СПОСОБ ОЦЕНКИ ФИЗИЧЕСКОЙ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ПОДРОСТКОВ
METHOD OF ESTIMATIING EXERCISE PERFORMANCE OF TEENAGERS

Изобретение относится к медицине, в частности к спортивной медицине, конкретно к способам контроля физической работоспособности человека, и может быть использовано при мониторинге резервов физической работоспособности спортсменов - подростков для моделирования дозированной нагрузки.
Понятие "физическая работоспособность" (ФР) широко используется в физиологии труда и спорта и является интегральным показателем физических возможностей человека. Физическая работоспособность - понятие комплексное и определяется рядом факторов: морфофункциональным состоянием органов и систем человека; психическим статусом, мотивацией и др.
В практике спортивной медицины физическую работоспособность принято оценивать, основываясь на результатах функциональных проб. В качестве критериев физической работоспособности используют множество показателей. Это и максимальное потребление кислорода (МПК), достигнутое при возрастающей интенсивности нагрузки, и величина физической нагрузки, достигнутая при определенной величине частоты сердечных сокращений: 170, 150 или 130 уд/мин (PWC 170, PWC 150 и PWC 130 соответственно), и расчет различных вторичных показателей типа "индекса гарвардского степ-теста" или "индекса Руфье-Диксона", и показатель интенсивности физической нагрузки, при которой в механизмы энергообеспечения мышечной деятельности вовлекается анаэробный обмен и происходит массивный выброс в кровь молочной кислоты ("анаэробный порог"). Эти показатели позволяют выявить критические точки, по которым можно установить общую подготовленность спортсменов и специфические сдвиги в системе энергообеспечения мышечной деятельности в ответ на предъявляемую нагрузку. Для оценки физической работоспособности в спортивно-медицинской практике используют специальные приборы: велоэргометры, степэргометры, бег на тредмилле (бегущая дорожка).
Известен способ определения физической работоспособности и толерантности к физической нагрузке (патент РФ №2012221, опубликован 15.05.1994.), включающий априорное определение функционального класса испытуемого, определение удельной высоты подъема путем задания ступенчатой нагрузки, соответствующей углу условного подъема, фиксирование момента достижения критерия прекращения пробы по фактически достигнутой удельной высоте подъема и определение уточненного функционального класса испытуемого. Недостатком способа является то, что точное воспроизведение любой из проб невозможно, что приводит к ошибкам в оценке.
Известен способ определения физической работоспособности человека (патент РФ №2069974, опубликован 10.12.1996 г.), в котором выполняют комплексную психофизиологическую пробу, оценивают физиологическую реакцию на динамическую нагрузку, уровень психофизической саморегуляции и характер внутренних психологических установок индивида. Недостаток способа в том, что каждая из проб связана с включением ограниченного мышечного массива, что делает невозможной максимальную интенсификацию функций всех систем организма.
Известен способ определения уровня здоровья и физической работоспособности человека (патент РФ №2299007, опубликован 20.05.2007), в котором осуществляют предъявление дозированной физической нагрузки для развертывания функций сердечнососудистой и дыхательной систем.
Известен способ оценки оптимального физического развития юношей-подростков (патент РФ №2162295, опубликован 27.01.2001), заключающийся в определении абсолютных показателей жировой (ЖМТ) и скелетно-мышечной массы тела (СММ) призывников, в котором по величине и соотношению параметров абсолютной жировой и абсолютной мышечной массы тела оценивают оптимальность физического развития и прогнозируют уровень физической работоспособности. Недостаток способа в том, что получаемая информация рассматривается безотносительно к нормальным половозрастным значениям параметров.
Этот способ выбран нами в качестве прототипа.
Наиболее часто об изменениях уровня физической работоспособности судят по изменению максимального потребления кислорода (МПК).
Задачей изобретения является разработка нового количественного способа оценки физической работоспособности подростков, что имеет большое значение для эффективного планирования учебно-тренировочной работы, а также разработки двигательных режимов тренировок.
Техническим результатом, направленным на осуществление поставленной задачи, является оперативность и доступность способа, и как результат сокращение времени оценки физической работоспособности спортсменов-подростков.
Сущность способа заключается в вычислении абсолютных и относительных параметров жировой (ЖМТ), скелетно-мышечной (СММ), для чего проводят биоимпедансные измерения активного и реактивного сопротивлений на запястье и голеностопе на доминирующей и недоминирующей сторонах тела, показатели усредняют, и вычисляют процент превышения среднепопуляционных значений жировой (ЖМТ), скелетно-мышечной (СММ) массы тела и активной клеточной массы тела в тощей массе (АКМ): Δ%ЖМТ, Δ%СММ и Δ%АКМ, затем вычисляют индекс физической работоспособности (ИФР) по формулам:
для мальчиков: ИФР=к1×Δ%АКМ+к2×Δ%СММ-к3×Δ%ЖМТ+С4,
где к1=0,33, к2=0,05, к3=0,14, С4=43,42,
для девочек: ИФР=к1×Δ%АКМ+к2×Δ%СММ+к3×Δ%ЖМТ+С4,
где к1=0,16, к2=0,2, к3=0,03, С4=45,07,
и при значениях ИФР для мальчиков 18-31 и девочек 15-25 делают вывод об очень плохой физической работоспособности, при значениях 32-38 для мальчиков и 26-31 для девочек делают вывод о плохой физической работоспособности, при значениях 39-44 для мальчиков и 32-38 для девочек судят об удовлетворительной физической работоспособности, при значениях 45-57 для мальчиков и 39-46 для девочек судят о хорошей физической работоспособности, а при значениях 58-80 для мальчиков и 47-70 для девочек судят об отличной физической работоспособности.
Способ осуществляется следующим образом. Для определения параметров компонентного состава массы используют биоимпедансный анализатор состава тела с нормами для подростков, например АВС-01 Медасс (НТЦ "Медасс", Москва). Биоимпедансный анализ представляет собой методику измерения состава массы тела человека (количество жира, клеточной массы, общее количество воды, мышц,). (Биоимпедансный анализ состава тела человека. Николаев Д.В., Смирнов А.В., Бобринская И.Г., Руднев С.Г. М.: Наука, 2009. 392 с). Биоимпедансный анализ состава тела начинают с антропометрических измерений. Определяют и вводят в учетную запись длину, массу тела, обхваты талии, бедер, пола и возраста. Затем накладывают измерительные и токовые электроды по стандартной тетраполярной схеме, как показано на Рис.1. Расположение электродов на руках и на ногах.
Проводят измерения активного и реактивного сопротивлений на доминирующей и недоминирующей сторонах тела. Этот признак является существенным, так как у подростков давольно часто отмечают асимметричность развития скелетно-мышечной массы, т.е. более развита правая и левая рука или нога. Для объективности точности результатов необходимо измерение на доминирующей и недоминирующей сторонах, тогда достоверность оценки будет выше.
Показатели усредняют и по ним вычисляют процент превышения среднепопуля-ционных значений Δ%ЖМТ, Δ%СММ и Δ%АКМ, полученные данные вносят в формулу и вычисляют индекс физической работоспособности, используемый далее в качестве оценки ФР:
для мальчиков:
ИФР=к1×Δ%АКМ+к2×Δ%СММ-к3×Δ%ЖМТ+С4,
где к1=0,33, к2=0,05, к3=0,14, с4=43,42
для девочек:
ИФР=к1×Δ%АКМ+к2×Δ%СММ+к3×Δ%ЖМТ+С4,
где к1=0,16, к2=0,2, к3=0,03, с4=45,07.
Известна оценка индекса физической работоспособности по пятибалльной системе:
Критерий оценки
Мальчики
Девочки
очень плохо
18-31
15-25
плохо
32-38
26-31
удовлетворительно
39-44
32-38
хорошо
45-57
39-46
отлично
58-80
47-70
(Корнеева И.Т. Докт. дис. Патогенетические основы коррекции функциональных изменений сердца юных спортсменов. - М., 2003. - 267 с.).
Рассчитанный индекс физической работоспособности сравнивают с известным индексом по пятибалльной системе и делают вывод о физической работоспособности подростка.
Для подтверждения достоверности результатов проводят оценку физической работоспособности методом велоэргометрии PWC 170.
Примеры конкретного осуществления способа
Пример 1. Мележиков Андрей, 15 лет, рост 183 см, вес 61,7 кг,1-й взрослый разряд по спортивному плаванию. Проводят биоимпедансный анализ состава массы тела, для чего измеряют активное и реактивное сопротивление на доминирующей и недоминирующей сторонах тела. На правой (доминирующей) стороне получены значения активного сопротивления 573 Ом, а реактивного сопротивления - 70 Ом, на левой соответственно - 561 Ом и 74 Ом. Среднее значение - активного сопротивления - 577 Ом, а реактивного - 72 Ом.
Протокол биоимпедансного анализа прилагается (Фиг.2). Показатели усредняют и вычисляют процент превышения среднепопуляционных значений жировой (ЖМТ), скелетно-мышечной (СММ) массы тела и активной клеточной массы тела в тощей массе: (АКМ): Δ%АКМ=5%, Δ%СММ=19%, Δ%ЖМТ=-12%.
Индекс ИФР рассчитывают по формуле для мальчиков:
ИФР=к1×Δ%АКМ+к2×Δ%СММ-к3×Δ%ЖМТ+С4,
где к1=0,33, к2=0,05, к3=0,14, с4=43,42,
ИФР=0,33×5+0,05×19+0,14×(-12)+43,42=1,65+0,95-1,68+43,42=44,34.
Это значение ИФР соответствует оценке «хорошо» по пятибалльной системе. Для проверки достоверности полученных результатов проводят велоэргометрическую пробу и определяют индекс ИФР равный 45,2. Относительная погрешность по предложенной формуле и велоэргометрическому способу определения ИФР составила 2,5%.
Пример 2. Винюкова Надежда, 14 лет, рост 172 см, вес 60 кг, мастер спорта, спортивное плавание. Протокол оценки состава массы тела прилагается (Фиг.3).
На правой (доминирующей) стороне получены значения активного сопротивления 570 Ом, а реактивного сопротивления - 65 Ом, на левой соответственно - 586 Ом и 73 Ом. Среднее значение активного сопротивления - 578 Ом, а реактивного - 69 Ом.
Показатели усредняют и вычисляют процент превышения среднепопуляционных значений жировой (ЖМТ), скелетно-мышечной (СММ) массы тела и активной клеточной массы тела в тощей массе: Δ%АКМ=8%, Δ%СММ=15%, Δ%ЖМТ=-1%.
Величину оценки ИФР рассчитывают по формуле для девочек:
ИФР=к1×Δ%АКМ+к2×Δ%СММ+к3×Δ%ЖМТ+С4,
где к1=0,16, к2=0,2, к3=0,03, с4=45,07,
0,16×8+0,2×15-0,03×1+45,07=1,28+3-0,03+45,07=49,32.
Это значение индекса ИФР соответствует оценке «отлично» по пятибалльной системе. Для проверки достоверности полученных результатов проводят велоэргометрическую пробу и определяют индекс физической работоспособности равный 48,2. Относительная погрешность по предложенной формуле и велоэргометрическому способу определения ИФР составила 2,3%.
Способ определения физической работоспособности (ФР) по данным состава массы тела доступен, мобилен и хорошо воспроизводится.
Способ позволяет прогнозировать уровень физической работоспособности непосредственно на тренировочных занятиях, а также осуществлять динамический мониторинг и сократить время оценки.
Использование предполагаемого изобретения позволяет осуществить динамический контроль физической работоспособности юных спортсменов на всех этапах тренировочного цикла и регулировать физические нагрузки.