Величина максимального потребления кислорода (МПК) зависит главным образом от развития систем дыхания и кровообращения. Поэтому Всемирная организация здравоохранения признала МПК наиболее объективным и информативным показателем функционального состояния кардио-респираторной системы.
Поскольку основным источником энергии при мышечной работе являются процессы, происходящие с участием кислорода, то по величине максимального потребления кислорода судят о физической работоспособности человека. Величина максимального потребления кислорода изменяется, с возрастом инеодинакова у лиц разного пола. Наиболее объективным показателем работоспособности человека является величина относительного МПК (МПК/кг). Для ее определения делят величину МПК, полученную в эксперименте, на массу тела испытуемого (в кг), Исследования В. Л. Карпмана позволили установить, что уровень МПК, обеспечивающий хорошее здоровье, составляет для мужчин 50 мл/(мин·кг) и для женщин — 42 мл/(мин • кг). Эти показатели зависят от возраста человека.
Предложена таблица оценки МПК в соответствии с возрастом исследуемых разного пола.
Таблица 3. Оценка физической работоспособности человека по показателям относительного максимального потребления кислорода
| Пол | Возраст | МПК, мл/(мин • кг) | ||||
| очень высокое | высокое | среднее | низкое | очень низкое | ||
| Мужчины | 25 и моложе | 55 и выше | 49-54 | 39-48 | 33-38 | 32 и ниже |
| 25-34 | 53 и выше | 45-52 | 38-44 | 32-37 | 31 и ниже | |
| 35-44 | 51 и выше | 43-50 | 36-42 | 30-35 | 29 и ниже | |
| 45-54 | 48 и выше | 40-47 | 32-39 | 27-31 | 26 и ниже | |
| 55-64 | 46 и выше | 37-45 | 29-36 | 23-28 | 22 и ниже | |
| 65 и старше | 44 и выше | 33-43 | 27-32 | 20-26 | 19 и ниже | |
| Женщины | 20 и моложе | 45 и выше | 38-44 | 31-37 | 24-30 | 23 и ниже |
| 20-29 | 42 и выше | 36-41 | 30-35 | 23-29 | 22 и ниже | |
| 30-39 | 40 и выше | 35-39 | 28-34 | 22-27 | 21 и ниже | |
| 40-49 | 37 и выше | 31-35 | 25-30 | 20-24 | 19 и ниже | |
| 50-59 | 35 и выше | 29-34 | 23-28 | 18-22 | [7 и ниже | |
| 60 и старше | 33 и выше | 27-32 | 21-26 | 16-20 | 15 и ниже |
В настоящее время, в условиях цивилизации, в связи с гиподинамией наблюдается снижение показателей максимального потребления кислорода, что свидетельствует об ухудшении состояния кардиореспираторной системы.
В научном эксперименте величину максимального потребления кислорода определяют у испытуемого, выполняющего на велоэргометре предельную работу. Такое прямое определение максимального потребления кислорода представляет значительные трудности: оно требует специальной аппаратуры, большого навыка экспериментатора и, главное, предельного мышечного напряжения.
Для лабораторного эксперимента, в последние годы разработаны методы косвенного расчета величины максимального потребления кислорода по величине мощности работы и частоте сердечных сокращений, зарегистрированной при выполнении этой работы. Эти два показателя определяются при физической нагрузке, получившей название степ-тест (восхождение на ступеньку высотой 40 см и спуск с нее). Эта физическая работа осуществляется по следующим правилам.
←— —— —— —— один цикл —— —— —— —→
Каждый испытуемый выполняет движения с разной скоростью, что связано с его физическим развитием и состоянием кардиореспираторной системы. А поэтому количество циклов, выполняемых за 1 мин, значительно колеблется (от 18 до 30).
При выполнении этой работы увеличивается частота сердечных сокращений. Для того чтобы она достигла устойчивого состояния, рекомендуется выполнять работу в течение 5 мин. Наиболее точные и объективные результаты определения величины максимального потребления кислорода получают в то время, когда пульс у испытуемого находится в пределах 135 – 155 ударов в 1 мин.
На 5-й мин работы подсчитывают точно количество циклов за 1 мин и сразу по окончании работы (после последнего спуска со ступеньки) пальпаторно или с помощью фонендоскопа определяют частоту сердечных сокращений в течение первых 10 сек восстановительного периода.
Зная массу тела испытуемого, высоту скамейки и количество циклов в 1 мин, рассчитывают мощность работы по формуле N=Р · h · п · 1,5,
где N – мощность работы, Р – масса тела испытуемого, h – высота скамейки, п – количество циклов, 1,5 – коэффициент подъема и спуска.
Если, например, масса тела 20-летнего испытуемого 70 кг, высота скамейки 0,4 м (40 см) и совершил он 20 восхождений испусков (циклов) за 1мин, то мощность выполненной им работы окажется равной:
N=70 · 0,4 · 20 · 1,5=840 кг/мин
Пульс,подсчитанный в течение 10 с восстановления, был равен24ударам. Следовательно, в 1 мин
ЧСС=24 · 6=144 уд/мин.
Определение величины максимального потребления кислорода проводится по формуле Добельна, которая учитывает мощность работы в степ-тесте (кгм/мин), пульс в устойчивом состоянии на 5-й минработы и возраст испытуемого:
_______
МПК = 1,29 · √ N / H-60 · K
где N – мощность работы (кгм/мин); Н – пульс на 5-й мин (уд/мин); К – возрастной коэффициент.
Таблица 4. Величина коэффициента (К) в зависимости от возраста.
| Возраст в годах | Коэффициент К | Возраст в годах | Коэффициент К |
| 0,853 | 0,823 | ||
| 0,846 | 0,817 | ||
| 0,839 | 0,809 | ||
| 0,831 | 0,799 |
МПК в нашем примере будет равно:
__________
МПК = 1,29 · √ 840 / 144-60 · 0,839 = 3420 мл/мин.
МПК/кг = 3420 / 70 = 48,8 мл/кг
О с н а щ е н и е: скамейка высотой 40 см, секундомер, фонендоскоп.
С о д е р ж а н и е р а б о т ы: Испытуемый по сигналу экспериментатора начинает работу (восхождение на ступеньку и спуск). Работа осуществляется со скоростью 80 шагов в 1 мин (20 циклов). Время работы контролируется по секундомеру.
В конце 3-й мин экспериментатор останавливает испытуемого на 10 с и подсчитывает у него пульс. Если он оказался ниже 130 ударов в 1 мин, то темп работы необходимо увеличить на 4 – 5 циклов в 1 мин. Если же пульс выше 150 уд/мин, то количество циклов следует уменьшить.
После этой пробы работа в степ-тесте продолжается. На 5-й мин точно подсчитывается количество циклов и после последнего шага (спуска со ступеньки) в течение 10 с определяется пульс.
Следите за тем, чтобы в процессе эксперимента испытуемый совершал строго вертикальный спуск (не оттягивал ногу далеко назад) и не менее двух раз менял опорную для подъема ногу.
Оформление протокола.
1. Определите величину МПК полученные данные занесите в таблицу:
| Фамилия испытуемого | Пол | Возраст | Вес | МПК | МПК/кг |
Объясните физиологический смысл МПК
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Укажите этап процесса дыхания который определяется величиной МПК
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Сделайте заключение о функциональных возможностях системы дыхания и степени её тренированности. Ответ обоснуйте.
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
