Можно ли оценить физическую работоспособность в покое?

Оценить физическую работоспособность игрока в условиях покоя представляется весьма сложной задачей. Данные, получаемые в покое, весьма косвенно отражают физические характеристики спортсмена. Они могут существенно меняться под воздействием ряда трудно контролируемых факторов (психологический стресс, прием пищи, биоритмы и др.). Таким образом, представляется необходимым выполнение нагрузочного тестирования

Как классифицируются нагрузочные тесты?

Нагрузочные тесты могут преследовать различные цели и задачи.

Классификация нагрузочных тестов

1. По цели проводимого исследования
Определение наличия или отсутствия патологии, и ее харак¬тера;
Оценка физической готовности (фитнес-тесты)
2. По регистрируемым параметрам:
ЭКГ Газоанализ (эргоспирометрия);
Пульс, частота дыхания, концентрация лактата и др.
Другие параметры
3. По максимальной мощности
Максимальные; 
Субмаксимальные
4. По оцениваемому энергоисточнику
Аэробные
Анаэробные (алактатный и лактатный) 
Смешанные
5. По протоколам физических нагрузок
Ступенчатая
Постоянно нарастающая 
Постоянная
Прерывистая (интермиттирующая) 
Другая
6. По типу используемых условий
Стендовые 
Полевые

Какие элементы функциональной готовности исследуются у футболиста?

Если спортсмен в ходе углубленного медицинского обследования (УМО) и осмотра специалистами, признается допущенным к выполнению нагрузки, может быть проведено определение его работоспособности или фитнес-тестирование.

В современном футболе для определения способности игрока выполнить специфическую работу на поле и достигнуть необходимого результата, оцениваются следующие качества:
Аэробная работоспособность;
Анаэробная лактатная работоспособность;
Анаэробная алактатная работоспособность;
Состав тела;
Координационные способности;

Каковы достоинства и недостатки тестов на физическую работоспособность?

Несмотря на специфичность и многокомпонентность работы футболиста, 90% энергии в ходе игры производится аэробным путем. Так что, основной характеристикой функциональной готовности является способность футболиста к выполнению аэробной работы. Тестирование может проводиться как в стендовом эксперименте, так и в полевых условиях. При этом может выполняться максимальная, либо, субмаксимальная нагрузка. Тот или иной принцип тестирования имеет свои достоинства и недостатки.

а) Максимальные нагрузочные тесты характеризуются наи-большей информативностью, но наиболее сложны и могут быть опасны для выполнения физически неподготовленными лицами;
б) Полевые тесты, в сравнении со стендовыми испытаниями характеризуются максимальной приближенностью к соревновательным условиям, но имеют значительную погрешность в стан¬дартизации задаваемых нагрузок и условий окружающей среды;
в) Субмаксимальные тесты характеризуются относительной простотой выполнения и меньшей нагрузкой для испытуемого, но являются значительно менее точными — в погрешность могут вносить вклад возраст испытуемого, пол, масса тела, и другие параметры;

Каковы существующие особенности организации тестирования футболистов?

К особенностям определения физической работоспособности футболистов в условиях стендового эксперимента, относятся следующие факторы:
а) Большое количество футболистов в составе команды, проходящей исследование (иногда, до 30 человек и более), что делает важной организацию тестирования. В этой связи следует подчеркнуть роль медицинского персонала команды, организующей обследование, уровень ее знаний, а также умение исполнять роль посредника в контакте между игроками и персоналом лаборатории,проводящей функционально-диагностическое обследование.
б) Наличие в команде игроков, имеющих травмы, острые или подострые воспалительные заболевания, а также другие патологические процессы, служащие препятствием для проведения максимальных нагрузочных тестов. Эти спортсмены должны быть вовремя выявлены на стадии предшествующего медицинского обследования в условиях покоя (что возможно только в условиях специализированного спортивно-медицинского учреждения), а определение их физических кондиций перенесено на более поздние сроки.
в) Различные амплуа игроков — так, если для полевых игроков определение максимальных аэробных возможностей является облигатным (обязательным) процессом, то для вратарей более важно определение максимальных анаэробных (скоростно-силовых) возможностей, учитывая специфику их работы. Выявление же аэробных качеств голкипера является желательным, но не обязательным (т.е., факультативным). В свете вышесказанного, необходимо разграничение контингента команды, проходящей тестирование, согласно необходимым методикам.
г) Нежелание многих игроков проходить максимальный нагрузочный тест, либо адекватно выполнять его.

С какими проблемами может сталкиваться врач команды при организации тестирования?

В связи с вышеизложенными особенностями, важным аспектом является общая командная дисциплина, поддерживаемая администрацией и медицинским персоналом команды. К сожалению, в условиях российских футбольных команд, с проблемой командной дисциплины приходится сталкиваться довольно часто. Это, по нашему мнению, связано с недооценкой администрации команд роли медицинского обследования и нагрузочного тестирования (рис. 1) — так, нередко на медобследование команды отводится 1—2 дня, за которые полноценно можно выполнить лишь часть необходимых мероприятий.

Рис 1. Доля футболистов, прошедших максимальное аэробное нагрузочное тестирование в условиях стендового эксперимента.
Примечание: вратарям максимальное аэробное нагрузочное тестирование не проводилось, в силу того, что данный вид деятельности у них не является определяющим.

Зачастую проблемы медицинского обследования обусловлены низким авторитетом врача в команде, и нежеланием игроков выполнять его распоряжения. Как видно из рис. 1, примерно, шестая часть всех футболистов категорически отказывается от прохождения максимального нагрузочного теста. В целом же, по тем или иным причинам, полноценное тестирование функциональных возможностей футболистов в условиях российской действительности, может быть осуществлено примерно у 75% футболистов.

Тестирование аэробных способностей спортсмена в условиях лаборатории, можно условно разделить на прямое и косвенное

Какие существуют методы прямого определения аэробной работоспособности?

Прямым и наиболее информативным тестом для оценки аэробной способности спортсмена является максимальный нагрузочный тест с газоанализом в режиме реального времени (эргоспирометрия) (рис.2). Работа выполняется до отказа спортсмена от ее продолжения. В процессе проведения газоанализа с выполнением спортсменом физической работы (эргоспирометрии), регистрируются такие параметры, как объем потребляемого кислорода(VO₂); объем выделяемого углекислого газа (VC02); дыхательный коэффициент (R), определяе- мый как отношение объема потребляемого кислорода к объему выделяемого углекислого газа (VO₂/VCO₂); частота дыхательных движений (ЧДД); объем вентиляции легких (VE); мощность выполняемой нагрузки (WR); частота сердечных сокращений (ЧСС); анаэробный порог (ПАНО, или AT); значения тех или иных параметров на уровне анаэробного порога (...@АТ); кислородная стоимость нагрузки (AVO₂/AW) и ряд других параметров.

Рис. 2. Эргоспирометрия в стендовом эксперименте

Эргоспирометрия позволяет одновременно оценивать способность сердечно-сосудистой и дыхательной систем выполнять многочисленные функции, заключающиеся в газообмене между клетками и окружающей средой. Вследствие того, что нагрузка требует совместной реакции сердечной и легочной систем для поддержания мышечного(тканевого) дыхания, необходимого для выполнения нагрузки, измерение газообмена является фундаментальным фактором для понимания механизмов, лимитирующих работоспособность.

Большинство из показателей, которые могут быть получены в ходе эргоспирометрического максимального нагрузочного теста, являются неинвазивными (за исключением определения концентрации лактата, рН и др.) и могут быть проведены в современной функционально-диагностической лаборатории. Выполняемый тест позволяет исследователю а) количественно оценить ограничение выполняемой нагрузки; б) оценить адекватность функционирования различных компонентов в единстве легочного и клеточного газообмена; с) определить систему органов, лимитирующую выполнение нагрузки; d) установить 0₂, при котором возникает ограничение выполнения работы и др.

Для оценки аэробной работы, выполняемой тренированным футболистом в стендовом эксперименте, на практике часто используется уровень максимального потребления кислорода (МПК, или VO/nax) и показатель анаэробного порога (ПАНО, или англ. AT).

Регистрация ЭКГ в процессе нагрузки и в восстановительном периоде, позволяет подтвердить наличие или отсутствие изменений сердечной мышцы, провоцируемых физической нагрузкой. Еще раз повторим, что максимальное потребление кислорода (МПК, или VO/nax) — представляет собой наивысший лимит утилизации 0₂ и является одним из важнейших показателей физической формы или аэробной тренированности; выражается в мл/мин и мл/мин/кг. Он обычно предопределен максимальным сердечным выбросом, содержанием O₂ крови, фракцией распределения сердечного выброса в работающие мышцы, и возможностью экстракции мышцами O₂.

Характеристики бронхолегочной системы могут определять верхний предел потребления 0_2mах только, если вентиляция недостаточна для удаления (элиминации) С0₂, произведенного вследствие анаэробного метаболизма, что встречается при заболеваниях бронхолегочной системы. В остальных случаях качество выносливости лимитировано деятельностью сердечно-сосудистой системы.

Анаэробный порог(кроме уже приведенного выше определения), с позиций физиологии, может быть обозначен, как уровень потребления кислорода (0₂), при котором аэробное производство энергии дополняется анаэробным энергопроизводством, что отражается повышением уровня лактата и соотношения лактат/пируват в мышце и артериальной крови, а продукция АТФ путем анаэробного гликолиза дополняет аэробное производство АТФ.

Какие существуют методы косвенного определения аэробной работоспособности?

Без прямой регистрации потребления кислорода, методы оценки аэробной работоспособности считаются косвенными. Среди них можно выделить:
а) стендовые максимальные тесты без газоанализа;
б) стендовые субмаксимальные тесты (например, тест PWC170 и др.); в) полевые тесты (например, тест Купера, челночный тести др.);

Каковы особенности максимальных нагрузочных тестов без газоанализа?

В этих тестах уровень максимального потребления кислорода (V0_2max) рассчитывается по формулам, исходя из мощности выполненной максимальной нагрузки. Следует отметить, что показатель V0_2max, определенный с использованием формул может иметь довольно значительную погрешность. В процессе выполнения этих тестов может регистрироваться ряд физиологических параметров, таких как ЧСС и уровень лактата на каждой ступени, по окончании теста и в восстановительном периоде, а также реакция артериального давления (АД) на нагрузку (рис 3).

Рис. 3. Регистрация электрокардиограммы и уровня лактата на каждой ступени нагрузки и в восстановительном периоде, с измерением показателей АД по окончании нагрузки

Можно сопоставлять показатели с мощностью выполняемой нагрузки, определять уровень анаэробного порога, и, в последующем, использовать полученные параметры для контроля за тренировочным процессом (рис.4).

Рис.4. Лактатная кривая

Какие субмаксимальные нагрузочные тесты чаще всего используются на практике?

Наиболее распространенным тестом в этой категории является определение PWC170 (аббревиатура англ. physical working capacity — рус. «физическая работоспособность). Смысл теста состоит в определении мощности работы, которую спортсмен способен выполнять при частоте сердечных сокращений 170 уд./мин. Считается, что при выполнении аэробной физической нагрузки, рост минутного объема сердца в первую очередь идет за счет ударного объема и, в меньшей степени, за счет увеличения ЧСС. Поэтому у игроков, имеющих достаточно высокую сократительную способность миокарда и достаточно высокий объем полостей сердца, ЧСС растет медленнее. Следовательно, более выносливый игрок способен выполнить нагрузку большей мощности при меньшей ЧСС.

Таким образом, постепенно ступенчато наращивая нагрузку с небольшим увеличением мощности ступени и ее продолжительностью не менее 2—3-х минут (для выхода ЧСС на steady state, или постоянный уровень при данной интенсивности работы), мы можем определить интенсивность нагрузки (в Вт или кгм/мин), которую спортсмен способен выполнить на пульсе 170 уд./ мин. Этот способ определения работоспособности часто обозначают как пробу Sjostrand (рус. Сьестранд). В России, в большинстве случаев, тест Sjostrand проводится по модифицированной методике — используется не протокол ступенчатого нарастания нагрузки, а прерывистая работа — 2 нагрузки возрастающей мощности продолжительностью по 3 минуты, с периодом отдыха между ними длительностью 5 минут(рис. 5).

Рис. 5 Выполнение теста PWC 170 на велоэргометре

Этот способ определения работоспособности основан на физиологической закономерности прямолинейного роста кривой пульса при возрастающей работе, которая сохраняется до уровня ЧСС 170 уд./мин. Однако, на самом деле эта закономерность соблюдается не всегда, что может вносить погрешность в определение истинной работоспособности. Кроме того, при выполнении теста необходимо строго соблюдать ряд стандартов — строгое соблюдение временных промежутков; отсутствие значимой физической активности перед выполнением теста; дозировка первой нагрузки согласно весу испытуемого, и второй нагрузки, в зависимости от ЧСС после выполнения первой работы (для этого существуют специально разработанные таблицы) и др. Расчет ведется графическим способом, либо по формуле:

где PWC 170 — физическая работоспособность на пульсе 170 уд./ мин; W1 и W2 — мощность первой и второй нагрузок; fl и f2 — ЧСС в конце первой и второй нагрузок.

Показатели PWC170 часто пересчитывают на килограмм веса испытуемого (Вт/кг, или кгм/мин/кг). С одной стороны, это является оправданным, но, с другой стороны, иногда, может приводить к заблуждению.

Так, при сопоставлении результатов данного теста у действующих взрослых футболистов и игроков юношеского возраста, результат может быть одинаковым, или, даже большим у молодых игроков. Такие же результаты характерны для показателей относительного потребления кислорода на килограмм веса у юношей и взрослых. Это связано с периодом интенсивного роста и формирования тканей у данной категории спортсменов, и, в силу этого, меньшей долей жирового компонента и большим удельным весом активно функционирующих тканей, потребляющих кислород. Если же брать абсолютные цифры работоспособности в тесте PWC170 — то они будут выше у опытных взрослых игроков (рис.6).

Рис.6. Сопоставление физической работоспособности у молодых и взрослых игроков ведущих команд премьер лиги (2005 г.) по результатам теста PWC 170 (неопубликованные данные; комментарии в тексте)

Тест PWC 170 может давать ошибку при его использовании у лиц старше 30—35 лет. Это связано с тем, что максимальная ЧСС снижается с возрастом. В этом случае рост зависимости ЧСС-мощность будет отклоняться от прямолинейной («искривляться»), раньше, чем достигнет пульса 170 уд./мин. Следовательно, у футболистов-ветеранов (старше 30—35-ти лет), результаты теста PWC 170 могут оказаться завышенными. У спортсменов старшего возраста целесообразно применять тест PWCaf (от англ. age frequence — возрастная частота). Он основан на определении мощности нагрузки, или скорости бега, которую спортсмен способен выполнять на пульсе 87% от максимальной ЧСС (220 — возраст).

где PWCaf — физическая работоспособность при изменяю-щейся с возрастом ЧСС; W1 и W2 — мощность первой и второй нагрузок; f 1 и f2 — ЧСС в конце первой и второй нагрузок; F — ЧСС, составляющая 87% от максимальной ЧСС.

Каковы основные аспекты полевого аэробного тестирования?

Стендовые методики тестирования являются наиболее хорошо стандартизированным и точным способом оценки функционального состояния спортсмена. Тем не менее, в лаборатории трудно точно воспроизвести все условия, с которыми футболист сталкивается в процессе матча (температура, влажность, скорость ветра, покрытие, психологическая атмосфера и др.). Каждая профессиональная футбольная команда, к тому же, имеет в своем составе несколько десятков человек, а процедура стендового тестирования минимально занимает несколько десятков минут. В условиях лимита времени у команды, всем игрокам трудно провести полноценный максимальный нагрузочный тест. Следует отметить, что у футболистов физическая готовность является лишь частью всех факторов, влияющих на успех. Вследствие этого, игроки часто недооценивают значение этого компонента, чем и объясняется категорическое нежелание части спортсменов полностью выкладываться вне условий матча (см рис.2).

Нагрузочное тестирование аэробной направленности, осуществляемое футболистам в полевых условиях, можно классифицировать следующим способом:
1) Проходимое объектом расстояние за определенное время. Для этого промежуток времени должен быть достаточно продолжительным и, желательно, составлять не менее 7—8 минут. Тест может носить либо непрерывный характер (тест Купера, тест Hoff-Helgerud), либо быть интермиттирующим и содержать кратковременные промежутки отдыха (тест Bangsbo). При этом, в ходе выполнения модифицированных интермиттирующих тестов, при преодолении заданной дистанции совершаются элементы специфической работы. Несколько особняком стоит, так называемый, челночный тест (shuttle-тест); его синонимами являются бип-тест (Ьеер)-тест, йо-йо(Уо-Уо)-тест или тест ишака. В нем проходимое расстояние с промежутками кратковременного отдыха (интер-миттирующая нагрузка) строго соответствует определенному промежутку времени.
2) Время, затраченное на преодоление известного расстоя-ния (модифицированный или мини-тест Купера)
3) Регистрация физиологических параметров (частота сердечных сокращений, частота дыхательных движений, концентрация лактата и др.) при известной мощности нагрузки (тест Conconi, лактатная кривая и др.)