2 курс / Нормальная физиология / Методы_исследования_и_фармакологической_коррекции_физической_работоспособности

В связи со структурной и функциональной возрастной ин­ волюцией миокарда, изменением нейрогуморальной регуля­ ции сердечной деятельности и другими причинами возможно­ сти повышения ЧСС становятся с возрастом все более огра­ ниченными, поэтому на уровне предельных физических на­ грузок в каждом последующем десятилетии жизни ЧСС повы­ шается в меньшей степени, чем в предыдущем. Если для мо­ лодых людей ЧСС, равная 170 уд/мин, характеризует опти­ мальное функционирование сердечно-сосудистой системы, то у людей зрелого и пожилого возраста она может свидетельст­ вовать уже о максимальной реакции на физическую нагрузку. У них адаптация и к субмаксимальным физическим нагруз­ кам, вызывающим подъем ЧСС до таких же, как у молодых людей, величин, сопровождается более напряженным режи­ мом деятельности системы кровообращения. Об этом, в част­ ности, можно судить по результатам измерения системного АД. Во время мышечной работы у лиц старшего возраста сис­ толическое и диастолическое АД выше, чем у молодых, при одной и той же ЧСС. Поэтому, вероятно, будет выше и значе­ ние показателя, характеризующего сопротивление работе ле­ вого желудочка,— артериальный импеданс. Эти различия в сердечной деятельности касаются и ряда других физиологиче­ ских показателей, характеризующих тяжесть физической на­ грузки — например, способа энергетического обеспечения ра­ ботающих мышц, соотношения между аэробными и анаэроб­ ными источниками удовлетворения кислородных запросов ор­ ганизма.

Все это говорит о том, что диапазон изменения ЧСС в зоне оптимального функционирования системы кровообращения (в частности, ЧСС, характеризующая начало этой зоны) инди­ видуален для каждой конкретной возрастной группы. Поэто­ му при определении физической работоспособности у лиц старших возрастных групп представляется оправданным ори­ ентироваться на мощность физической нагрузки, при которой ЧСС равна не 170 уд/мин, как у молодых, а меньшей вели­ чине.

Значение ЧСС, равное 170 уд/мин, соответствует пример­ но 87 % от максимального ее значения у молодых людей. Есть предположение, что у лиц старшего возраста начало зо­ ны оптимального функционирования системы кровообраще­ ния характеризует ЧСС, соответствующую примерно тому же проценту от максимальных для этого возраста величин. Зна­ чения ЧСС для лиц с десятилетним возрастным диапазоном могут быть установлены по табл. 7 либо (более точно) по формуле:

40

ЧССИКД= (220 - возраст) • 0,87,

где ЧССипд— индикаторное значение ЧСС.

Такой подход имеет некоторые ограничения, связанные с тем, что данные, характерные для предельных режимов физи­ ческой нагрузки, используются для нормирования ЧСС при непредельных нагрузках. Однако недостаточная точность в выборе индикаторной ЧСС, характеризующей начало зоны оптимального функционирования системы кровообращения, в таком случае компенсируется возможностью оценивать физи­ ческую работоспособность в возрастном аспекте, а также воз­ можностью сопоставлять эти данные с результатами определе­ ния МПК, показателями производительности системы крово­ обращения, целым рядом других морфофункциональных ха­ рактеристик сердца (максимальным ударным и минутным объемом крови во время физической нагрузки, объемом серд­ ца, объемом полости левого желудочка, массой его миокарда и т. д.).

Методика проведения пробы PWCAF, последовательность действий, критерии прекращения нагрузки и противопоказа­ ния к ее использованию в основном аналогичны тем, которых придерживаются при определении величины PWCI70.

При выборе величины первой нагрузки мощность работы для здоровых нетренированных взрослых мужчин с предпола­ гаемой нормальной физической подготовленностью определя­ ется в 1 Вт на 1 кг массы тела, для не занимающихся физиче­ ским трудом или спортом с предполагаемой низкой физиче­ ской работоспособностью — 0,5 Вт на 1 кг массы тела (для женщин соответственно 0,5 и 0,25 Вт на 1 кг массы тела). При определении мощности второй нагрузки, как правило, исхо­ дят из следующего. Желательно, чтобы ЧСС в конце второй нагрузки была примерно на 10—15 уд/мин меньше значений индикаторной ЧСС, выбранной при проведении пробы для

Таблица 7. Максимальная ЧСС и соответствующая ей индикатор­ ная ЧСС, используемая при определении физической работоспособно­ сти [Карпман В. Л. и др., 1988]

41

лиц разного пола (табл. 8). Зная реальную ЧСС и мощность первой нагрузки, а также учитывая, что при увеличении мощ­ ности на 17 Вт ЧСС повышается у мужчин примерно на 8—12 уд/мин, а у женщин на 13—17 уд/мин, с помощью представ­ ленных ниже уравнений можно определить мощность второй нагрузки ?2, достаточной для повышения ЧСС до необходимо­ го уровня.

где F — индикаторное значение ЧСС; W s и ^выражены в ваттах.

Показатель физической работоспособности можно опреде­ лить по формуле:

PWCAF = W, + (W2 - W,)(F - f,)/(f2 - f,),

где PWCAF— показатель физической работоспособности с уче­ том с возрастных изменений ЧСС; W, и W2— мощности пер­ вой и второй нагрузок соответственно; /, и f 2 — ЧСС в конце первой и второй нагрузок; F — ЧСС, составляющая примерно 87 % от максимального возрастного пульса (индикаторное значение ЧСС, см. табл. 7).

При обследовании лиц старше 30 лет помимо изучения ме­ дицинского анамнеза, обязательной записи ЭКГ и измерения АД в условиях покоя, проводятся регулярные наблюдения с регистрацией ЭКГ и измерением АД каждые 2 мин в процессе выполнения физических нагрузок, в конце паузы отдыха меж­ ду нагрузками и в первые 5 мин после окончания второй на­ грузки.

Определению физической работоспособности по результа­ там пробы PWCAF у лиц старше 40 лет должно предшествовать (за один или несколько дней до пробы) ЭКГ-исследование в условиях физической нагрузки с целью объективизации со­ стояния коронарного кровообращения.

Г. М. Яковлев (1979) предложил следующую формулу для расчета планируемой субмаксимальной реакции ЧСС:

Р = Р, + К(215 —В —Р,),

где Р — планируемая ЧСС; Р, — исходная ЧСС в покое; В — возраст обследуемого; К — коэффициент, характеризующий уровень физической подготовленности: 0,9 — спортсмены, 0,8 — здоровые люди, 0,7 — больные ИБС без инфаркта мио­ карда в анамнезе, 0,5 — перенесшие инфаркт миокарда.

Оценка результатов пробы. Физическую работоспособность можно оценить, сравнивая величину, рассчитанную по ре­

42

Таблица 8. Оценка физической работоспособности у лиц разного пола и возраста по результатам пробы PWC^ [Карпман В. Л. и др., 1988]

зультатам проведения пробы, со значениями, приведенными в табл. 8, а также путем анализа индивидуальной динамики уровня физической работоспособности на разных этапах об­ следования.

Чем больше величина PWCAF, тем большую мышечную работу может выполнить человек при оптимальном функционировании системы кровообращения, значит, тем выше его физическая ра­ ботоспособность. Индивидуальные колебания физической рабо­ тоспособности, как уже отмечалось, определяются в основном производительностью кардиореспираторной системы.

Степ-эргометрия

При отсутствии велоэргометра простым и достаточно точным способом дозирования нагрузок является степ-эргометрия, в ос­ нову которой положено модифицированное восхождение по ле­ стнице (ступеньке). С этой целью предложены одно-, дву-, трех- и многоступенчатые тесты. Имеются специальные степ-эргомет­ ры с регулируемой высотой ступенек. В клинической практике лучше всего иметь набор ступенек различной высоты с шири­ ной площадки, достаточно удобной для постановки стоп обсле­ дуемого. Для обеспечения безопасности лестница должна быть надежной и крепиться к полу. При обследовании пожилых лиц ступеньки рекомендуется ставить у стены. Высота ступеньки определяется индивидуально в зависимости от длины ноги ис­ пытуемого. Обычно при проведении степ-эргометрии рекомен­ дуется иметь набор ступенек высотой 25, 33, 40 и 50 см.

Мощность выполняемой работы регулируется изменением

43

высоты ступенек или темпа восхождения. Темп восхождения задается метрономом, звуковым или световым сигналом. При проведении степ-эргометрии необходимо помнить, что при темпе менее 60 шагов в минуту восхождение становится не­ удобным, слишком медленным, а при скорости более 180 ша­ гов в минуту может возникнуть угроза падения обследуемого.

Мощность, затрачиваемая при подъеме на ступеньку, рас­ считывается по формуле:

W = 0,22Р • h • п,

где W — мощность, Вт; Р — масса тела испытуемого, кг; А — высота ступеньки, м; п — число подъемов в минуту.

Определение величины PWC,70 методом степ-эргометрии.

После проведения небольшой разминки выполняется первая нагрузка, и в ее конце определяется ЧСС. Затем испытуемому предоставляется отдых в положении сидя. Исходя из выше­ указанных положений, подбирается мощность второй нагруз­ ки и определяется ЧСС в конце нагрузки. Время выполнения каждой нагрузки составляет 3—5 мин. После выполнения пробы по формуле рассчитывается мощность первой и второй нагрузок. Подставляя найденные значения в формулу В. Л. Карпмана и др. (1988), определяется оценка физической рабо­ тоспособности при ЧСС 170 уд/мин (PWC170).

Методы непрямого определения МПК

Как уже указывалось, прямое определение МПК осуществ­ ляется в процессе сложного и довольно громоздкого экспери­ мента. Изматывающий характер процедуры определения МПК делает невозможным частое изучение этого информа­ тивного показателя физической работоспособности. Помимо этого, субъективное отношение испытуемого к обследованию и, часто, его нежелание выполнять предельные нагрузки су­ щественно отражаются на возможности точно определить максимум аэробной производительности. В связи со сказан­ ным понятна актуальность использования методик расчета ве­ личины МПК непрямыми методами.

Непрямые методы измерения МПК основаны на принятии положения о линейной зависимости между мощностью на­ грузки, с одной стороны, и ЧСС или текущим потреблением кислорода — с другой. Во время дозированной нагрузки у ис­ пытуемых подсчитывают ЧСС, а МПК получают путем экст­ раполяции кривой зависимости «нагрузка — ЧСС». Обычно для этой цели используются формулы или номограммы.

К использованию ненрямых методов измерения МПК при-

44

бегают, если нет соответствующей аппаратуры для прямого измерения МПК, в случаях, когда противопоказаны большие физические нагрузки (например, в пожилом возрасте), а так­ же в повседневной практике.

Результаты многих исследований свидетельствуют о том, что непрямые методы измерения МПК являются достаточно точными. Поэтому к их использованию можно прибегать и при обследовании хорошо тренированных спортсменов, за ис­ ключением тех, спортивные результаты которых прямо зави­ сят от состояния системы транспорта кислорода.

45

В настоящее время наиболее распространенными из суще­ ствующих непрямых способов определения МПК являются следующие.

Метод Астранда (1960) основан на использовании номо­ граммы. Испытуемый выполняет однократную нагрузку на ве­ лоэргометре или путем подъемов на ступеньку (высота кото­ рой составляет 40 см для мужчин и 33 см для женщин) с по­ стоянной частотой, составляющей 22,5 подъема в минуту (90 ударов метронома в минуту). На 5-й минуте нагрузки регист­ рируется ЧСС. Если это сделать невозможно, ЧСС подсчиты­ вают в течение первых 10 с восстановления после нагрузки. Затем по номограмме (рис. 2) находят соответствующее значе­ ние МПК.

Определение МПК по результатам теста PWCi70. Величина PWC170 и величина МПК каждая в отдельности характеризуют физическую работоспособность человека. Между ними имеет­ ся взаимосвязь, близкая к линейной (коэффициент корреля­ ции, по данным разных авторов, равен 0,7—0,9). В. Л. Карпманом предложена формула:

МПК= 1,7PWC170 + 1240.

Для спортсменов высокой квалификации и тренирующихся на выносливость эта формула имеет вид:

МПК = 2,2PWC170 + 1070.

По данным автора, величины МПК, полученные путем этого расчета, дают ошибку, не превышающую ±15 % величи­ ны МПК, полученной прямым методом. Расчетные (косвен­ ные) методы менее точны, чем прямые, однако они очень удобны для использования в повседневной практике.

Организация проведения проб с физической нагрузкой

При проведении двигательных тестов, особенно у нетрени­ рованных и больных людей, в условиях субмаксимальных на­ грузок могут возникнуть острые патологические состояния, в большинстве случаев связанные с неадекватным выбором ве­ личины нагрузки. Для их предупреждения необходимо соблю­ дать установленные правила и всегда быть готовым к оказа­ нию обследуемому неотложной помощи.

Нагрузочное тестирование должно обязательно проводить­ ся в присутствии врача. Он определяет величину нагрузки и дает указания для ее прекращения. В помещении, где прово­ дится обследование, должна быть кушетка, на которую при необходимости укладывают обследуемого. Оборудуя лаборато­

46

рию для проведения проб с физической нагрузкой, следует укомплектовать ее аппаратом для искусственной вентиляции легких, дефибриллятором и фармакологическими средствами для купирования аритмий, выраженной гипотензии, гипер­ тензии, стенокардии, острой сердечной недостаточности и других острых патологических состояний.

Приступая к тестированию, необходимо уточнить анамнез и историю болезни обследуемого и провести ЭКГ-исследова- ние в состоянии мышечного покоя.

Противопоказания к проведению проб с физической нагрузкой

Абсолютные:

—острый период инфаркта миокарда (менее 2—3 нед от начала заболевания);

—нестабильная стенокардия, предварительно не стабили­ зированная медикаментозной терапией;

—острый миокардит, перикардит, эндокардит;

—недостаточности кровообращения НБ — III стадии;

—отчетливая отрицательная динамика ЭКГ (инверсия по­

ложительных зубцов Т, углубление отрицательных зуб­ цов Т более чем на 2 мм, депрессия сегмента S T до 1 мм и более, появление атриовентрикулярных и внутрижелу­ дочковых нарушений проводимости);

—неконтролируемые нарушения ритма и проводимости (частая, более 1:10, групповая, политопная экстрасистолия, пароксизмальная тахикардия; атриовентрикулярная блокада II—III степени; тахисистолическая форма фиб­ рилляции предсердий);

—расслаивающая аневризма аорты;

—выраженный аортальный стеноз;

—острая тромбоэмболия легочной артерии;

—выраженная дыхательная недостаточность;

—угроза тромбоэмболических и геморрагических осложне­ ний;

—прочие тяжелые заболевания внутренних органов в ста­ дии декомпенсации;

—острые травмы, препятствующие проведению теста.

Относительные:

—известное поражение основного ствола левой коронар­ ной артерии;

—артериальная гипертензия выше 200/110 мм рт. ст.

—тахи- и брадиаритмии;

—перенесенное в анамнезе динамическое нарушение моз­ гового кровообращения;

47

—наличие имплантированного водителя ритма с фиксиро­ ванной частотой;

—аневризма сердца в стадии устойчивой компенсации;

—длительно существующая внутрижелудочковая блокада (невозможность оценить изменение конечной части же­ лудочкового комплекса);

—атриовентрикулярная блокада I степени;

—гипертрофическая кардиомиопатия и другие формы об­ струкции выносящего тракта левого желудочка;

—тромбофлебит в стадии ремиссии, варикозная болезнь;

—психоневрологические и физические нарушения, не по­ зволяющие адекватно выполнить пробу;

—выраженные нарушения обмена (ожирение III степени,

тяжелый сахарный диабет, тиреотоксикоз, микседема).

Показания для прекращения нагрузочного тестирования:

—типичный приступ стенокардии;

—снижение АД на 25—30 % от исходного;

—повышение АД до 230/130 мм рт. ст. и более;

—приступ удушья или одышка с частотой дыхания более 30 в 1 мин;

—появление общей резкой слабости;

—возникновение симптомов церебральной недостаточно­ сти (головокружение, головная боль, тошнота, наруше­ ние зрения);

—появление угрожающих нарушений ритма;

—появление нарушений атриовентрикулярной и желудоч­ ковой проводимости;

—отклонение сегмента ST от изолинии на 1 мм и более;

— уменьшение амплитуды зубца Л на 50 % и более, зубца

Г-на 25 % и более по сравнению с исходной величиной;

—увеличение амплитуды зубца Т в грудных отведениях в 3 раза и более по отношению к исходной;

—увеличение амплитуды и длительности зубца Q, образо­ вание QS;

—отказ обследуемого от дальнейшего проведения пробы. При достижении ЧСС уровня, допустимого для возраста

обследуемого, пробу заканчивают к истечению текущей мину­ ты и в момент превышения ЧСС на 8 ударов и более.

Должное значение ЧСС может определяться по табл. 9 или по формуле:

F = 200 - В,

где F — предельно допустимая ЧСС (уд/мин) при субмакси­ мальной нагрузке; В — возраст обследуемого, годы.

Если при выполнении нагрузки патологические отклоне-

48

Таблица 9. Должные значения ЧСС при проведении нагрузочной пробы [Воробьев А- С., 2003]

ния не наблюдаются, тест (с большой осторожностью) можно продолжать вплоть до достижения максимума аэробной мощ­ ности, т. е. до тех пор, пока не прекратится увеличение по­ требления кислорода. Рекомендуется снижать нагрузку посте­ пенно и регистрировать ЭКГ в течение 5—6 мин после окон­ чания нагрузки.

Физиологические показатели организма и физическая ра­ ботоспособность колеблются в течение суток. Поэтому при повторном обследовании тестирование следует проводить в определенное время, что позволит более адекватно сопоста­ вить полученные результаты. Лучше всего обследование про­ водить утром. В каждом случае время обследования должно быть записано в протоколе. Желательно, чтобы температура в помещении, где проводится тестирование, поддерживалась равной 18—22°С.

За день до тестирования обследуемому рекомендуют со­ блюдать обычную диету, а в день тестирования — только лег­ кий завтрак. Перед выполнением тестовой нагрузки обследуе­ мый не должен принимать лекарств, за исключением тех, ко­ торые необходимы по курсу лечения. Это относится также к кофе, чаю, никотину и алкоголю. Не рекомендуется прово­ дить обследование после тяжелой мышечной нагрузки.

В день тестирования физическая активность должна быть минимальной, а за 1 ч до его начала обследуемый должен от­ дохнуть.