Экологическая физиология

Работоспособность – способность человека выполнять в заданных параметрах и конкретных условиях профессиональную деятельность, сопровождающуюся обратимыми, в сроки регламентированного отдыха, функциональными изменениями в организме. Динамика работоспособности отражается в следующих ее фазах: мобилизация, врабатывание, гиперкомпенсация, оптимальная работоспособность, субкомпенсация, декомпенсация, срыв (утомление). Физическая способность к мышечной работе зависит прежде всего от аэробной способности. Последняя связана с уровнем развития таких факторов, как жизненная емкость легких и общее содержание гемоглобина в крови. Эти два фактора обусловливают максимальную способность возобновления альвеолярного воздуха и максимальную способность связывания кровью кислорода. Таким образом, понятие аэробной способности обозначает предельные возможности организма к мобилизации окислительных процессов для энергетического обеспечения мышечной деятельности и измеряется максимальной величиной потребления кислорода (МПК), которая может быть измерено только в процессе выполнения максимально напряженной работы. Для этой цели обычно используются кратковременные физические нагрузки возрастающей мощности.

Для оценки физической работоспособности используются различные методы исследования. Всемирная организация здравоохранения рекомендует применение теста PWC₁₇₀ (Physical Working Capacity), заключающегося в определении мощности физической работы, при которой частота сердечных сокращений достигает величины 170 уд/мин. По данным величины работоспособности возможно определение максимального потребления кислорода, являющегося интегральным показателем уровня здоровья.

Порядок выполнения работы

Задание 1. Определить физическую работоспособность методом степ-теста

Процедура определения PWC₁₇₀ состоит в выполнении двух нагрузочных заданий возрастающей мощности: первое нагрузочное задание заключается в подъеме на дек-платформу в течение 5-ти минут со скоростью 22,5 подъема в минуту; второе нагрузочное задание заключается в подъеме на дек-платформу в течение 5-ти минут с максимально возможной скоростью (при этом необходимо подсчитывать количество подъемов в минуту для расчета среднего количества подъемов). Высота дек-платформы должна составлять 33 см для женщин и 40 см для мужчин.

Величина PWC₁₇₀рассчитывается по формуле

PWC₁₇₀ = N₁ + (N₂ – N₁) · [(170 – f₁) / (f₂ – f₁)],

где N₁, N₂ – мощность первого и второго нагрузочного задания, кг·м/мин;

f₁, f₂ – частота сердечных сокращений в конце первого и второго нагрузочного задания (разница между f₁ и f₂ должна быть больше 40 уд/мин).

При использовании степ-теста величину работы (мощности нагрузочного задания) определите по формуле

N = 1,3 · М · N · Н,

где М – масса испытуемого, кг; N – число подъемов на ступеньку за 1 мин; Н – высота ступеньки, м.

Таблица 3

Физическая работоспособность по данным PWC (кг·м/мин) (женщины)

Таблица 4

Физическая работоспособность по данным PWC (кг·м/мин) (мужчины)

Чем больше PWC, тем большую мышечную работу может выполнить человек при оптимальном функционировании системы кровообращения, тем больше физическая работоспособность (табл. 3, 4). На уровень физической работоспособности оказывают влияние такие факторы, как пол, возраст, наследственность, состояние здоровья и т.д.

Задание 2. Определить физическую работоспособность методом велоэргометрии

Выполните работу на велоэргометре дважды в течение 5-ти мин, каждый раз с 3-минутным интервалом. Частота вращения педалей должна быть 60–70 об/мин.

Мощность первой нагрузки W₁ для практически здорового мужчины должна составлять 1 Вт/кг, для человека, не занимающегося физическим трудом (тренировками), – 0,5 Вт/кг.

В конце 1-й нагрузки подсчитайте ЧСС за 30 с и в зависимости от нее и величины 1-й нагрузки определите по таблице Белоцерковского (табл. 5) величину 2-й нагрузки W₂.

Таблица 5

Ориентировочные значения мощности 2-й нагрузки (кг·м/мин), рекомендуемые при определении теста PWC₁₇₀ (по 3. Б. Белоцерковскому)

После 3-минутного перерыва исследований на протяжении 5-ти мин поработайте со 2-й нагрузкой (W₂). В конце 2-й нагрузки вновь определите ЧСС за 30 с. Физическую работоспособность определите по формуле Карпмана

PWC₁₇₀ = W₁ + (W₂ – W₁) (170 – f₁ / f₂ – f₁), где PWC₁₇₀ – мощность физической нагрузки на велоэргометре; W₁ и W₂ – мощность 1-й и 2-й нагрузок; f₁, f₂ – ЧСС за 30 с в конце 1-й и 2-й нагрузок.

Задание 3. Определить максимальное потребление кислорода по формуле Карпмана