Что такое физиологические показатели здоровья

2. Физиологические критерии здоровья

Прежде чем перейти к физиологическим критериям здоровья, рассмотрим как наше тело накапливает энергию, как оно использует ее, что такое аэробный и анаэробный процессы, какие факторы влияют на выбор мышцами горючего для своего питания, что такое максимальное потребление кислорода (МПК).

Пища снабжает нас энергией в основном из углеводов и жиров. Эта энергия хранится в организме до тех пор, пока она нам не понадобится.

Углеводы, будь то сахар или крахмал, расщепляются в организме и хранятся в виде гликогена, т.е. макромолекул из соединенных друг с другом остатков молекул глюкозы. Часть гликогена хранится в печени, где она при необходимости расщепляется для поддержания уровня глюкозы в крови с тем, чтобы мозг был в достаточной степени обеспечен ею. Остальная, причем большая, часть глюкозы накапливается в мышцах.

Вода накапливается вместе с гликогеном: на грамм гликогена три грамма воды. Потеря веса, отмечаемая после одной-двух тренировок, является результатом расхода энергии и выделения накопленной воды в виде пота.

Жир хранится в жировой ткани и мышечных клетках. Клетки жировой ткани являются просто емкостями для хранения, и эти емкости увеличиваются, когда мы увеличиваем прием жиров, и уменьшаются, когда мы голодаем. Жировые молекулы расщепляются и выделяют жирные кислоты и глицерин, которые могут с кровью транспортироваться к мышцам для употребления. Содержание жира в организме взрослого худощавого мужчины составляет 15%, в организме взрослой женщины 25% на сухой вес.

Когда мы бежим, наши мышцы потребляют количество энергии прямо пропорциональное скорости бега. Если эту энергию не восполнить сразу же или как можно скорее, то мышцы не могут продолжать свою работу и мы замедляем скорость, а то и вовсе останавливаемся.

Во время физических упражнений работающие мышцы переводят накопленную энергию в кинетическую и в тепло. Это что-то вроде двигателя внутреннего сгорания, в котором химическая энергия (горючее) перерабатывается в механическую энергию.

Энергия производится, когда мышечные клетки, действуя подобно миниатюрной энергостанции, сжигают углеводы и жирные кислоты с помощью кислорода и производят биохимическое вещество, называемое АТФ (аденозинтрифосфат).

АТФ является тем самым веществом, которое производит работу в мышцах. Этот процесс называется «аэробным метаболизмом», потому что он происходит с участием кислорода.

АТФ может также производиться без кислорода, но в этом случае используются только углеводы, без жиров. Этот процесс называется «анаэробным метаболизмом».

Но как организм отличает эти различные процессы производства энергии? Это зависит от многих разных и изменчивых факторов.

Одним из факторов является интенсивность упражнений. В разных видах спорта интенсивность упражнений, а следовательно и потребность в энергии, различна. Такие игры как футбол или теннис включают короткие периоды, требующие больших усилий и напряжения, чередуясь с периодами отдыха или не столь интенсивных упражнений. Даже в таких видах как бег или езда на велосипеде потребность в энергии варьируется в зависимости от темпа, сопротивления ветра и топографии маршрута. По мере того как меняется потребность организма в энергии, меняются источники, из которых организм потребляет горючее.

Многие люди очень отличаются по своим способностям выполнить то или иное упражнение, а также по их метаболической реакции на упражнение — это тоже влияет на выбор горючего.

Таким образом, выбор горючего определяется работающими мышцами. Некоторые мышцы работают аэробным способом, т.е. они могут использовать в виде горючего углеводы или жиры. Другие работают, главным образом, анаэробным способом, в таком случае они могут использовать только углеводы. Это можно изменить тренировкой. Тренировка позволяет мышцам потреблять больше кислорода из крови и, следовательно, производить больше аэробной энергии.

Именно потребление кислорода организмом является ключевым фактором к определению какое горючее использовать и к эффективности спортивной деятельности.

Для того, чтобы было понятно почему это так, мы должны объяснить понятие, которое спортивные эксперты называют «максимальное потребление кислорода» (МПК).

Чем напряженнее мы занимаемся, тем интенсивнее мы дышим, чтобы улучшить прием и усвоение кислорода, что позволяет производить все больше и больше энергии аэробным способом. Но наша способность использовать кислород не бесконечна, она ограничена. Каждый имеет свой уровень «максимального потребления кислорода».

В спортивной науке МПК считается очень важным параметром. Использование кислорода бегуном на данный момент может быть выражено как % уровня его личного МПКмакс. Это число называется % МПКмакс. и выражает насколько напряженно данное упражнение ощущается бегуном, насколько он близок к своему личному лимиту.

Скоростной бег, который составляет 100% МПКмакс. для малоподвижного индивидуума «А» может составлять менее чем 50% МПКмакс. для спринтера «Б». «А» устает очень быстро, в то время как «Б» не испытывает напряжения и может поддерживать свою скорость длительное время.

Два человека могут бежать с одинаковой скоростью и использовать одинаковое количество кислорода, но они будут по-разному ощущать интенсивность этого упражнения. Тот, у которого процент уровня МПКмакс. выше, будет испытывать большую нагрузку. Процентное отношение МПКмакс. — это показатель индивидуальной или относительной интенсивности упражнения. Его не следует путать с объективными показателями, такими как скорость или дистанция пробега. Мы можем использовать этот метод описания относительной интенсивности упражнения для того, чтобы показать как организм меняет способ производства энергии.

При использовании малоинтенсивных упражнений организм работает аэробически. При (по меньшей мере) 50% МПКмакс. преобладающим источником энергии являются жиры, поставляющие более половины всей производимой энергии. Если посмотреть с другой стороны, это значит, что энергия, получаемая от жиров, не высвобождается так быстро, чтобы позволить заниматься упражнениями с большой интенсивностью, чем 50% МПКмакс.

При 50–60% МПКмакс. вклад жиров и углеводов приблизительно одинаков. Выше же этого уровня углеводы являются главным источником энергии, и максимальная доступность углеводов играет очень большую роль.

Если человек увеличивает скорость бега или взбирается на крутой холм, не замедляя скорости, то необходимая дополнительная энергия уже не покрывается полностью аэробным метаболизмом. Тогда потребность в дополнительной энергии обеспечивается анаэробным способом, позволяющим быстрый расход углеводов без необходимости в дополнительном кислороде. При занятиях очень короткими интенсивными упражнениями, как например спринт на 100 м, почти вся энергия обеспечивается анаэробическим способом. Анаэробный метаболизм расходует углеводы очень быстро и также производит молочную кислоту. Молочная кислота мешает эффективной работе мышц и является одной из причин усталости. Поэтому анаэробная система полезна лишь для обеспечения кратковременного прилива энергии. Таким образом, источники горючего меняются по мере возрастания интенсивности упражнений.

Тренировка дает возможность спортсменам упражняться дольше и напряженнее. Хорошо натренированный бегун на длинные дистанции может сохранять хороший темп не напрягая себя более, чем на 50–60% МПКмакс. Таким образом накопления жиров могут использоваться длительно, а накопления гликогена должны расходоваться более экономично. Другим фактором, влияющим на вид используемого горючего, является длительность упражнения. По мере выполнения упражнения накопления гликогена в работающих мышцах иссякают. Тогда производство энергии происходит только за счет жирных кислот, и хотя бегун продолжает бежать, но теперь он (или она) испытывает желание замедлить бег.

Организм может также получить энергию из глюкозы, поступившей в кровь. К концу упражнения пропорция энергии из глюкозы, поступившей в кровь, возрастает.

Источники горючего меняются с течением времени (в данном примере интенсивность упражнения составляла 50% МПКмакс.).

Спортсмены заметили, что мышечный гликоген истощается после 2–3 часов постоянных упражнений при 60–80% МПКмакс. или при повторяющемся интенсивном пробеге, как это бывает в играх или спорте.

Краткое заключение о различных путях использования накопленного в теле горючего см. в табл. 1.

Когда кровь транспортирует максимум кислорода к мышцам

Упражнения с низкой интенсивностью.

Ранние стадии интенсивных упражнений.

Когда снабжение кислородом ограничено

Интенсивные упражнения. Поздние стадии не очень интенсивных упражнений.

Основным критерием здоровья следует считать величину максимального поглощения кислорода данного индивида. МПК является количественным выражением уровня здоровья, показателем «количества» здоровья. При высоком уровне МПК энергообеспечение мышечной деятельности низкой и средней интенсивности успешно происходит за счет аэробного (при участии кислорода) окисления углеводов и жиров. Это основной и весьма эффективный путь энергообеспечения, поскольку запасы доступных окислению веществ в организме велики, а образующиеся в его ходе продукты — вода и углекислый газ — безвредны и легко удаляются из тела и, следовательно, не ограничивают работоспособность.

Величина МПК характеризует мощность аэробного процесса, т. е. количество кислорода, которое организм способен усвоить (потребить) в единицу времени (за 1 мин). Она зависит, в основном, от двух факторов: функции кислородтранспортной системы и способности работающих скелетных мышц усваивать кислород.

Кислородная емкость крови (количество кислорода, которое может связать 100 мл артериальной крови за счет соединения его с гемоглобином) в зависимости от уровня тренированности колеблется в пределах от 18 до 25 мл. В венозной крови, оттекшей от работающих мышц, содержится не более 6–12 мл кислорода (на 100 мл крови). Это означает, что высококвалифицированные спортсмены при напряженной работе могут потреблять до 15–18 мл кислорода из каждых 100 мл крови. Если учесть, что при тренировке на выносливость у бегунов и лыжников минутный объем крови может возрастать до 30–35 л/мин, то указанное количество крови обеспечит доставку работающим мышцам кислорода и его потребление до 5,0–6,0 л/мин — это и есть величина МПК.

Таким образом, наиболее важным фактором, определяющим и лимитирующим величину максимальной аэробной производительности, является кислородтранспортная функция крови, которая зависит от кислородной емкости крови, а также сократительной и «насосной» функции сердца, определяющей эффективность кровообращения.

Не менее важную роль играют и сами «потребители» кислорода — работающие скелетные мышцы. По своей структуре и функциональным возможностям различают два типа мышечных волокон — быстрые и медленные. Быстрые (белые) мышечные волокна это толстые волокна, способные развивать большую силу и скорость мышечного сокращения, но не приспособленные к длительной работе на выносливость. В быстрых волокнах преобладают анаэробные механизмы энергообеспечения. Медленные (красные) волокна приспособлены к длительной малоинтенсивной работе — за счет большого числа кровеносных капилляров, содержания миоглобина (мышечного гемоглобина) и большей активности окислительных ферментов. Это окислительные мышечные клетки, энергообеспечение которых осуществляется аэробным путем (за счет потребления кислорода). Поскольку состав мышечных волокон в основном генетически обусловлен этот фактор должен обязательно учитываться при выборе спортивной специализации. Так, у бегунов на длинные дистанции и марафонцев мышцы нижних конечностей на 70–80% состоят из медленных окислительных во­локон и только на 20–30% из быстрых анаэробных. У бегунов-спринтеров, прыгунов и метателей соотношение состава мышечных волокон противоположное.

Связь между аэробными возможностями организма и состоянием здоровья впервые была обнаружена американским врачом Купером (1970). Он доказал, что люди, имеющие уровень МПК 42 мл/мин/кг и выше, не страдают хроническими заболеваниями и имеют показатели артериального давления в пределах нормы. Более того, была установлена тесная взаимосвязь величины МПК и факторов риска ИБС: чем выше уровень аэробных возможностей, тем лучше показатели артериального давления, холестеринового обмена и массы тела. Таким образом, эндогенные (внутренние) факторы риска ИБС формируются лишь при снижении аэробных возможностей до определенного предела.

Абсолютные значения МПК зависят от массы тела, поэтому у женщин эти показатели на 20–30% ниже, чем у мужчин. Однако при сравнении относительных показателей на 1 кг массы тела эти различия в значительной степени нивелируются.

Определение фактической величины МПК прямым мето­дом достаточно сложно, поэтому в массовой физической культуре широкое распространение получили косвенные методы определения максимальной аэробной производительности расчетным путем.

Примерный уровень МПК можно определить с помощью 12–минутного теста Купера, так как между ско­ростью бега и потреблением кислорода также существует прямая корреляционная зависимость. Для этого нужно измерить расстояние, которое испытуемый способен про­бежать за 12 мин по дорожке стадиона с максимальной скоростью (табл. ).

Источник

Определение уровня физического состояния индивидуума

Актуальным аспектом современной медицины является ее профилактическая направленность, предупреждение заболеваний путем воздействия на факторы риска. Одним из ведущих факторов риска в развитии заболеваний сердечно-сосудистой системы, принявшим масштаб эпидемии, является гиподинамия, наблюдающаяся более чем у 1/3 мужского взрослого населения и более чем у 40% женщин в нашей стране. Поэтому рекомендации по повышению уровня двигательной активности являются официально утвержденными и обязательными для практикующего врача при лечении болезней сердечно-сосудистой системы и их профилактике.

Определение двигательного режима — врачебное назначение, должно проводиться индивидуально с учетом уровня физического состояния (УФС) пациента, так как назначение неадекватной физической нагрузки может отрицательно сказаться на его здоровье: привести к ухудшению течения основного заболевания или к появлению симптомов перетренированности. Недостаточная же физическая активность не даст должного тренирующего, лечебного и профилактического эффекта. В связи с этим актуальным является вопрос определения УФС для обоснования и назначения оптимального двигательного режима (ОДР).

Имеется значительное количество различных методов оценки уровня физического состояния. Практика показала, что в ряде случаев при оценке уровня физического состояния одного пациента различными способами, результаты могут не совпадать и даже противоречить друг другу. Это затрудняет работу врача, делает необъективными его рекомендации в отношении назначения ОДР. Особенно ярко эта тенденция прослеживается при заполнении «Врачебно-контрольной карты физкультурника и спортсмена» — УФ № 061У, в которой определен перечень обязательных исследований. Исходя из вышеизложенного была определена цель и задачи исследования.

Определить, какой из методов оценки уровня физического состояния пациента, предложенный в УФ № 061У наиболее объективно отражает состояние пациента и может быть выбран как приоритетный при рекомендации оптимального двигательного режима.

Задачи:

• Определить уровень физического состояния в группе здоровых людей с применением различных методов оценки;
• Определить уровень физической работоспособности индивидуумов в обследуемой группе;
• Методом математического анализа установить сопоставимость значений УФС, найденных различными методиками;
• Определить, какой метод оценки уровня физического состояния наиболее достоверно отражает уровень работоспособности у здоровых людей.

Материалы и методы.

Для достижения поставленной цели было обследовано 108 человек — 1-2 медицинской группы, в возрасте 22-26 лет, в том числе 36 мужчин и 72 женщины, что составило соответственно 33,3% и 66,7%. Исследования проводились с сентября по май в первую половину дня с 9.00 до 12.00 часов. У обследуемых проводился сбор медицинского и спортивного анамнеза, стоматоскопическое и физикальное исследование, определение уровня физического состояния, проведение функционального тестирования. Полученные результаты обрабатывались с применением компьютерных программ Excel, Statistica. Определение достоверности (р) различий абсолютных показателей, результатов корреляционного анализа проводилось при помощи критерия Стьюдента (t), относительных — по критерию Фишера (F).

Определение уровня физического состояния проводилось следующими способами:

1. Определение уровня физического состояния по Е.А. Пироговой:

ЧСС — частота сердечных сокращений, уд. в. мин. в покое;
АД ср. — артериальное давление среднее в покое, мм рт. ст. Находится по формуле:

АДд — артериальное давление диастолическое, мм рт. ст.;
АДс — артериальное давление систолическое, мм рт. ст.;
В — возраст в годах;
МТ — масса тела, кг;
Рост — рост, см;

Полученное цифровое значение оценивается по таблице с градацией на 5 уровней: 0,255-0,375 — «низкий», 0,255-0,375 — «ниже среднего», 0,376-0,525 — «средний», 0,526-0,675 — «выше среднего», 0,826 и более — «высокий».

2. Оценка уровня физического (соматического) здоровья по Г.Л. Апанасенко:

Проводится комплексная оценка уровня физического здоровья по специальным таблицам с подсчетом общего количества баллов. Принимаются во внимание масса тела, рост, жизненная емкость легких, результаты динамометрии, ЧСС покоя, АДс, время восстановления ЧСС после 20 приседаний за 30 сек, (в сек).

Полученное цифровое значение оценивается по таблице с градацией на 5 уровней: ≤ 4 — «низкий», 5-9 — «ниже среднего», 10-13 — «средний», 14-16 — «выше среднего», 17-21 — «высокий».

3. Оценка уровня физического состояния по С.А. Душанину с соавт.:

Проводится комплексная оценка уровня физического состояния с помощью специального опросника со специальной системой подсчета баллов. Принимаются во внимание возраст, вес, уровень артериального давления и ЧСС в покое, восстановление пульса после 20 приседаний за 40 сек, употребление алкоголя и курение, количество регулярных аэробных тренировок в неделю.

Полученное цифровое значение оценивается с градацией на 6 уровней: менее 20 баллов — «очень плохое», 20-50 балов — «плохое», 51-105 баллов — «неудовлетворительное», 106-160 баллов — «удовлетворительное», 161 — 300 баллов — «хорошее», более 300 баллов — «очень хорошее».

4. Определение физической работоспособности проводилось при помощи пробы Руффье:

(30 приседаний в течение 45 с) с расчетом индекса Руффье — Диксона (ИРД, усл. ед.) по формуле:

Уровень физической работоспособности по ИРД оценивается как: «хороший» от 0 до 2,9 усл.ед.; «средний» от 3,0 до 5,9 усл. ед.; «удовлетворительный» от 6,0 до 8,0 усл.ед.; «плохой» — выше 8 усл. ед.

Гипотеза исследования.

Как видно из представленных формул, определение уровня физического состояния в основном базируется на математических расчетах, где в качестве исходных значений используются морфометрические показатели и физиологические параметры, измеренные в состоянии покоя. В ряде случаев во внимание принимается восстанавливаемость пульса после незначительной физической нагрузки (20 приседаний), а в методе С.А. Душанина с соавт. оценивается так же спортивный анамнез — наличие регулярных аэробных нагрузок. В то же время известно, что ведущим показателем функционального состояния организма и объективным критерием здоровья является уровень общей физической работоспособности (ФР).

Физическая работоспособность — понятие комплексное. Складывается из многих факторов: телосложения, антропометрических показателей, мощности, емкости и эффективности механизмов энергопродукции аэробным и анаэробным путем, силы и выносливости мышц, нервно-мышечной координации, состояния опорно-двигательного аппарата, состояния эндокринной системы, психического статуса, мотивации и др. и определяется путем функционального тестирования.

Было выдвинуто предположение, что за наиболее объективный метод определения уровня физического состояния должен быть принят тот, результаты которого в цифровом выражении наиболее значимо коррелируют с результатами определения уровня физической работоспособности.

Результаты определения уровня физического состояния по различным методикам представлены в табл. 1.

Как видно из представленной таблицы, количественное распределение обследуемых по уровням физического состояния значительно различается при применении различных методик определения физического состояния, как у женщин, так и у мужчин.
Так, при применении методики Апанасенко большинство женщин имеет УФС низкий и ниже среднего — 72,5%. Женщин с высоким уровнем не выявлено.
А при определении уровня физического состояния по Пирогову большинство женщин имеют высокий уровень; количество женщин с низким уровнем достоверно уменьшается в 7,8 раза, имеющих УФС ниже среднего — более, чем в 31 раз. Та же тенденция — у мужчин: при определении УФС по Пироговой в 10,3 раза увеличивается количество мужчин с высоким и выше среднего УФС, в 6,2 раза снижается количество мужчин с низким УФС и в 1,6 раза — с УФС ниже среднего по сравнению с результатами определения состояния по методике Апанасенко, р А В