СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ АНАЭРОБНОГО РЕЗЕРВА ЧЕЛОВЕКА Российский патент 2009 года по МПК A61B10/00 

Изобретение относится к медицине, в частности к спортивной физиологии.

От анаэробного резерва (АнР) человека зависит возможность обеспечения необходимых метаболических потребностей организма, возникающих в ходе спортивных упражнений, особенно в видах легкой атлетики с относительно краткосрочными упражнениями, требующих большой силы и энергии (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7). АнР зависит как от генетических особенностей, так и рационального тренировочного процесса и в немалой степени определяет успех соревновательной деятельности (1, 7). В связи с ростом спортивных достижений поиск наиболее адекватных современному уровню развития физиологии спорта методов измерения анаэробного резерва человека и его динамики в период спортивной деятельности приобретает все большую актуальность.

Определение молочной кислоты после физической нагрузки (ФН) в сыворотке крови является одним из наиболее точных методов оценки анаэробного резерва человека. Повышение концентрации молочной кислоты в крови наблюдается практически при любой спортивной деятельности, причем степень возрастания концентрации молочной кислоты в значительной мере зависит от характера выполненной работы и тренированности спортсмена. В покое концентрация молочной кислоты составляет 1-2 ммоль/л. Наибольший подъем уровня молочной кислоты в сыворотке крови отмечается при выполнении ФН субмаксимальной мощности, так как в этом случае главным источником энергии является анаэробный гликолиз, приводящий к образованию и накоплению молочной кислоты в работающих мышцах. После работы до отказа в зоне субмаксималыюй мощности у спортсменов средней квалификации концентрация молочной кислоты в крови увеличивается до 8-10 ммоль/л, у высокотренированных может достигать 18-20 ммоль/л и выше. В литературе описаны случаи повышения молочной кислоты в сыворотке крови у очень хорошо подготовленных спортсменов до 30-32 ммоль/л (3). Однако использование данного способа при каждом его выполнении требует травматичного вмешательства, и характер выполняемой спортсменом работы может влиять на концентрацию молочной кислоты (4).

Применяемые до настоящего времени косвенные методы (пробы) позволяют оценивать скоростную потенциальную способносгь человека или его возможность задерживать дыхание (1, 4). Однако они недостаточно точны, поскольку при их реализации, как правило, не осуществляется мониторирование частоты сердечных сокращении (ЧСС) и не регистрируется время, в течение которого испытуемый выполняет ФН с ЧСС, превышающей аэробное пороговое значение - 170 уд/мин, которое для спортсменов считается как граница между аэробным и анаэробным режимами работы.

Известен способ непрямой оценки анаэробной мощности человека у спортсменов, так называемая проба Штанге, выбранный нами в качестве прототипа. При проведении пробы Штанге испытуемый в положении сидя делает глубокий вдох и выдох (примерно 80% от максимального), закрывает рот и одновременно зажимает пальцами нос, задерживая дыхание. Секундомер включается в конце вдоха. Измеряется максимальное произвольное время задержки дыхания. Здоровые люди задерживают дыхание в среднем на 40-50 сек, спортсменки - 1 мин, а спортсмены - 1,5-2 мин (4, 5).

Однако данный метод недостаточно точен, поскольку применяется в условиях покоя, когда поперечно-полосатые мышцы, основные потребители энергии, не включены в работу. Кроме этого следует иметь в виду, что при утомлении и перетренированности время задержки дыхания уменьшается (1).

Задачей нашего изобретения является повышение точности способа измерения анаэробного резерва.

Она решается тем, что при проведении пробы с ФН, которую увеличивают ступенчато, непрерывно мониторируют ЧСС и величину возрастающей мощности нагрузки. Время непрерывно возрастающей нагрузки, длительность выполнения 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 считается завершенной 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 отказа спортсмена от ее продолжения. Измеряют мощности нагрузки при частоте сердечных сокращений, равной 170 уд/мин и более, число ступеней прироста мощности при частоте сердечных сокращений более 170 уд/мин, время достижения частоты сердечных сокращений 170 уд/мин, продолжительность пробы и максимальную частоту сердечных сокращений. Далее с учетом полученных показателей вычисляется индекс анаэробного резерва (который мы назвали индекс Нкамуа) по формуле:

ИH=[(T-T₁₇₀)*[W₁₇₀+(W₁+W₂+…+W_n)/N]]/(ЧCC_max-170)

где: ИН - Индекс Нкамуа - индекс анаэробного резерва (Вт* мин²/уд),

Т - продолжительность пробы с физической нагрузкой (мин),

T₁₇₀ - время достижения ЧСС=170 уд/мин (мин),

W₁₇₀ - мощность (Вт) при ЧСС=170 уд/мин,

W₁, W₂,…W_n - мощности при ЧСС свыше 170 уд/мин,

N - число ступеней прироста мощностей при ЧСС свыше 170 уд/мин,

ЧСС_mах - достигнутая максимальная частота сердечных сокращений (уд/мин).

Положительным эффектом изобретения является более точное измерение анаэробного резерва спортсмена, определяющего потенциал человека при выполнении различных видов физических упражнения короткой продолжительности и большой силы. Способ позволяет оценивать изменение анаэробного резерва в динамике как во время тренировочного процесса, так и на соревновании.

Апробация способа проводилась на 13 спортсменах разной квалификации мужского и женского пола в возрасте от 15 до 23 лет на базе лаборатории спортивной медицины Федерального центра сердца, крови и эндокринологии имени В.А.Алмазова. Определяли потенциальную способность спортсменов произвольно и долго задержать дыхание после глубокого вдоха по способу-прототипу. С целью минимизации инерционного эффекта предыдущей пробы исследование по определению анаэробной мощности по предлагаемой методике проводилось спустя 30 минут. Спортсмены выполняли ФН на велоэргометре фирмы "General Electric". Спустя 5 минут после ФН у каждого спортсмена брали кровь из локтевой вены для определения молочной кислоты в сыворотке крови. Непрерывно регистрировали ЧСС по 12 отведениям электрокардиографии на мониторе фирмы "General Electric", а также мощность нагрузки в ваттах.

Корреляционный анализ полученных результатов показал, что предлагаемый индекс анаэробного обмена (индекс Нкамуа) гораздо лучше коррелирует с величиной молочной кислоты после ФН (r=0.37), чем широко распространенная проба Штанге (r=-0.28). Кроме этого индекс Нкамуа практически не коррелирует с длительностью занятием спортом (r=-0.08), а увеличивается с ростом квалификации спортсмена (r=0.37). Проба Штанге, наоборот, более чувствительна к стажу спортсмена (r=-0.34).

Литература

1. Платонов В.Н. Система подготовки спортсменов в олимпийском спорте. Общая теория и ее практические приложения. - М: Олимпийская литература, 2004. - 808 с.

2. Смирнов В.М., Дубровский В.И. Физиология физического воспитания и спорта: Учеб. для студ. сред. и высш. учебных заведений. - М. Изд-во ВЛАДОС-ПРЕСС, 2002. - 608 с.

3. Михайлов С.С.Спортивная биохимия: Учебник. - СПВ.: ГАФК им. П.Ф.Лесгафта, 2002. - 250 с.

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

5. Спортивная медицина (руководство для врачей). Под редакцией А.В.Чоговадзе, Л.А.Бутченко. - М., Медицина, 1984. - 384 с.

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

7. Ron Maughan, Michael Oleeson, Paul L. Greenhaff. Biochemestry of exercise and training. - Oxford, University Press, 1997.

Изобретение относится к медицине, а именно к спортивной физиологии. Испытуемый выполняет возрастающую физическую нагрузку, параметры начальной физической нагрузки, темпы ее прироста и максимальную величину физической нагрузки определяют по данным непрерывно мониторируемой частоты сердечных сокращений. Дополнительно измеряют мощность нагрузки при частоте сердечных сокращений, равной 170 уд/мин и более, число ступеней прироста мощности при частоте сердечных сокращений более 170 уд/мин, время достижения частоты сердечных сокращений 170 уд/мин, продолжительность пробы и максимальную частоту сердечных сокращений, вычисляют индекс анаэробного резерва по оригинальной формуле. Способ позволяет оценить изменение анаэробного резерва в динамике, как во время тренировочного процесса, так и на соревновании.

Способ измерения анаэробного резерва человека путем проведения функциональной пробы, отличающийся тем, что испытуемый выполняет возрастающую физическую нагрузку, параметры начальной физической нагрузки, темпы ее прироста и максимальную величину физической нагрузки определяют по данным непрерывно мониторируемой частоты сердечных сокращений, дополнительно измеряют мощность нагрузки при частоте сердечных сокращений, равной 170 уд/мин и более, число ступеней прироста мощности при частоте сердечных сокращений более 170 уд/мин, время достижения частоты сердечных сокращений 170 уд/мин, продолжительность пробы и максимальную частоту сердечных сокращений, вычисляют индекс анаэробного резерва по формуле:
ИH=[(T-T₁₇₀)·[W₁₇₀+(W₁+W₂+…+W_n)/N]]/(ЧCC_max-170),
где ИН - индекс анаэробного резерва (Вт·мин²/уд), названный нами индекс Нкамуа,
Т - продолжительность пробы с физической нагрузкой (мин),
Т₁₇₀ - время достижения ЧСС=170 уд/мин (мин),
W₁₇₀ - мощность (Вт) при ЧСС=170 уд/мин, W₁, W₂,…W_n - мощности каждой ступени при ЧСС свыше 170 уд/мин,
N - число ступеней прироста мощностей при ЧСС свыше 170 уд/мин,
ЧСС_mах - достигнутая максимальная частота сердечных сокращений (уд/мин).