I. По характеру входного воздействия.

Различают следующие виды входных воздействий, используемые при функциональной диагностике: а) физическая нагрузка, б) изменение положения тела в пространстве, в) натуживание, г) изменение газового состава вдыхаемого воздуха, д) введение медикаментозных средств и др.

Наиболее часто в качестве входного воздействия применяется формы ее выполнения многообразны. Сюда относятся простейшие формы задавания физической нагрузки, не требующие специальной аппаратуры: приседание (проба Мартинэ), подскоки (проба ГЦИФКа), бег на месте и др. В некоторых пробах, проводимых вне лабораторий, в качестве нагрузки используется естественный бег (проба с повторными нагрузками).

Наиболее часто нагрузка в тестах задается с помощью велоэргометров. Велоэргометры - это сложные технические приборы, в которых предусмотрено произвольное изменение сопротивлению вращения педалей. Сопротивление вращению педалей задается экспериментатором.

Еще более сложным техническим прибором является "бегущая дорожка", или тредбан. С помощью этого прибора имитируется естественный бег спортсмена. Различная интенсивность мышечной работы на тредбанах задается двумя путями. Первый из них состоит в изменении скорости движения "бегущей дорожки". Чем выше скорость, выражаемая в метрах в секунду, тем выше интенсивность физической нагрузки. Однако на портативных тредбанах увеличение интенсивности нагрузки достигается не столько за счет изменения скорости движения "бегущей дорожки", сколь за счет увеличения угла наклона ее по отношению к горизонтальной плоскости. В последнем случае имитируется бег в гору. Точный количественный учет нагрузки при этом менее универсален; требуется указывать не только скорость движения "бегущей дорожки", но и угол наклона ее по отношению к горизонтальной плоскости. Оба рассмотренных прибора могут применяться при проведении различных функциональных проб.

При тестировании можно применять неспецифические и специфические формы воздействия на организм.

Принято считать, что различные виды мышечной работы, задаваемые в лабораторных условиях, относятся к неспецифическим формам воздействия. К специфическим же формам воздействия относятся те, которые характерны для локомоций в данном конкретном виде спорта: бой с тенью у боксера, броски чучела у борцов и т.д. Однако такое подразделение в значительной степени условно, так что реакция висцеральных систем организма на физическую нагрузку определяется главным образом ее интенсивностью, а не формой. Специфические пробы полезны для оценки эффективности навыков, приобретенных в процессе тренировки.

Изменение положения тела в пространстве - одно из важных возмущающих воздействий, применяемых при ортоклиностатических пробах. Реакция, развивающаяся под влиянием ортостатических воздействий, изучается в ответ как на активное, так и на пассивное изменение положение тела в пространстве предполагает, что испытуемый из горизонтального положения переходит в вертикальное положение, т.е. встает.

Этот вариант ортостатической пробы недостаточно валиден, так как наряду с изменением тела в пространстве испытуемый выполняет определенную мышечную работу, связанную с процедурой вставания. Однако достоинство пробы - ее простота.

Пассивная ортостатическая проба проводится с использованием поворотного стола. Плоскость этого стола может изменяться под любым углом к горизонтальной плоскости экспериментатором. Испытуемый при этом не выполняем никакой мышечной работы. В этой пробе мы имеем дело с "чистой формой" воздействия на организм изменения положения тела в пространстве.

В качестве входного воздействия для определения функционального состояния организма может применяться натуживание . Эта процедура выполняется в двух вариантах. В первом - процедура натуживания количественно не оценивается (проба Вальсальвы). Второй вариант предусматривает дозированное натуживание. Оно обеспечивается с помощью манометров, в которые производит выдох испытуемый. Показания такого манометра практически соответствуют величине внутригрудного давления. Величина развиваемого давления при таком контролированном натуживании дозируется врачом.

Изменение газового состава вдыхаемого воздуха в спортивной медицине чаще всего заключается в уменьшении напряжения кислорода во вдыхаемом воздухе. Это так называемые гипоксемические пробы. Степень уменьшения напряжения кислорода дозируется врачом в соответствии с целями исследования. Гипоксемические пробы в спортивной медицине чаще всего применяются для изучения устойчивости к гипоксии, которая может наблюдаться при проведении соревнований и тренировок в среднегорье и высокогорье.

Введение лекарственных веществ в качестве функциональной пробы используется в спортивной медицине, как правило, с целью дифференциальной диагностики. Так, например, для объективной оценки механизма возникновения систолического шума испытуемому предлагается вдохнуть пары амилнитрита. Под влиянием такого воздействия изменяется режим работы сердечно-сосудистой системы и характер шума изменяется. Оценивая эти изменения, врач может говорить о функциональной или об органической природе систолического шума у спортсменов.

По типу выходного сигнала.

В первую очередь пробы могут быть разделены в зависимости от того, какая система организма человека используется для оценки реакции на тот или иной тип входного воздействия. Чаще всего в применяемых в спортивной медицине функциональных пробах исследуются те или иные показатели сердечно-сосудистой системы . Это связано с тем, что сердечно-сосудистая система весьма тонко реагирует на самые разнообразные виды воздействий на организм человека.

Система внешнего дыхания является второй по частоте использования ее при функциональной диагностике в спорте. Причины выбора этой системы те же, что и приведенные выше для сердечно-сосудистой системы. Несколько реже в качестве показателей функционального состояния организма исследуются другие его системы: нервная, нервно-мышечный аппарат, система крови и др.

По времени исследования.

Функциональные пробы можно разделить в зависимости от того, когда исследуются реакции организма на различные воздействия - либо непосредственно во время воздействия, либо сразу после прекращения воздействия. Так, например, с помощью электрокардиографа можно регистрировать ЧСС на протяжении всего времени, в течение которого испытуемый выполняет физическую нагрузку.

Развитие современной медицинской техники позволяет непосредственно изучать реакцию организма на то или иное воздействие. И это служит важной информацией о диагностике работоспособности и тренированности.

Существует более 100 функциональных проб, однако в настоящее время применяется весьма ограниченный, наиболее информативный круг спортивно-медицинских тестов. Рассмотрим некоторые из них.

Проба Летунова . Проба Летунова применяется как основной нагрузочный тест во многих врачебно-физкультурных диспансерах. Проба Летунова по замыслу авторов предназначалась для оценки адаптации организма спортсмена к скоростной работе и работе на выносливость.

При проведении пробы испытуемый выполняет последовательно три нагрузки. В первой делается 20 приседаний, выполняемых за 30 с. Вторая нагрузка выполняется через 3 мин после первой. Она состоит в 15-секундном беге на месте, выполняемом в максимальном темпе. И, наконец, через 4 мин выполняется третья нагрузка - трехминутный бег на месте в темпе 180 шагов в 1 мин. После окончания каждой нагрузки у испытуемого регистрируется восстановление ЧСС и АД. Регистрация этих данных ведется на протяжении всего периода отдыха между нагрузками: 3 мин после третьей нагрузки; 4 мин после второй нагрузки; 5 мин после третьей нагрузки. Пульс считается по 10-секундным интервалам.

Гарвардский степ-тест . Тест разработан в Гарвардском университете в США в 1942 г. С помощью Гарвардского степ-теста количественно оцениваются восстановительные процессы после дозированной мышечной работы. Таким образом, общая идея Гарвардского степ-теста не отличается от пробы С.П. Летунова.

При Гарвардском степ-тесте физическая нагрузка задается в виде восхождений на ступеньку. Для взрослых мужчин высота ступеньки принимается равной 50 см, для взрослых женщин - 43 см. Испытуемому предлагается на протяжении 5 мин совершать восхождения на ступеньку с частотой 30 раз в 1 мин. Каждое восхождение и спуск слагается из 4 двигательных компонентов: 1 - подъем одной ноги на ступеньку, 2 - испытуемый встает на ступеньку двумя ногами, принимая вертикальное положение, 3 - опускает на пол ногу, с которой начал восхождение, и 4 - опускает другую ногу на пол. Для строго дозирования частоты восхождений на ступеньку и спуска с нее используется метроном, частоту которого устанавливают равной 120 уд/мин. В этом случае каждое движение будет соответствовать одному удару метронома.

Тест PWC 170 . Этот тест был разработан в Каролинском университете в Стокгольме Шестрандом в 50-х годах. Тест предназначен для определения физической работоспособности спортсменов. Наименование PWC происходит от первых букв английского термина, обозначающего физическую работоспособность (Physikal Working Capacity).

Физическая работоспособность в тесте PWC 170 выражается в величинах той мощности физической нагрузки, при которой ЧСС достигает 170 уд/мин. Выбор именно этой частоты основан на следующих двух положениях. Первое заключается в том, что зона оптимального функционирования кардиореспираторной системы ограничивается диапазоном пульса от 170 до 200 уд/мин. Таким образом, с помощью этого теста можно установить ту интенсивность физической нагрузки, которая "выводит" деятельность сердечно-сосудистой системы, а вместе с ней и всей кардиореспираторной системы в область оптимального функционирования. Второе положение базируется на том, что взаимосвязь между ЧСС и мощностью выполняемой физической нагрузки имеет линейный характер у большинства спортсменов, вплоть до пульса равного 170 уд/ мин. При более высокой частоте пульса линейный характер между ЧСС и мощностью физической нагрузки нарушается.

Велоэргометрическая проба . Шестранд для определения величины PWC 170 задавал испытуемым на велоэргометре ступенеобразную, увеличивающуюся по мощности физическую нагрузку, вплоть до ЧСС равной 170 уд/мин. При такой форме тестирования испытуемый выполнял 5 или 6 различных по мощности нагрузок. Однако такая процедура тестирования была весьма обременительной для испытуемого. Она занимала много времени, так как каждая нагрузка выполнялась в течение 6 мин. Все это не способствовало широкому распространению теста.

В 60-х годах величину PWC 170 начали определять более простым способом, используя для этого две или три нагрузки умеренной мощности.

Тест PWC 170 применяется для обследования высококвалифицированных спортсменов. Вместе с тем он может применяться для изучения индивидуальной работоспособности у начинающих и у юных спортсменов.

Варианты пробы PWC 170 . Большие возможности представляют варианты теста PWC 170 , в которых велоэргометрические нагрузки заменены другими видами мышечной работы, по своей двигательной структуре аналогичными нагрузками, применяемыми в естественных условиях спортивной деятельности.

Проба с использованием бега основана на применении в качестве нагрузки легкоатлетического бега. Достоинства теста - методическая простота, возможность получения данных об уровне физической работоспособности с помощью достаточно специфических для представителей многих видов спорта нагрузок - бега. Тест не требует максимальных усилий от спортсмена, он может проводиться в любых условиях, в которых возможен гладкий легкоатлетический бег (например, бег на стадионе).

Проба с использованием велосипеда проводится в естественных условиях тренировок велосипедистов на треке или шоссе. В качестве физических нагрузок используются два заезда на велосипеде с умеренной скоростью.

Проба с использованием плавания также методически проста. Она позволяет оценивать физическую работоспособность с помощью специфических для пловцов, пятиборцев и ватерполистов нагрузок - плавания.

Проба с использованием бега на лыжах целесообразна для исследования лыжников, биатлонистов и двоеборцев. Тест проводится на равнинной местности, защищенной от ветра лесом или кустарником. Бег лучше выполнять на заранее проложенной лыжне - замкнутому кругу длиной в 200-300 м, что позволяет корректировать скорость движения спортсмена.

Проба с использованием гребли предложена в 1974 г.В.С. Фарфелем с сотрудниками. Физическая работоспособность оценивается в естественных условиях при гребле на академических судах, гребле на байдарке или каноэ (в зависимости от узкой специализации спортсмена) с помощью телепульсометрии.

Проба с использованием бега на коньках у спортсменов-фигуристов проводится непосредственно на обычной тренировочной площадке. Спортсмену предлагается выполнить "восьмерку" (на стандартном катке полная "восьмерка" равняется 176 м) - элемент наиболее простой и характерный для фигуристов.

Определение максимального потребления кислорода . Оценка максимальной аэробной мощности осуществляется путем определения максимального потребления кислорода (МПК). Эту величину рассчитывают с помощью различных тестов, при которых достигается индивидуально максимальный транспорт кислорода (прямое определение МПК). Наряду с этим о величине МПК судят на основании косвенных расчетов, которые основываются на данных, полученных в процессе выполнения спортсменом непредельных нагрузок (непрямое определение МПК).

Величина МПК является одним из важнейших параметров организма спортсмена, с помощью которого может быть наиболее точно охарактеризована величина общей физической работоспособности спортсмена. Исследование этого показателя особенно важно для оценки функционального состояния организма спортсменов, тренирующихся на выносливость, или спортсменов, у которых тренировке выносливости придается большое значение. У такого рода спортсменов наблюдения за изменениями МПК могут оказать существенную помощь в оценке уровня тренированности.

В настоящее время в соответствии с рекомендациями Всемирной организации здравоохранения принята методика определения МПК, которая состоит в том, что испытуемый выполняет ступенеобразно повышающуюся по мощности физическую нагрузку вплоть до момента, когда он не в состоянии продолжать мышечную работу. Нагрузка задается либо с помощью велоэргометра, либо на тредбане. Абсолютным критерием достижения испытуемым кислородного "потолка" является наличие плато на графике зависимости величины потребления кислорода от мощности физической нагрузки. Достаточно убедительным является также фиксация замедления роста потребления кислорода при продолжении возрастания мощности физической нагрузки.

Наряду с безусловным критерием существуют косвенные критерии достижения МПК. К их числу относится увеличение содержания лактата в крови свыше 70-80мг%. ЧСС при этом достигает 185 - 200 уд/мин, дыхательный коэффициент превышает 1.

Пробы с натуживанием . Натуживание как способ диагностики известно очень давно. Достаточно указать на пробу с натуживанием, которую предложил итальянский врач Вальсальва еще в 1704 г. В 1921 г. Флэк изучал влияние натуживания на организм путем измерения ЧСС. Для дозирования силы натуживания применяются любые манометрические системы, соединенные с мундштуком, в который выполняет выдох испытуемый. В качестве манометра можно использовать, например, прибор для измерения АД, к манометру которого резиновым шлангом присоединен мундштук. Тест состоит в следующем: спортсмену предлагают сделать глубокий вдох, а затем имитируется выдох для поддержания давления в манометре равного 40 мм рт. ст. Испытуемый должен продолжать дозированное натуживание "до отказа". Во время этой процедуры по 5-секундным интервалам фиксируется пульс. Регистрируется также время, в течение которого испытуемый был в состоянии выполнять работу.

В нормальных условиях учащение пульса по сравнению с исходными данными продолжается примерно 15 с, затем ЧСС стабилизируется. При недостаточном качестве регулирования сердечной деятельности у спортсменов с повышенной реактивностью ЧСС может повышаться на протяжении всего теста. У хорошо тренированных спортсменов, адаптированных к натуживанию, реакция на повышение внутригрудного давления выражена незначительно.

Ортостатическая проба . Идея использовать изменение положения тела в пространстве в качестве входного воздействия для исследования функционального состояния, по-видимому, принадлежит Шеллонгу. Эта проба позволяет получить важную информацию во всех тех видах спорта, в которых элементом спортивной деятельности является изменение положения тела в пространстве. Сюда относятся спортивная гимнастика, художественная гимнастика, акробатика, прыжки на батуте, прыжки в воду, прыжки в высоту и с шестом и т.д. Во всех этих видах ортостатическая устойчивость является необходимым условием спортивной работоспособности. Обычно под влиянием систематических тренировок ортостатическая устойчивость повышается.

Ортостатическая проба по Шеллонгу относится к активным пробам. В ходе пробы испытуемый при переходе из горизонтального в вертикальное положение активно встает. Реакция на вставание изучается путем регистрации ЧСС и величин АД. Проведение активной ортостатической пробы заключается в следующем: испытуемый находится в горизонтальном положении, при этом у него многократно подсчитывают пульс и измеряют АД. На основе полученных данных определяют средние исходные величины. Далее спортсмен встает и находится в вертикальном положении в течение 10 мин в ненапряженной позе. Сразу же после перехода в вертикальное положение снова регистрируют ЧСС и АД. Эти же величины регистрируют затем каждую минуту. Реакцией на ортостатическую пробу является учащение пульса. Благодаря этому минутный объем кровотока незначительно снижается. У хорошо тренированных спортсменов учащение пульса относительно невелико и колеблется в пределах от 5 до 15 уд/мин. Систолическое АД либо сохраняется неизменным, либо несколько снижается (на 2 -6 мм рт. ст). Диастолическое АД увеличивается на 10 - 15% по отношению к его величине, когда испытуемый находится в горизонтальном положении. Если на протяжении 10-минутного исследования систолическое АД приближается к исходным величинам, то диастолическое АД остается повышенным.

Существенным дополнением к пробам, проводимым в условиях кабинета врача, служат исследования спортсмена непосредственно в условиях тренировки. Это позволяет выявить реакцию организма спортсмена на нагрузки, свойственные избранному виду спорта, оценить его работоспособность в привычных условиях. К числу таких тестов относится проба с повторными специфическими нагрузками. Тестирование проводится совместно врачам и тренером. Оценка результатов тестирования ведется по показателям работоспособности (тренером) и адаптации к нагрузке (врачом). О работоспособности судят по результативности выполнения упражнения (например, по времени пробегания того или иного отрезка), а об адаптации по изменениям ЧСС, дыхания и АД после каждого повторения нагрузки.

Функциональные пробы, применяемые в спортивной медицине, могут использоваться при врачебно-педагогических наблюдениях для анализа тренировочного микроцикла. Пробы проводятся ежедневно в одно и то же время, лучше всего утром, до тренировки. В этом случае можно судить о степени восстановления после тренировочных занятий предыдущего дня. С этой целью рекомендуется проводить ортопробу по утрам, подсчитывая пульс в положении лежа (еще до подъема с постели), а затем стоя. При необходимости оценить тренировочный день ортостатическая проба выполняется утром и вечером.

Функциональная проба - это нагрузка, задаваемая обследуемому для определения функционального состояния и возможностей какого-либо органа, системы или организма в целом. Используется преимущественно при спортивно-медицинских исследованиях. Нередко термин «функциональная проба с физической нагрузкой» заменяется термином «тестирование». Однако, хотя «проба» и «тест» - это, по существу, синонимы (от англ. teste - проба), все же «тест» - термин в большей степени педагогический и психологический, ибо подразумевает определение работоспособности, уровня развития физических качеств, особенностей личности. Физическая работоспособность тесно связана с путями ее обеспечения, т.е. с реакцией организма на данную работу, но для педагога в процессе тестирования ее определение не обязательно. Для врача же реакция организма на данную работу - показатель функционального состояния. Даже высокие показатели работоспособности при чрезмерном напряжении (а тем более срыве) адаптации не позволяют высоко оценить функциональное состояние обследуемого.

В практике спортивной медицины используются различные функциональные пробы - с переменой положения тела в пространстве, задержкой дыхания на вдохе и выдохе, натуживанием, изменением барометрических условий, пищевыми и фармакологическими нагрузками и др. Но в данном разделе мы коснемся лишь основных проб с физическими нагрузками, обязательных при обследовании занимающихся физическими упражнениями. Эти пробы часто называют пробами сердечно-сосудистой системы, поскольку главным образом используются методы исследования кровообращения и дыхания (частота сердечных сокращений, артериальное давление и пр.), но это не совсем правильно, эти пробы следует рассматривать шире, поскольку они отражают функциональное состояние всего организма.

Классифицировать их можно по разным признакам: по структуре движения (приседания, бег, педалирование и пр.), по мощности работы(умеренная, субмаксимальная, максимальная), по кратности, темпу, сочетанию нагрузок (одно- и двухмоментные, комбинированные, с равномерной и переменной нагрузкой, нагрузкой нарастающей мощности), по соответствию нагрузки направленности двигательной деятельности обследуемого - специфические (например, бег для бегуна, педалирование для велосипедиста, бой с тенью для боксера и т. п.) инеспецифические (с одинаковой нагрузкой при всех видах двигательной деятельности), по используемой аппаратуре («простые и сложные»), повозможности определять функциональные сдвиги во время нагрузки («рабочие») или только в восстановительном периоде («послерабочие») и т.п.

Идеальная проба характеризуется: 1) соответствием заданной работы привычному характеру двигательной деятельности обследуемого и тем, что не требуется освоения специальных навыков; 2) достаточной нагрузкой, вызывающей преимущественно общее, а не локальное утомление, возможностью количественного учета выполненной работы, регистрации «рабочих» и «послерабочих» сдвигов; 3) возможностью применения в динамике без большой затраты времени и большого количества персонала; 4) отсутствием негативного отношения и отрицательных эмоций обследуемого; 5) отсутствием риска и болезненных ощущений.

Для сравнения результатов исследования в динамике важны: 1) стабильность и воспроизводимость (близкие показатели при повторных измерениях, если функциональное состояние обследуемого и условия обследования остаются без существенных изменений); 2) объективность (одинаковые или близкие показатели, полученные разными исследователями); 3) информативность (корреляция с истинной работоспособностью и оценкой функционального состояния в естественных условиях).

Преимущество имеют пробы с достаточной нагрузкой и количественной характеристикой выполненной работы, возможностью фиксации «рабочих» и «послерабочих» сдвигов, позволяющие охарактеризовать аэробную (отражающую транспорт кислорода) и анаэробную (способность работать в бескислородном режиме, т.е. устойчивость к гипоксии) производительность.

Противопоказанием к тестированию является любое острое, подострое заболевание либо обострение хронического, повышение температуры тела, тяжелое общее состояние.

С целью увеличения точности исследования, уменьшения доли субъективизма в оценках, возможности использования проб при массовых обследованиях важно применять современную вычислительную технику с автоматическим анализом результатов.

Для того чтобы результаты были сравнимы при динамическом наблюдении (для слежения за изменениями функционального состояния в процессе тренировки или реабилитации), необходимы одинаковые характер и модель нагрузки, одинаковые (или весьма близкие) условия внешней среды, времени суток, режима дня (сон, питание, физические нагрузки, степень общего утомления и т.п.), предварительный (до исследования) отдых не менее 30 мин, исключение дополнительных воздействий на обследуемого (интеркуррентные заболевания, прием медикаментов, нарушения режима, перевозбуждение и др.). Перечисленные условия полностью относятся и к обследованию в условиях относительного мышечного покоя.

Оценить реакцию испытуемого на нагрузку можно по показателям, отражающим состояние различных физиологических систем. Обязательным является определение вегетативных показателей, поскольку изменение функционального состояния организма больше отражается на менее устойчивом звене моторного акта - вегетативном его обеспечении. Как показали наши специальные исследования, вегетативные показатели при физических нагрузках менее дифференцированы в зависимости от направленности двигательной деятельности и уровня мастерства и больше обусловлены функциональным состоянием к моменту обследования. В первую очередь это относится к сердечнососудистой системе, деятельность которой теснейшим образом связана со всеми функциональными звеньями организма, во многом определяя его жизнедеятельность и механизмы адаптации, и поэтому в значительной степени отражает функциональное состояние организма в целом. Видимо, в связи с этим методы исследования кровообращения в клинике и спортивной медицине разработаны наиболее подробно и широко используются при любом обследовании занимающихся. При пробах с субмаксимальными и максимальными нагрузками на основании данных о газообмене и биохимических показателях оцениваются также обмен, аэробная и анаэробная работоспособность.

При выборе метода исследования определенное значение имеет направленность двигательной деятельности занимающегося и его преимущественное влияние на то или иное функциональное звено организма. Например, при тренировке, характеризующейся преимущественным проявлением выносливости, кроме исследования сердечно-сосудистой системы, обязательно определение показателей, отражающих функцию дыхания, кислородный обмен и состояние внутренней среды организма, при сложнотехнических и координационных видах спорта - состояние центральной нервной системы и анализаторов, при скоростно-силовых видах, а также в процессе реабилитации после травм и заболеваний опорно-двигательного аппарата, после заболеваний сердца - показателей кровоснабжения и сократительной способности миокарда и т.д.

Определение до и после нагрузки частоты и ритма сердечных сокращений, артериального давления, снятие ЭКГ обязательны во всех случаях. Получившую в последнее время широкое распространение (особенно при физиологических и спортивно-педагогических исслдованиях) оценку реакции на нагрузку только по пульсовой ее стоимости (например, в классическом варианте степ-теста и пробы PWC-170) нельзя признать достаточной, поскольку одна и та же ЧСС может отражать разное функциональное состояние обследуемого, например хорошее при сопряженных и неблагоприятное при разнонаправленных изменениях ЧСС и артериального давления. Одновременно с подсчетом пульса измерение артериального давления позволяет судить о взаимосвязи разных компонентов реакции, т.е. о регуляции кровообращения, а электрокардиография - о состоянии миокарда, в наибольшей степени страдающего при чрезмерной нагрузке.

Улучшение функционального состояния проявляется экономизацией реакции при стандартных нагрузках умереной интенсивности: кислородный запрос удовлетворяется при меньшем напряжении обеспечивающих систем, главным образом кровообращения и дыхания. При предельных, выполняемых до отказа нагрузках более тренированный организм способен к большей мобилизации функций, что и обусловливает способность выполнить эту нагрузку, т.е. более высокую работоспособность. При этом сдвиги в дыхании, кровообращении, внутренней среде организма могут быть весьма значительными. Однако способность к максимальной мобилизации функций тренированного организма, установленная еще B.C. Фарфелем в 1949 г., благодаря совершенной регуляции используется рационально - лишь тогда, когда предъявленные требования действительно являются максимальными. Во всех остальных случаях действует основной защитный механизм саморегуляции - тенденция к меньшему отклонению от физиологического равновесия при более целесообразной взаимосвязи сдвигов. С улучшением функционального состояния развивается способность к правильному функционированию в широком диапазоне временного изменения гомеостаза: между экономизацией и максимальной мобилизационной готовностью существует диалектическое единство.

Таким образом, при оценке реакции на физическую нагрузку решающим фактором должна быть не величина сдвигов (конечно, при условии, что они находятся в пределах допустимых физиологических колебаний), а их соотношение и соответствие выполненной работе. Совершенствование условно-рефлекторных связей, установление согласованной работы органов и систем, усиление взаимосвязей между разными звеньями функциональной системы (главным образом двигательных и вегетативных функций) при физических нагрузках - важный критерий оценки реакций.

Функциональный резерв организма тем выше, чем меньше при нагрузке степень напряжения регуляторных механизмов, чем выше экономичность и стабильность функционирования эффекторных органов и физиологических систем организма при определенных (заданных) действиях и чем выше уровень функционирования при экстремальных воздействиях.

П.Е. Гуминер и Р.Е. Мотылянекая (1979) различают три варианта регулирования: 1) относительную стабильность функций в большом диапазоне мощности, что отражает хорошее функциональное состояние, высокий уровень функциональных возможностей организма; 2) снижение показателей при повышении мощности работы, что указывает на ухудшение качества регулирования; 3) повышение сдвигов при увеличении мощности, что свидетельствует о мобилизации резервов в затрудненных условиях.

Важнейший и почти абсолютный показатель при оценке адаптации к нагрузке и тренированности - быстрота восстановления. Даже очень большие сдвиги при быстром восстановлении не могут оцениваться отрицательно.

Применяемые при врачебном обследовании функциональные пробы можно условно разделить на простые и сложные. К простым относятся пробы, выполнение которых не требует специальных приспособлений и большой затраты времени, поэтому применение их доступно в любых условиях (приседания, прыжки, бег на месте). Сложные пробы выполняются с помощью специальных приспособлений и аппаратов (велоэргометр, третбан, гребной станок и пр.).

Простые пробы (Котова - Демина, Белоковского, Серкина - Иониной, Шатохина, комбинированная проба Летунова)

Они делятся на одно- двухмоментные и комбинированные. Первые характеризуются однократной нагрузкой - 20 приседаний, бег на месте в темпе 180 шагов/мин в течение 2 и 3 мин (проба Котова Демина и др.). При двух- и трехмоментных пробах нагрузка выполняется повторно с небольшими интервалами. При этом нагрузки могут быть одинаковыми (например, повторный бег на месте в течение 10 с - проба Белоковского) или различными, как при пробе Серкина и Иониной (поднимание гири, бег на месте в течение 15 с с максимальной интенсивностью и задержкой дыхания), пробе Пашона - Мартине (сочетание ортопробы с 20 приседаниями), пробе Шатохина и соавт. (сочетание ортопробы с Гарвардским степ-тестом и др.).

Невозможность точного учета выполненной работы и сравнительно небольшая нагрузка ограничивают использование этих проб во врачебно-спортивной практике, главным образом при массовых исследованиях, но при соблюдении строго одинаковых условий и они могут дать определенную информацию.

При хорошем функциональном состоянии обследуемого ЧСС после 20 приседаний увеличивается не более чем до 78-110 уд/мин, систолическое артериальное давление - до 120-140 мм рт. ст. при снижении диастолического на 5-10 мм, восстановление до исходных величин происходит за 2-5 мин, при 3-минутном беге на месте ЧСС увеличивается на 50-70% по сравнению с исходным уровнем, систолическое артериальное давление увеличивается на 15-40 мм.рт.ст., а диастолическое уменьшается на 5-20 мм.рт.ст., востановительный период продолжается 3-4 мин. У слаботренированных лиц сдвиги более значительны, восстановление затягивается.

По характеру воздействия

1. Функциональные пробы с дозированной физической нагрузкой.

Эти пробы позволяют получить объективные данные о функциональном состоянии сердечно - сосудистой системы и полезны в практическом отношении: они характеризуют восстановительные процессы, что дает информацию для оценки функциональной готовности спортсмена. Кроме того, по сдвигам частоты сердечных сокращений (ССС), артериального давления (АД) можно косвенно судить о характере реакции на нагрузку и даже выявить ранние нарушения работоспособности. Динамические исследования с использованием проб позволяют наблюдать за тренированностью, а также изучать характер адаптации ССС к меняющимся условиям среды, что позволяет тренеру дозировать нагрузку индивидуально каждому спортсмену.

Функциональные пробы с дозированной нагрузкой подразделяются на одномоментные, двухмоментные и трехмоментные.

К одномоментным пробам относятся:

• - проба Мартинэ -Кушелевского
• - проба Котова - Дешина
• - проба Руфье
• - Гарвардский степ - тест

Одномоментные пробы обычно применяют при массовых исследованиях лиц, занимающихся физической культурой и спортом. Выбор нагрузки обусловлен степенью подготовленности испытуемого.

Двухмоментные функциональные пробы состоят из двух нагрузок и выполняемые с небольшим интервалом отдыха. Например, тест PWC 170 или 15 секундный бег в максимальном темпе дважды с интервалом отдыха в 3 минуты, применяемый для спринтеров, боксеров.

Трехмоментная комбинированная проба С.П.Летунова позволяет разносторонне исследовать функциональную способность ССС у спортсменов.

• 2. Пробы с изменением условий внешней среды:
  • - гипоксические пробы (пробы Штанге, Генчи);
  • - проба с вдыханием воздуха с различным содержанием кислорода и углекислого газа;
  • - пробы в условиях измененной температуры внешней среды (в термокамере) или атмосферного давления (в барокамере);
  • - пробы при воздействии на организм линейного или углового ускорения (в центрифуге).
• 3. Пробы с изменением положения тела в пространстве:
  • - ортостатические пробы (простая ортостатическая проба, активная ортопроба по Шеллонгу, модифицированная ортопроба по Стойде, пассивная ортопроба);
  • - клиностатическая проба.
• 4. Пробы с использованием фармакологических и пищевых средств.

Используют с целью дифференциальной диагностики между нормой и патологией. По принципу фармакологического тестирования эти пробы принято делить на нагрузочные и пробы выключения.

К нагрузочным относятся те пробы, в которых применяемый фармакологический препарат оказывает стимулирующее действие на исследуемый физиологический или патофизиологический механизм.

Пробы выключения основаны на ингибирующих (блокирующих) эффектах целого ряда препаратов.

• 5. Пробы с натуживанием:
  • - проба Флека;
  • - проба Бюргера;
  • - проба Вальсальвы - Бюргера;
  • - проба с максимальным натуживанием.
• 6. Специфические пробы, имитирующие спортивную деятельность.

Применяются при проведении врачебно - педагогических наблюдений с использованием повторных нагрузок.

По критерию оценки пробы

• 1. Количественные - нагрузка и оценка пробы выражается в какой -либо величине;
• 2. Качественные - оценка пробы ведется путём определения типа реакции сердечно - сосудистой системы на нагрузку.

По характеру физической нагрузки

• 1. Аэробные - позволяющие судить о параметрах системы транспорта кислорода;
• 2. Анаэробные - позволяющие оценивать способность организма функционировать в условиях двигательной гипоксии, возникающей при интенсивной мышечной работе.

В зависимости от времени регистрации показателей

• 1. Рабочие - показатели регистрируются в покое и непосредственно во время выполнения нагрузки;
• 2. Послерабочие - показатели фиксируются в покое и после прекращения нагрузки в период восстановления.

По интенсивности применяемых нагрузок

• 1. С малой нагрузкой;
• 2. Со средней нагрузкой;
• 3. С большой нагрузкой:
  • - субмаксимальной;
  • - максимальной.

Рецензенты: Броновицкая Г.М., канд. мед. наук, доцент.

Зубовский Д.К., канд. мед. наук.

Пособие «Функциональные пробы в спортивной медицине» подготовлено в соответствии с программой по спортивной медицине. Предназначено для студентов физкультурных и медицинских вузов, факультетов физвоспитания, а также для преподавателей, тренеров и спортивных врачей.

к.м.н., доцент Жукова Т.В.

ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………………………..4

ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ПРОБЫ (требования, показания, противопоказания)…….6

КЛАССИФИКАЦИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ПРОБ………………………………..8

ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ И НЕРВНО - МЫШЕЧНОГО АППАРАТА……………………………………………………………. 10

Проба Ромберга (простая и усложненные)

Проба Яроцкого

Проба Воячека

Проба Миньковского

Ортостатические пробы

Клиностатическая проба

Проба Ашнера

Теппинг – тест

ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ СИСТЕМЫ ВНЕШНЕГО ДЫХАНИЯ… 16

Гипоксические пробы

Проба Розенталя

Проба Шафрановского

Проба Лебедева

ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ СЕРДЕЧНО – СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ (ССС)…………………………………………………………………………………..19

Проба Мартинэ –Кушелевского

Проба Котова –Дешина

Проба Руфье

Проба Летунова

Гарвардский степ – тест

Тест PWC 170

Пробы с натуживанием

ВРАЧЕБНО – ПЕДАГОГИЧЕСКИЕ НАБЛЮДЕНИЯ (ВПН)……………………..33

Метод непрерывного наблюдения

Метод с дополнительной нагрузкой

ПРИЛОЖЕНИЯ……………………………………………………………………….36

1. Процент прироста пульса на 1-й минуте восстановления после физической нагрузки ………………………………………………………………………………….37

2. Процент прироста пульсового давления на 1-й минуте восстановления после физической нагрузки …………………………………………………………………38

3. Таблицы для определения индекса гарвардского степ –теста…………………..39

4. Внешние признаки утомления……………………………………………… …..44

5. Форма хронометража урока и учета реакции пульса методом непрерывного наблюдения………………………………………………………………………..……. 45

6. Протоколы ВПН……………………………………………………………………46

Введение

Тестирование в спортивной медицине занимает одно из важнейших мест в оценке подготовленности физкультурников и спортсменов. Оно позволяет оценить не только уровень физической работоспособности, но и дать характеристику функционального состояния различных систем организма. Поэтому в функциональной диагностике, кроме проб с физической нагрузкой, широко используются пробы с переменой положения тела, с изменением внешней среды, фармакологические, пищевые и другие.

Результаты тестирования позволяют помочь специалистам в области физического воспитания и спортивной тренировки разработать индивидуальные программы учебно-тренировочного процесса. Это относится как к массовой физической культуре так и к спорту. Именно поэтому педагог (тренер) и врач должны обладать знаниями в этой области спортивной медицины с целью подбора функциональных проб, адекватных уровню подготовленности и задачам тренировки, их качественного проведения и объективной оценки результатов тестирования.

Толерантность к нагрузке служит основным критерием дозирования физических нагрузок в системе подготовки. А основным критерием оценки эффективности физического воспитания является характер ответной реакции на нагрузку и результативность. Нередко с помощью функциональных проб можно выявить функциональные особенности и отклонения, а также скрытые пред- и патологические состояния.

Все это обуславливает особое значение функциональных проб в комплексной методике врачебного и педагогического контроля за спортсменами и лицами, занимающимися физической культурой.

В данной работе мы акцентировали внимание на функциональных пробах, которые выполняются на практических занятиях по спортивной медицине.

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

АД – артериальное давление

ВПН – врачебно – педагогические наблюдения

ВПУ – внешние признаки утомления

ЖЕЛ – жизненная ёмкость лёгких

ИГСТ – индекс гарвардского степ - теста

ИР – индекс Руфье

ИРД – индекс Руфье – Диксона

МПК – максимальное потребление кислорода

П – пульс

ПД – пульсовое давление

ПКР – показатель качества реакции

ЧД – частота дыхания

ЧСС – частота сердечных сокращений

HV – объём сердца в см 3

PWC – физическая работоспособность

maxQ s - максимальный ударный объём крови

Во время врачебного контроля чаще всего используются функциональные пробы с задержкой дыхания, пробы с изменениями положения тела в пространстве и пробы с физической нагрузкой.

1. Пробы с задержкой дыхания

Проба с задержкой дыхания во время вдоха (проба Штанге). Проба выполняется в положении сидя. Исследуемый должен сделать глубокий вдох и задержать дыхание как можно дольше (сжимая нос пальцами). Длительность времени перерыва в дыхании отсчитывают секундомером. В момент выдоха секундомер останавливают. У здоровых, но нетренированных лиц время задержки дыхания колеблется в пределах 40-60 сек. у мужчин и 30-40 сек. у женщин. У спортсменов это время увеличивается до 60-120 сек. у мужчин и до 40-95 сек. у женщин.

Проба с задержкой дыхания во время выдоха (проба Генчи). Сделав обычный выдох, исследуемый задерживает дыхание. Длительность перерыва в дыхании отмечается секундомером. Секундомер останавливают в момент вдоха. Время задержки дыхания у здоровых нетренированных лиц колеблется в пределах 25-40 сек. у мужчин и 15-30 сек. – у женщин. У спортсменов наблюдают значительно высшие показатели (до 50-60 сек. в мужчин и 30-50 сек. у женщин).

Следует отметить, что функциональные пробы с задержкой дыхания характеризуют в первую очередь функциональные способности сердечно-сосудистой системы, проба Штанге к тому же отображает стойкость организма к недостаточности кислорода. Способность к длительной задержке дыхания зависит определенным образом от функционального состояния и мощности дыхательных мышц.

2. Пробы с изменениями положения тела в пространстве

Функциональные пробы с изменениями положения тела позволяют оценить функциональное состояние вегетативной нервной системы: симпатического (ортостатическая) или парасимпатического (клиностатическая) ее отделов.

Ортостатическая проба. После пребывания в положении лежа на протяжении не менее чем 3-5 мин. у исследуемого подсчитывают частоту пульса за 15 сек. и результат умножают на 4. Тем самым определяют исходную частоту сердечных сокращений за 1 мин. После чего исследуемый медленно (за 2-3 сек.) встает. Сразу после перехода в вертикальное положение, а затем через 3 мин. стояния (то есть когда показатель ЧСС стабилизируется) у него снова определяют частоту сердечных сокращений (по данным пульса за 15 сек., умноженными на 4).

Нормальной реакцией на пробу является увеличение ЧСС на 10-16 ударов за 1 мин. сразу после подъема. После стабилизации этого показателя через 3 мин. стояние ЧСС несколько уменьшается, но на 6-10 ударов за 1 мин. выше чем в горизонтальном положении. Более сильная реакция свидетельствует о повышенной реактивности симпатической части вегетативной нервной системы, что присуще недостаточно тренированным лицам. Более слабая реакция наблюдается в случае сниженной реактивности симпатической части и повышенного тонуса парасимпатической части вегетативной нервной системы. Более слабая реакция, как правило, сопровождает развитие состояния тренированности.

Клиностатическая проба. Данную пробу проводят в обратном порядке: ЧСС определяется после 3-5 мин. спокойного стояния, потом после медленного перехода в положение лежа, и, наконец, после 3 мин. пребывание в горизонтальном положении. Пульс подсчитывают также при 15-ти секундных интервалах времени, умножая результат на 4.

Для нормальной реакции характерно снижения ЧСС на 8-14 ударов за 1 мин. сразу после перехода в горизонтальное положение и некоторое повышение показателя после 3 мин. стабилизации, но ЧСС при этом на 6-8 ударов за 1 мин. ниже, чем в вертикальном положении. Большее снижение пульса свидетельствует о повышенной реактивности парасимпатической части вегетативной нервной системы, меньше – о сниженной реактивности.

Во время оценки результатов орто- и клиностатической проб необходимо учитывать, что непосредственная реакция после изменения положения тела в пространстве указывает главным образом на чувствительность (реактивность) симпатического или парасимпатического отделов вегетативной нервной системы, тогда как реакция, измеряемая через 3 мин. характеризует их тонус.

3. Пробы с физической нагрузкой

Функциональные пробы с физической нагрузкой используются преимущественно для оценки функционального состояния и функциональных способностей сердечно-сосудистой системы.

Функциональные пробы на восстановление :

При проведении функциональных проб на восстановление используется стандартная физическая нагрузка. Как стандартная нагрузка у нетренированных лиц чаще всего применяется проба Мартине-Кушелевского (20 приседаний за 30 сек.); у тренированных лиц – комбинированную пробу Летунова.

Проба Мартине-Кушелевского (20 приседаний за 30 сек.).

У исследуемого перед началом пробы определяют исходный уровень АД и ЧСС в положении сидя. Для этого налагают манжету тонометра на левое плечо и через 1-1,5 мин. (время, необходимое для исчезновения рефлекса, который может появиться при наложении манжеты) измеряют АД и ЧСС. Частоту пульса подсчитывают за 10-ти сек. интервал времени до тех пор, пока не будет получено три одинаковых цифры подряд (например, 12-12-12). Результаты исходных данных записывают во врачебно-контрольную карту (ф.061/у).

Потом, не снимая манжеты, исследуемому предлагают выполнить 20 приседаний за 30 сек. (руки должны быть вытянутые вперед). После нагрузки исследуемый садится и на 1-й минуте восстановительного периода на протяжении первых 10 сек. у него подсчитывают частоту пульса, а на протяжении следующих 40 сек измеряют АД. В последние 10 сек. 1-й мин. и на 2-й и 3-й минутах восстанавливаемого периода за 10-ти сек. интервалы времени опять подсчитывают частоту пульса до тех пор, пока он не вернется до исходного уровня, причем одинаковый результат должен повториться три раза подряд. Вообще рекомендуется подсчитывать частоту пульса не менее 2,5–3-х минут, поскольку существует возможность возникновения “негативной фазы пульса” (то есть уменьшение его величины ниже от исходного уровня), который может быть результатом избыточного повышения тонуса парасимпатической нервной системы или следствием вегетативной дисфункции. Если пульс не вернулся к исходному уровню на протяжении 3-х минут, (то есть за период, который считается нормальным) восстановительный период следует считать неудовлетворительным и подсчитывать пульс в дальнейшем нет смысла. После 3-х мин. измеряют последний раз АД.

Комбинированная проба Летунова.

Проба состоит из 3-х последовательных многообразных нагрузок, которые чередуются с интервалами отдыха. Первая нагрузка – 20 приседаний (используется в качестве разминка), второе – бег на месте на протяжении 15 сек. с максимальной интенсивностью (нагрузка на скорость) и третье – бег на месте на протяжении 3-х мин. в темпе 180 шагов в 1 мин. (нагрузка на выносливость). Длительность отдыха после первой нагрузки, на протяжении которого измеряют ЧСС и АД, составляет 2 мин., после второго – 4 мин. и после третьего — 5 мин.

Таким образом, данная функциональная проба позволяет оценить приспособленность организма к физическим нагрузкам разнообразного характера и разнообразной интенсивности.

Оценка результатов вышеприведенных проб осуществляется путем изучения типов реакции сердечно-сосудистой системы на физическую нагрузку. Возникновение того или другого типа реакции связано с изменениями гемодинамики, которые происходят в организме при выполнении мышечной работы.