время достижения максимальной частоты сердечных сокращений, вычисляют индекс адаптации по специальной формуле. Способ позволяет повысить точность измерения адаптационной способности к физической нагрузке человека.

Способ измерения адаптационной способности человека путем проведения функциональной пробы с возрастающей физической нагрузкой, отличающийся тем, что параметры начальной физической нагрузки, темпы ее прироста и максимальную величину физической нагрузки определяют по данным непрерывно мониторируемой частоты сердечных сокращений, дополнительно измеряют максимальную мощность, время ее достижения и время достижения максимальной частоты сердечных сокращений, вычисляют индекс адаптации по формуле: ИнА=[(T/Tw)· Wmax]/ЧССmах, где ИнА - индекс адаптации (Вт/уд./мин),
Т - время (мин) достижения максимальной частоты сердечных сокращений,
Tw - время (мин) достижения максимальной мощности,
Wmax - достигнутая максимальная мощность (Вт) физической нагрузки,
ЧССmах - достигнутая максимальная частота сердечных сокращений (уд./мин).