Физическая работоспособность организма и методы ее оценки

Министерство  образования и  науки Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Южно-Уральский государственный университет» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Реферат

Физическая  работоспособность организма и  методы ее оценки 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

Содержание 
 
 
 
 
 
 

 

       1 Физическая работоспособность

 

       Работоспособность есть способность организма совершать определенный объем как умственной, так и физической работы в единицу времени.

       В результате совершения любой работы наступает утомление - обратимое  нарушение физиологических и биохимических реакций организма. Утомление как физиологическое явление полностью компенсируется во время отдыха. После компенсации утомления наступает фаза суперкомпенсации и в этой фазе суперкомпенсации организм способен уже выполнить больший объем работы в ту же единицу времени, нежели раньше.

       Суперкомпенсация - это ответная реакция организма  на утомление. Поэтому повышение работоспособности невозможно без предшествующего нормального физиологического утомления. Естественно, что для полной компенсации и последующей суперкомпенсации необходим полноценный отдых организма.

       Существование феномена суперкомпенсации позволяют  планомерно повышать как физическую, так и умственную работоспособность. Для этого необходимы планомерные и достаточные (но ни в коем случае не чрезмерные!) нагрузки.

       Переутомление в отличие от утомления - это такое  сильное нарушение физиологических  и биохимических процессов в организме, которое оказывается (именно для данного организма) чрезмерным и приводит к истощению резервов организма.

       Суперкомпенсация  в таком случае не наступает и  ни о каком тренирующем эффекте  не может даже быть и речи. Дай бог, если наступит просто компенсация, ведь переутомление иногда вызывает настолько сильное истощение резервов организма, что организм не может даже восстановиться самостоятельно. Невозможность самостоятельного восстановления из-за чрезмерного истощения резервов требует уже серьезного медицинского вмешательства и без такого вмешательства иногда даже продолжение спортивной карьеры становится невозможным.

       Субъективно переутомление может выражаться в самых разных нарушениях самочувствия, которые носят стойкий характер. Чаще всего встречаются: чувство вялости и разбитости, общая апатия, головная боль, снижение аппетита, пониженный фон настроения. С точки зрения субъективных ощущений, чувство усталости нормально, а вот чувство разбитости - это уже качественно иное ощущение, которое позволяет заподозрить переутомление либо перетренированность.

       Говоря  простыми словами: усталость - это хорошо, разбитость - это плохо. Усталость  говорит о хорошо (по количеству и качеству) выполненной работе. Разбитость говорит о перенапряжении и истощении. Объективно переутомление выражается в ухудшении всех функций организма и это приводит к возникновению различных хронических заболеваний или обострению заболеваний уже имеющихся. Для переутомления и перетренированности очень характерен такой показатель, как легкая подверженность простудным заболеваниям, или, попросту говоря, ОРЗ. "Переутомленный" человек "не вылезает из простуд", хотя есть и другие объективные показатели.

       Чтобы осознанно и целенаправленно  воздействовать на свой организм с целью повышения работоспособности, каждый спортсмен должен знать основные принципы функционирования организма и основные принципы регуляции его работы на самых разных уровнях: начиная с субклеточного (молекулярного) и кончая уровнем центральной нервной системы.

       Работоспособность при постоянном объеме тренировки существенно  возрастает уже в начальном периоде. В дальнейшем работоспособность повышается еще в некоторой степени, пока не достигнет стабильного устойчивого уровня (плато) - предела работоспособности. И дальнейшее повышение работоспособности возможно лишь в том случае, если нарастает объем тренировок. Стабильный уровень, который достигается путем предельного увеличения объема тренировок, отражает максимум работоспособности; продолжение тренировки не дает большего эффекта. Эта временная кривая применима в принципе ко всем формам тренировки. Физиологические сдвиги, вызванные адаптацией в период тренировки, могут изменяться в обратном направлении после ее прекращения.

       Процессы  адаптации, связанные с тренировкой, существенно варьируют в зависимости от ее содержания. Может происходить адаптация скелетных мышц (метаболические изменения или увеличение площади поперечного сечения), сердца или дыхательной системы (увеличение максимальной дыхательной способности) либо нервной системы (внутри- и межмышечная координация). Большая часть этих изменений очень существенна для повышения работоспособности.

       Факторы физической работоспособности

         К ним относятся: телосложение  и антропометрические показатели; мощность, емкость и эффективность механизмов энергопродукции аэробным и анаэробным путем; сила и выносливость мышц, нейро-мышечная координация; состояние опорно-двигательного аппарата; нейроэндокринная регуляция как процессов энергообразования, так и использования имеющихся в организме энергоресурсов; психическое состояние. Количественной мерой физической работоспособности принято считать единицы работы.

       Максимальное  проявление физической работоспособности  в значительной мере зависит от мотивации индивидуума и подходящих тренировок. 
 

 

       2 Методы оценки физической работоспособности

       2.1 Определение при помощи теста PWC-170 методом степ-теста

 

       Наименование  теста PWC происходит от первых букв английского  термина "физическая работоспособность" (Physical Working Capacity). Он был предложен Шестрандом для определения физической работоспособности спортсменов. Физическая работоспособность в этом тесте выражается в величинах мощности физической нагрузки, при которой ЧСС достигает 170 ударов в мин. Такая ЧСС выбрана потому, что:

       Между мощностью выполняемой нагрузки и ЧСС существует линейная зависимость вплоть до ЧСС 170 уд./мин., а при более высокой частоте эта зависимость утрачивается. Следовательно, чем больше мощность нагрузки, при которой ЧСС равно 170 уд/мин., тем больше резервы кардио-респираторной системы, которые определяют уровень физической работоспособности. У здоровых нетренированных мужчин PWC-170 находится в диапазоне 700-1100 кгм/мин., у женщин - 450-750 кгм/мин., а в пересчете на кг массы тела, соответственно - 15,5 и 10,5 кгм/мин. У спортсменов PWC-170 достигает 1500-1700 кгм/мин.

       Зона  оптимального функционирования кардио-респираторной  системы у спортсменов ограничивается диапазоном пульса от 170 до 200 ударов в минуту. С помощью этого теста можно установить ту интенсивность физической нагрузки, которая выводит деятельность ССС за пределы оптимального функционирования.

       Испытуемый  в течение 3 минут совершает подъемы  на ступень высотой 35 см с частотой 20 подъемов в минуту (частота метронома 80 ударов в мин.). На один удар метронома совершается одно движение. Сразу по окончании нагрузки считают пульс в течении 10 с (p1). Далее сразу же выполняется нагрузка с частотой 30 подъемов в минуту (120 ударов/мин.). Снова считают пульс сразу по окончанию нагрузки (p2).

       Затем определяют PWC-170с помощью таблицы 1. На горизонтальной линии находят ЧСС после первой нагрузки, а на вертикальной, соответственно, после второй. Пересечение двух показателей дает величину PWC-170 в пересчете на 1 кг веса тела.

       Общая работоспособность рассчитывается следующим образом:

PWC-170 (кгм/мин) = А x М,

Где: А - величина относительного PWC-170 (табл.1)

    М - масса тела испытуемого.  

Таблица 1 - Определение относительного PWC-170/кг с помощью степ-теста

Пульс за 10 с при подъеме на ступеньку
2-я

нагрузка (p2)

 1-я  нагрузка (p1)
  15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28
18 22,7                          
19 18,9 21,9                        
20 16,6 18,2 20,7                      
21 15,0 16,0 17,3 19,2                    
22 13,8 14,5 15,3 16,2 18,0                  
23 13,0 13,5 13,9 14,4 15,3 16,8                
24 12,4 12,7 12,9 13,2 13,7 14,4 15,6              
25 11,9 12,1 12,2 12,3 12,6 13,0 13,5 14,4            
26 11,4 11,6 11,7 11,7 11,8 11,9 12,7 12,6 13,2          
27 11,2 11,2 11,2 11,2 11,2 11,3 11,4 11,5 11,7 12,0        
28 10,8 10,8 10,8 10,8 10,8 10,8 10,8 10,8 10,8 10,8 10,8      
29 10,5 10,5 10,4 10,4 10,4 10,4 10,3 10,2 10,2 10,1 9,6 9,6    
30 10,3 10,3 10,2 10,2 10,1 10,1 9,9 9,9 9,7 9,6 9,4 9,0 8,4  
31 10,1 10,1 10,0 9,9 9,8 9,8 9,7 9,6 9,4 9,2 9,0 8,6 8,1 7,2
32 10,0 9,9 9,8 9,7 9,6 9,6 9,4 9,1 9,0 8,7 8,4 7,9 7,6 7,2
33 9,8 9,8 9,6 9,6 9,5 9,4 9,3 9,1 9,0 8,6 8,5 8,2 7,8 7,2

       2.2 Определение аэробных возможностей организма по величине максимального потребления кислорода (МПК)

 

       Максимальное  потребление кислорода (МПК) - наибольшее количество кислорода, которое человек способен поглощать из вдыхаемого воздуха при выполнении динамической нагрузки с участием мышечного аппарата.

       Основным  преимуществом метода определения аэробной работоспособности является то, что предельные возможности организма к энергообразованию выражаются количеством поглощенного кислорода. В этих же величинах, т.е. в количестве потребленного кислорода может быть измерена и аэробная стоимость повседневных видов работ, связанных с мышечной деятельностью и таким образом по разности между максимальной величиной аэробной работоспособности и аэробной стоимостью повседневной мышечной деятельности может быть вычислен резерв, которым располагает организм для обеспечения работы мышц.

       Соотношение между величиной работоспособности  по тесту PWC 170 и величиной МПК  

Тест  PWC170кгм/мин МПК, л/мин Тест PWC170кгм/мин МПК, л/мин
500 2,62 1300 3,88
600 2,66 1400 4,13
700 2,72 1500 4,37
800 2,82 1600 4,62
900 2,97 1700 4,83
1000 3,15 1800 5,06
1100 3,38 1900 5,19
1200 3,60 2000 5,32
 

Затем определяют МПК по формулам Карпмана:

Для лиц с  невысокой степенью тренированности:

 

Для Спортсменов:

 

       На  следующем этапе рассчитывают должные  величины МПК (ДМПК), которые отражают средние значения нормы для людей  данного возраста и пола:

для мужчин:  

 

для женщин:

 

       Оценочным показателем является отклонение ДМПК от МПК, выраженное в процентах, которое рассчитывают по формуле:

       ДМПК % = МПК/ДМПК 100%,

       Где: МПК - показатель, найденный по таблице или рассчитанный по формуле Карпмана. Оценивают найденный результат в соответствии с данными таблицы 3.  

Таблица 3 Зависимость физического состояния от величины ДМПК

Уровень физического состояния ДМПК, %
Низкий 50-60
Ниже  среднего 61-74
Средний 75-90
Выше  среднего 91-100
Высокий 101 и выше

       Затем определяют относительный МПК:

       МПК/кг = МПК / Р 

       Где: МПК - максимальное потребление кислорода.

           Р - вес испытуемого (кг).

       Исследования  установили, 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 4).  

Таблица 4 - Оценка МПК у нетренированных здоровых людей

Пол   МПК, мл/(мин ×кг)
  Возраст,

годы

 очень высокое высокое среднее низкое очень низкое
Мужчины 25 лет 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 17 и ниже
  60 и старше 33 и выше 27-32 21-26 16 --2С 15 и ниже
 

Таблица 15 - Результаты определения величины МПК разными методами

Метод определения МПК МПК,

л/мин

 МПК/кг ДМПК,

л/мин

 ДМПК, % Физическое  состояние
    мл/мин×кг оценка      
По  табл. 12            
По  формуле Карпмана            

       2.3 Определение физической работоспособности при помощи теста PWC-170 методом велоэргометрии

 

       У испытуемого в состоянии покоя  в положении сидя определите ЧСС. Затем выполните работу на велоэргометре в течение 5 мин. Частота вращения педалей должна быть 60 - 70 об/мин. Мощность первой нагрузки (W1) зависит от массы человека. Определите ее по табл.2. Для практически здорового мужчины она составляет примерно 1 Вт/кг; для человека, не занимающегося физическим трудом (тренировками) -- 0,5 Вт/кг.  

       Таблица 5 - Зависимость мощности первой нагрузки (W2) от массы человека

Масса тела, кг 59 и менее 60-64 65-69 70-74 75-79 80 и более
Мощность,

кгм/мин

 300 400 500 600 700 800

Таблица 6 - Ориентировочные значения мощности 2-й нагрузки (кгм/мин), рекомендуемые при определении теста PWC 170

Масса тела, кг Мощность работы при

1-й нагрузке (W1), кгм/мин

 ЧСС в 1 мин  при W1
    80-89 90-99 100-109 110-119 120-129
60-64 400 1100 1000 900 800 700
65-69 500 1200 1100 1000 900 800
70-74 600 1300 1200 1100 1000 900
75-79 700 1400 1300 1200 1100 1000
80-85 800 1500 1400 1300 1200 1100

       В конце 1-й нагрузки подсчитайте ЧСС за 30 с и в  зависимости от нее и величины 1-й нагрузки определяют по таблице Белоцерковского (табл. 3) величину 2-й нагрузки (W2).

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

       Физическую  работоспособность определите по формуле  Карпмана:  

 

    Где: PWC 170, -- уровень физической работоспособности при ЧСС = 170 уд./мин.;

    W1и W2- мощность 1-й и 2-й нагрузок;

    f1 и f2 - ЧСС за 30 с в конце 1-й и 2-й нагрузок.

       2.4 Определение физической работоспособности по восстановлению ЧСС (проба Руфье-Диксона)

 

       В качестве главных критериев при оценке работоспособности в системе тестов с использованием физических нагрузок с последующим изучением быстроты восстановления ЧСС учитываются прежде всего стандартные реакции организма на нагрузку: экономичность реакции и быстрая восстанавливаемость.

       В качестве показателей используют величину минутного объема крови или частоту  пульса. Максимальный минутный объем  крови или максимальная частота пульса при максимально тяжелой мышечной работе дают представление о величине резерва системы кровообращения как важнейшей функции организма.

       Оценка работоспособности происходит следующим образом. У испытуемого считают пульс сидя в состоянии покоя в течение 15 с. Затем выполняются 30 приседаний за 45 с. Затем вновь регистрируют пульс на первых и последних 15 с 1 минуты восстановления. Индекс рассчитывают по формуле:  

       

     
    Где: ИР - индекс Руфье;

           P1- ЧСС в покое сидя за 15 с;

           P2- ЧСС за первые 15 с первой минуты восстановления;

           P3- ЧСС за последние 15 с первой минуты восстановления.

       Оценка  результатов производится по таблице  7:  

Таблица 7 - Оценочная таблица для расчета индекса Руфье-Диксона

Баллы: Работоспособность:
0 - 3 Высокая
4 - 6 Хорошая
7 - 9 Средняя
10 - 14 Удовлетворительная
15 и более Плохая

       2.5 Определение анаэробных возможностей организма человека

 

       Работа  в бескислородном (анаэробном) режиме обеспечивается энергией за счет процесса гликолиза, распада аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ) и креатинфосфата (КрФ).

       Испытуемый  взвешивается на весах. Затем ему  предлагают расположиться на расстоянии 1-2 м от лестницы (примерная длина лестницы - 5 м, высота подъема - 2,6 м, наклон 30 и более). По команде преподавателя с максимальной скоростью забегает вверх по лестнице. Максимально точно фиксируется время подъема. Затем измеряют высоту ступени, считают их число и, перемножив, получают высоту подъема. По формуле рассчитывают мощность выполненной работы или максимальную анаэробную мощность (МАМ):  

 

       Где: - максимальная анаэробная мощность (МАМ);

            - высота подъема (м);

            - время подъема (с).

При умножении  полученного числа на 9,81, величина будет представлена в ваттах. Дальнейшее умножение на 0,14 переведет МАМ в ккал/мин. Эта величина характеризует абсолютную мощность механической работы. При КПД=25% расчет общих энерготрат проводят по формуле:  

     
     

       2.6 Определение физической работоспособности методом Фокса

 

       Между потреблением кислорода и частотой сердечных сокращений существует зависимость, которую учитывает метод Фокса.

       Испытуемому измеряют АД в состоянии покоя. Затем  выполняют первую нагрузку 2 мин. с  частотой 10 подъемов в мин. (40 ударов метронома). Через минуту после окончания  измеряют пульс, а затем следят за его восстановлением каждую минуту. Вторая нагрузка (2 мин.) выполняется через 10-15 минут после первой. Ее частота - 20 восхождений в минуту (80 ударов метронома). Регистрируют ЧСС как в первом случае.

Рассчитывают  мощности первой (H1)и второй (H2)нагрузок по формуле:

 

       Где: - мощность (кгм/мин);

            - количество подъемов в мин.;

           p- масса испытуемого (кг);

            - высота ступеньки (м).

       Определяют  максимальную работоспособность по формуле Фокса:  

     

       Где: ЧСС150- частота сердечных сокращений за 1 мин. при мощности нагрузки 150 Вт. Ее определяют по формуле:  

 

       Где: ЧСС0- частота сердечных сокращений за 2 мин. в покое;

          ЧСС1 ЧСС2 - пульс за первую минуту восстановления после первой и второй нагрузок.

          H1, H2- мощность первой и второй нагрузок (кгм/мин.).

       Затем определяют относительный МПК:  

    МПК/кг = МПК / Р 

    Где: МПК - максимальное потребление кислорода. Рассчитанное по методу Фокса.

      Р - вес испытуемого (кг).

Сравнивают полученный результат с таблицей 8

 

Таблица 8 - Физическое состояние человека в соответствии с МПК

Категория Физическое  состояние
  Очень

плохое

 Плохое Удовлетво-рительное Хорошее Отличное
Женщины (20-29 л) Меньше 29 29-34 35-43 44-48 Больше 48
Мужчины

(20-29 л)

 Меньше 39 39-43 44-51 52-56 Больше 56
 

       Работоспособность - вот тот стержень, на который  нанизываются все остальные качества спортсмена. Повышение работоспособности - это основная задача. Только после  ее разрешения возможна постановка других задач 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Физическая работоспособность организма и методы ее оценки 📙 Реферат → 🆔 292427

Физическая работоспособность организма и методы ее оценки 📙 Реферат → 🆔 292427

Физическая работоспособность организма и методы ее оценки