В зависимости от вида работы величина энергетических затрат колеблется в широких пределах — от 3300—3800 кДж (800—900 ккал) в сутки при канцелярской работе до 17000—21000 кДж (4000—5000 ккал) при тяжелом физическом труде.
Энергетические затраты организма нередко определяются в так называемых метаболических единицах (Ми или Ме1). Под метаболической единицей подразумеваются основные энергетические затраты и поэтому 1 Ми приблизительно составляет 4,6—6,2 кДж/мин (1,1—1,25 ккал/мин).
Средний энергетический эквивалент для кислорода равен 21 кДж (5 ккал/л), т. е. при сгорании в организме белков, жиров и углеводов на каждый 1 л израсходованного кислорода высвобождается около 21 кДж (5 ккал). Таким образом, для обеспечения энергетических потребностей основного обмена требуется около 200—250 мл/мин кислорода.
Физическая нагрузка приводит к увеличению энергетических потребностей, которые при тяжелой работе могут возрасти в 15— 20 раз по сравнению с состоянием покоя. Соответственно увеличивается и потребление кислорода.
Об увеличении энергетических затрат при нагрузке можно судить по увеличению потребления кислорода.
Например, в условиях основного обмена потребление кислорода составило 250 мл/мин, что соответствует затратам энергии в 5,2 кДж/мин (1,25 ккал/мин), или 1 Ми. Затраты в покое соответственно составили 10,4кДж/мин (2,5 ккал/мин), или 2 Ми; т. е. потребление кислорода было 500 мл/мин. Физическая нагрузка вызвала повышение потребления кислорода до 1000 мл/мин и, следовательно, общие затраты энергии — до 21 кДж/мин (5 ккал/мин), или 4 Ми. Если же рассчитать затраты на работу (разница между общими затратами при нагрузке и в покое), то они составят 5,2 кДж/мин (2,5 ккал/мин), или 2 Ми.
ФИЗИЧЕСКАЯ РАБОТОСПОСОБНОСТЬ
Определение физической работоспособности (ФРС), или Р\УС (Рпузша! \Уогкш§ СарасНу) при нагрузочных тестах в спорте или при выполнении профессиональных обязанностей имеет большое значение для оценки функционального состояния сердечно-сосудистой и дыхательной систем.
28
Максимальная работа представляет собой предельный уровень нагрузки, приведшей к максимальной частоте сердечных сокращений. Наряду с максимальным потреблением кислорода этот показатель является ведущим при оценке результатов нагрузочных тестов. Существующая линейная зависимость между частотой пульса, интенсивностью нагрузки и величиной потребления кислорода позволяет рассчитывать величину максимальной работы на основе результатов нагрузочных тестов меньшей интенсивности (субмаксимальных), а также определять величину максимального потребления кислорода по максимальной работе.
В клинической практике часто используются показатели не максимальной работы, а работы при частоте сердечных сокращений 170 в 1 мин ФРСпо (В. Л. Карпман с соавт., 1969; Т. 5Го51гап(1, 1947; Н. ШаЫипс!, 1948; О. ТогпуаП, 1963, и др.). Не говоря уже о том, что этот тест менее опасен, чем максимальные нагрузки, оптимальный уровень минутного объема кровообращения достигается при частоте сердечных сокращений 170—180 в 1 мин (В. Л. Карпман с соавт., 1969; Р. Аз1гап(1 и К. КойаЫ, 1970, и др.).
При обследовании более тяжелых контингентов больных нередко ограничиваются тестом меньшей интенсивности, доводя нагрузки до частоты сердечных сокращений 150 в 1 мин-ФРС^о и даже до 130 в 1 мин — ФРС,зо-
Оценивая результаты нагрузочных тестов, наряду с определением кислородного пульса можно учитывать и величину ватт-пульса — нагрузку в ваттах на одно сердечное сокращение (Н. Коз-катт с соавт., 1966).
Даже краткий обзор физиологии физических нагрузок со всей наглядностью показывает, что интенсивная мышечная работа предъявляет высокие требования к функции основных органов и систем человека. Детренированность приводит к ухудшению состояния сердечно-сосудистой, дыхательной и других систем, а физическая активность способствует улучшению их функции.
Изучение реакции на дозированные физические нагрузки открывает широкие возможности для объективной оценки физического состояния человека и его работоспособности. Поэтому нагрузочные тесты занимают все большее место в комплексе современных кардиологических исследований.
ТЕРМИНОЛОГИЯ, ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ, ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ЭКВИВАЛЕНТЫ
При изложении вопросов физиологии нагрузок и нагрузочных тестов часто приходится прибегать к условным обозначениям и терминам, которые используются в международной литературе. Мы опускаем большинствЪ из них, которые хорошо известны из работ по физиологии, но считаем необходимым пояснить некоторые термины, имеющие непосредственное отношение к нагрузочным тестам и эргономии.
29
Условные обозначения и терминология
Условные обозначения Р. ли пины измерения Значение термина
Ус Уе Уе
тах
V
тах «о
^о, (170) УО, (900)
АТР5 ВТР5
5ТРО
О, или СО С1
31°
!Ь (900) *п (2,1)
1Р1
ВУ ТВУ
ФРС, Р\УС ФРС„о, Р\УС,то
ФРС.50, РШС.50
^170
МК
Ми или Ме1
л л
л/мин л/мин
л/мин
Л/МИН Л/МИН
Л/МИН
условия состояния газа
л/мин
л/мин/м2
мл
мл/уд/м2
уд/мин
уд/мин
уд/мин
мл/уд
л
л
Дыхание
Жизненная емкость Объем выдыхаемого воздуха Минутный дыхательный объем Легочная вентиляция во время максимальной мышечной работы Потребление кислорода Максимальное потребление кислорода Потребление кислорода при частоте сердечных сокращений 170 в 1 мин Потребление кислорода при нагрузке 900 кгм/мин
Окружающая температура и давление, полное насыщение водяными парами Температура тела 37 °С и окружающее давление, полное насыщение водяными парами
Стандартная температура 0°С, давление 101 кПа (760 мм рт. ст.), сухой газ
Кровообращение
Минутный объем сердца (МОС) Сердечный индекс (СИ) Ударный объем (УОС) Систолический индекс Сердечный ритм (ЧСС) Сердечный ритм при нагрузке 900 кгм/мин
Сердечный ритм при потреблении кислорода 2,1 л/мин Кислородный пульо Объем крови Общий объем крови
Работа и энергия
Вт, кгм/мин Вт, кгм/мин
Вт, кгм/мин
Вт, кгм/мин Вт, кгм/мин
Вт, кгм/мин
Вт, кгм/мин кгм
к Д ж/мин, ккал/мин
Физическая работоспособность Физическая работоспособность при сердечном ритме 170 в 1 мин Физическая работоспособность при сердечном ритме 150 в 1 мин Степень нагрузки
Степень нагрузки при потреблении кислорода 2,1 л/чин Степень нагрузки при сердечном ритме 170 в 1 мин (то же, что РХУСио) Максимальная нагрузка Общая работа, произведенная за I
Уровень энергетических затрат Метаболическая единица (условный уровень основного обмена)
30
Показатели выполненной работы при нагрузочных тестах могут быть выражены в различных единицах измерения (Вт, кгм/мин и др.). В последнее время в зарубежной литературе оценка нагрузок при физических тестах вместо килограммометров в минуту (кгм/мин) производится в килопондометрах в минуту (кпм/мин).
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71
Энергетические затраты организма нередко определяются в так называемых метаболических единицах (Ми или Ме1). Под метаболической единицей подразумеваются основные энергетические затраты и поэтому 1 Ми приблизительно составляет 4,6—6,2 кДж/мин (1,1—1,25 ккал/мин).
Средний энергетический эквивалент для кислорода равен 21 кДж (5 ккал/л), т. е. при сгорании в организме белков, жиров и углеводов на каждый 1 л израсходованного кислорода высвобождается около 21 кДж (5 ккал). Таким образом, для обеспечения энергетических потребностей основного обмена требуется около 200—250 мл/мин кислорода.
Физическая нагрузка приводит к увеличению энергетических потребностей, которые при тяжелой работе могут возрасти в 15— 20 раз по сравнению с состоянием покоя. Соответственно увеличивается и потребление кислорода.
Об увеличении энергетических затрат при нагрузке можно судить по увеличению потребления кислорода.
Например, в условиях основного обмена потребление кислорода составило 250 мл/мин, что соответствует затратам энергии в 5,2 кДж/мин (1,25 ккал/мин), или 1 Ми. Затраты в покое соответственно составили 10,4кДж/мин (2,5 ккал/мин), или 2 Ми; т. е. потребление кислорода было 500 мл/мин. Физическая нагрузка вызвала повышение потребления кислорода до 1000 мл/мин и, следовательно, общие затраты энергии — до 21 кДж/мин (5 ккал/мин), или 4 Ми. Если же рассчитать затраты на работу (разница между общими затратами при нагрузке и в покое), то они составят 5,2 кДж/мин (2,5 ккал/мин), или 2 Ми.
ФИЗИЧЕСКАЯ РАБОТОСПОСОБНОСТЬ
Определение физической работоспособности (ФРС), или Р\УС (Рпузша! \Уогкш§ СарасНу) при нагрузочных тестах в спорте или при выполнении профессиональных обязанностей имеет большое значение для оценки функционального состояния сердечно-сосудистой и дыхательной систем.
28
Максимальная работа представляет собой предельный уровень нагрузки, приведшей к максимальной частоте сердечных сокращений. Наряду с максимальным потреблением кислорода этот показатель является ведущим при оценке результатов нагрузочных тестов. Существующая линейная зависимость между частотой пульса, интенсивностью нагрузки и величиной потребления кислорода позволяет рассчитывать величину максимальной работы на основе результатов нагрузочных тестов меньшей интенсивности (субмаксимальных), а также определять величину максимального потребления кислорода по максимальной работе.
В клинической практике часто используются показатели не максимальной работы, а работы при частоте сердечных сокращений 170 в 1 мин ФРСпо (В. Л. Карпман с соавт., 1969; Т. 5Го51гап(1, 1947; Н. ШаЫипс!, 1948; О. ТогпуаП, 1963, и др.). Не говоря уже о том, что этот тест менее опасен, чем максимальные нагрузки, оптимальный уровень минутного объема кровообращения достигается при частоте сердечных сокращений 170—180 в 1 мин (В. Л. Карпман с соавт., 1969; Р. Аз1гап(1 и К. КойаЫ, 1970, и др.).
При обследовании более тяжелых контингентов больных нередко ограничиваются тестом меньшей интенсивности, доводя нагрузки до частоты сердечных сокращений 150 в 1 мин-ФРС^о и даже до 130 в 1 мин — ФРС,зо-
Оценивая результаты нагрузочных тестов, наряду с определением кислородного пульса можно учитывать и величину ватт-пульса — нагрузку в ваттах на одно сердечное сокращение (Н. Коз-катт с соавт., 1966).
Даже краткий обзор физиологии физических нагрузок со всей наглядностью показывает, что интенсивная мышечная работа предъявляет высокие требования к функции основных органов и систем человека. Детренированность приводит к ухудшению состояния сердечно-сосудистой, дыхательной и других систем, а физическая активность способствует улучшению их функции.
Изучение реакции на дозированные физические нагрузки открывает широкие возможности для объективной оценки физического состояния человека и его работоспособности. Поэтому нагрузочные тесты занимают все большее место в комплексе современных кардиологических исследований.
ТЕРМИНОЛОГИЯ, ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ, ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ЭКВИВАЛЕНТЫ
При изложении вопросов физиологии нагрузок и нагрузочных тестов часто приходится прибегать к условным обозначениям и терминам, которые используются в международной литературе. Мы опускаем большинствЪ из них, которые хорошо известны из работ по физиологии, но считаем необходимым пояснить некоторые термины, имеющие непосредственное отношение к нагрузочным тестам и эргономии.
29
Условные обозначения и терминология
Условные обозначения Р. ли пины измерения Значение термина
Ус Уе Уе
тах
V
тах «о
^о, (170) УО, (900)
АТР5 ВТР5
5ТРО
О, или СО С1
31°
!Ь (900) *п (2,1)
1Р1
ВУ ТВУ
ФРС, Р\УС ФРС„о, Р\УС,то
ФРС.50, РШС.50
^170
МК
Ми или Ме1
л л
л/мин л/мин
л/мин
Л/МИН Л/МИН
Л/МИН
условия состояния газа
л/мин
л/мин/м2
мл
мл/уд/м2
уд/мин
уд/мин
уд/мин
мл/уд
л
л
Дыхание
Жизненная емкость Объем выдыхаемого воздуха Минутный дыхательный объем Легочная вентиляция во время максимальной мышечной работы Потребление кислорода Максимальное потребление кислорода Потребление кислорода при частоте сердечных сокращений 170 в 1 мин Потребление кислорода при нагрузке 900 кгм/мин
Окружающая температура и давление, полное насыщение водяными парами Температура тела 37 °С и окружающее давление, полное насыщение водяными парами
Стандартная температура 0°С, давление 101 кПа (760 мм рт. ст.), сухой газ
Кровообращение
Минутный объем сердца (МОС) Сердечный индекс (СИ) Ударный объем (УОС) Систолический индекс Сердечный ритм (ЧСС) Сердечный ритм при нагрузке 900 кгм/мин
Сердечный ритм при потреблении кислорода 2,1 л/мин Кислородный пульо Объем крови Общий объем крови
Работа и энергия
Вт, кгм/мин Вт, кгм/мин
Вт, кгм/мин
Вт, кгм/мин Вт, кгм/мин
Вт, кгм/мин
Вт, кгм/мин кгм
к Д ж/мин, ккал/мин
Физическая работоспособность Физическая работоспособность при сердечном ритме 170 в 1 мин Физическая работоспособность при сердечном ритме 150 в 1 мин Степень нагрузки
Степень нагрузки при потреблении кислорода 2,1 л/чин Степень нагрузки при сердечном ритме 170 в 1 мин (то же, что РХУСио) Максимальная нагрузка Общая работа, произведенная за I
Уровень энергетических затрат Метаболическая единица (условный уровень основного обмена)
30
Показатели выполненной работы при нагрузочных тестах могут быть выражены в различных единицах измерения (Вт, кгм/мин и др.). В последнее время в зарубежной литературе оценка нагрузок при физических тестах вместо килограммометров в минуту (кгм/мин) производится в килопондометрах в минуту (кпм/мин).
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71