Этот показатель является ведущим при определении функционального состояния и работоспособности человека с помощью нагрузочных тестов.
Максимальное потребление кислорода определяется в литрах в минуту (л/мин). С учетом того, что оно пропорционально массе тела, для получения сравнимых данных его часто относят к 1 кг массы тела обследуемого (мл/мин/кг).
Максимальное потребление кислорода в детском возрасте увеличивается пропорционально росту и массе. У мужчин оно достигает максимального уровня в возрасте 18—20 лет. Начиная с 25— 30 лет, оно неуклонно снижается и к 70 годам составляет 50 % от уровня 20 лет. У женщин максимальное потребление кислорода равняется приблизительно 70 % определяемого у мужчин, остается стабильным на протяжении продуктивного периода, а затем снижается с такой же скоростью, как и у мужчин (К. Апёегзеп с со-
25
авт., 1971). На рис. 8 приведена возрастная динамика максимального потребления кислорода у мужчин и у женщин.
Для молодых и хорошо тренированных лиц максимальное потребление кислорода — 4 л/мин у мужчин и 3 л/мин у женщин (Р. Аз1гапс1, 1952, 1960). Этот уровень в 15 раз превышает затраты в условиях основного обмена. У взрослых с пониженной физической активностью, ведущих сидячий образ жизни, аэробная способность находится на более низком уровне и в возрасте 25—45 лет составляет примерно 3,2 л/мин у мужчин и 2,4 л/мин у женщин (Н. Мопой, 1973).
Исследованиями с применением больших физических нагрузок выявлена тесная корреляционная зависимость между интенсивностью мышечной работы, потреблением кислорода и минутным объемом сердца. Е. Азггшззеп и М. №е1зеп (1955) отмечают, что линейная зависимость между потреблением кислорода и минутным объемом кровообращения возникает при нагрузках, требующих потребления кислорода более 1 л/мин; при меньшей нагрузке такой зависимости нет.
В. Веуе^агс! (1960, 1963) вывел формулы, отражающие соотношение величины минутного объема сердца к потреблению кислорода при различных нагрузках.
При нагрузках в горизонтальном положении:
МОС (л/мин)=6,13Уо2 (л/мин ЗТРО)+6,24. При нагрузках в вертикальном положении:
МОС (л/мин) =5,9Уо2 (л/мин 5ТРО)+4,36.
Кроме того, величина минутного объема (сердечного индекса) при нагрузках может быть определена в зависимости от величины потребления кислорода в мл/мин на 1 м2 поверхности тела по следующим формулам (О. Шайе и Л. В]зпор, 1962). В горизонтальном положении сердечный индекс равен 3,708 ±0,00534хУо2, а в вертикальном — 2,55 +0,00561 хУо2-
При адекватной реакции на нагрузку на каждые 100 мл повышения потребления кислорода отмечается увеличение минутного объема сердца на 800 мл (К. Нагуеу с соавт., 1962).
Проявлением прямой зависимости между величиной потребления кислорода во время нагрузок и минутным объемом сердца является и тесная корреляционная взаимосвязь между величиной потребления кислорода, степенью нагрузки и частотой сердечных сокращений. На этой зависимости строятся все косвенные методы оценки функционального состояния организма и его предельных физических возможностей без применения максимальных истощающих нагрузок, при которых достигаются кислородный предел и максимальная частота сердечных сокращений.
Максимальные нагрузочные тесты главным образом распространены в спортивной медицине и в физиологических исследованиях. В клинической практике в основном применяются субмаксимальные нагрузки и вместо определения максимального потреб-
26
ления кислорода по рекомендации ВОЗ широко используется определение величины потребления кислорода при нагрузках, приводящих к частоте сердечных сокращений 170 в 1 мин —
Для оценки физического состояния человека и, в частности, состояния сердечно-сосудистой системы с помощью нагрузочных тестов наряду с максимальным потреблением кислорода определяют и кислородный пульс. Он представляет собой отношение потребления кислорода за 1 мин к частоте пульса за ту же минуту, т. е. количество миллилитров кислорода, которое доставляется за одно сердечное сокращение. Этот показатель характеризует экономичность работы сердца. Чем выше кислородный пульс, тем эффективнее гемодинамика, так как доставка нужного количества кислорода обеспечивается меньшей частотой сердечных сокращений.
В покое кислородный пульс составляет 3,5 — 4 мл, а при интенсивной физической работе, сопровождающейся потреблением кислорода 3 л/мин, он возрастает до 16—18 мл.
Как отмечают Н. Мопой, М. РоШег (1973), линейная зависимость, существующая между частотой сердцебиений и потреблением кислорода, лучше выявляется не при определении кислородного пульса, а когда увеличение частоты сердцебиений по сравнению с состоянием покоя относят к одновременному увеличению объема кислорода по сравнению с состоянием покоя.
Полученная величина ДУо2/ДГ[1 является дифференциальным (разностным) кислородным пульсом. Он составляет 25 — 30 мл при увеличении частоты сердечных сокращений на один удар и служит гораздо более чувствительным показателем, чем кислородный пульс.
Отдельные авторы (К. Кош§ с соавт., 1961; V. ОоШешег, 1968, и др.) при оценке тестов определяют индекс сокращения, под которым подразумевается отношение величины относительного объема сердца (У/5) к максимальному кислородному пульсу.
ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ЗАТРАТЫ
Расход энергии обычно определяется в килоджоулях (килокалориях).
Затраты энергии человеческого организма в килоджоулях (килокалориях) могут быть отнесены ко времени (минута, сутки) или к 1 м2 поверхности тела.
В зависимости от условий и степени активности организма различают три энергетических (метаболических) уровня.
Основные затраты — это энергия, затрачиваемая организмом в условиях основного обмена. Она составляет 4,6—5,2 кДж, или 1,1 — 1,25 ккал/мин (по Е. <юг(1оп, 1957,— 5,8 кДж, или 1,39 ккал/мин), а в сутки — около 7118—7536 кДж (1700—1800 ккал). Отношение основных затрат к поверхности тела составляет основной обмен, который у взрослого молодого человека равен около 155 кДж/мг/ч
27
(37 ккал/м2/ч); с возрастом он снижается. У женщин величина основного обмена примерно на 5 % ниже, чем у мужчин.
Затраты в покое — энергия, затрачиваемая организмом, находящимся в условиях, отличающихся от основного обмена, при отсутствии мышечной работы. В дополнение к энергетическим затратам основного обмена сюда относятся энергетические затраты при пищеварении и терморегуляции вне зоны комфорта (особенно при охлаждении), а также затраты на поддержание мышечного тонуса и позы. В обычных условиях на это дополнительно расходуется энергия в пределах 20 % величины основных затрат.
Затраты при работе — энергия, расходуемая во время мышечной активности. Величина этой энергии равна разнице между затратами при работе и в покое.
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
Максимальное потребление кислорода определяется в литрах в минуту (л/мин). С учетом того, что оно пропорционально массе тела, для получения сравнимых данных его часто относят к 1 кг массы тела обследуемого (мл/мин/кг).
Максимальное потребление кислорода в детском возрасте увеличивается пропорционально росту и массе. У мужчин оно достигает максимального уровня в возрасте 18—20 лет. Начиная с 25— 30 лет, оно неуклонно снижается и к 70 годам составляет 50 % от уровня 20 лет. У женщин максимальное потребление кислорода равняется приблизительно 70 % определяемого у мужчин, остается стабильным на протяжении продуктивного периода, а затем снижается с такой же скоростью, как и у мужчин (К. Апёегзеп с со-
25
авт., 1971). На рис. 8 приведена возрастная динамика максимального потребления кислорода у мужчин и у женщин.
Для молодых и хорошо тренированных лиц максимальное потребление кислорода — 4 л/мин у мужчин и 3 л/мин у женщин (Р. Аз1гапс1, 1952, 1960). Этот уровень в 15 раз превышает затраты в условиях основного обмена. У взрослых с пониженной физической активностью, ведущих сидячий образ жизни, аэробная способность находится на более низком уровне и в возрасте 25—45 лет составляет примерно 3,2 л/мин у мужчин и 2,4 л/мин у женщин (Н. Мопой, 1973).
Исследованиями с применением больших физических нагрузок выявлена тесная корреляционная зависимость между интенсивностью мышечной работы, потреблением кислорода и минутным объемом сердца. Е. Азггшззеп и М. №е1зеп (1955) отмечают, что линейная зависимость между потреблением кислорода и минутным объемом кровообращения возникает при нагрузках, требующих потребления кислорода более 1 л/мин; при меньшей нагрузке такой зависимости нет.
В. Веуе^агс! (1960, 1963) вывел формулы, отражающие соотношение величины минутного объема сердца к потреблению кислорода при различных нагрузках.
При нагрузках в горизонтальном положении:
МОС (л/мин)=6,13Уо2 (л/мин ЗТРО)+6,24. При нагрузках в вертикальном положении:
МОС (л/мин) =5,9Уо2 (л/мин 5ТРО)+4,36.
Кроме того, величина минутного объема (сердечного индекса) при нагрузках может быть определена в зависимости от величины потребления кислорода в мл/мин на 1 м2 поверхности тела по следующим формулам (О. Шайе и Л. В]зпор, 1962). В горизонтальном положении сердечный индекс равен 3,708 ±0,00534хУо2, а в вертикальном — 2,55 +0,00561 хУо2-
При адекватной реакции на нагрузку на каждые 100 мл повышения потребления кислорода отмечается увеличение минутного объема сердца на 800 мл (К. Нагуеу с соавт., 1962).
Проявлением прямой зависимости между величиной потребления кислорода во время нагрузок и минутным объемом сердца является и тесная корреляционная взаимосвязь между величиной потребления кислорода, степенью нагрузки и частотой сердечных сокращений. На этой зависимости строятся все косвенные методы оценки функционального состояния организма и его предельных физических возможностей без применения максимальных истощающих нагрузок, при которых достигаются кислородный предел и максимальная частота сердечных сокращений.
Максимальные нагрузочные тесты главным образом распространены в спортивной медицине и в физиологических исследованиях. В клинической практике в основном применяются субмаксимальные нагрузки и вместо определения максимального потреб-
26
ления кислорода по рекомендации ВОЗ широко используется определение величины потребления кислорода при нагрузках, приводящих к частоте сердечных сокращений 170 в 1 мин —
Для оценки физического состояния человека и, в частности, состояния сердечно-сосудистой системы с помощью нагрузочных тестов наряду с максимальным потреблением кислорода определяют и кислородный пульс. Он представляет собой отношение потребления кислорода за 1 мин к частоте пульса за ту же минуту, т. е. количество миллилитров кислорода, которое доставляется за одно сердечное сокращение. Этот показатель характеризует экономичность работы сердца. Чем выше кислородный пульс, тем эффективнее гемодинамика, так как доставка нужного количества кислорода обеспечивается меньшей частотой сердечных сокращений.
В покое кислородный пульс составляет 3,5 — 4 мл, а при интенсивной физической работе, сопровождающейся потреблением кислорода 3 л/мин, он возрастает до 16—18 мл.
Как отмечают Н. Мопой, М. РоШег (1973), линейная зависимость, существующая между частотой сердцебиений и потреблением кислорода, лучше выявляется не при определении кислородного пульса, а когда увеличение частоты сердцебиений по сравнению с состоянием покоя относят к одновременному увеличению объема кислорода по сравнению с состоянием покоя.
Полученная величина ДУо2/ДГ[1 является дифференциальным (разностным) кислородным пульсом. Он составляет 25 — 30 мл при увеличении частоты сердечных сокращений на один удар и служит гораздо более чувствительным показателем, чем кислородный пульс.
Отдельные авторы (К. Кош§ с соавт., 1961; V. ОоШешег, 1968, и др.) при оценке тестов определяют индекс сокращения, под которым подразумевается отношение величины относительного объема сердца (У/5) к максимальному кислородному пульсу.
ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ЗАТРАТЫ
Расход энергии обычно определяется в килоджоулях (килокалориях).
Затраты энергии человеческого организма в килоджоулях (килокалориях) могут быть отнесены ко времени (минута, сутки) или к 1 м2 поверхности тела.
В зависимости от условий и степени активности организма различают три энергетических (метаболических) уровня.
Основные затраты — это энергия, затрачиваемая организмом в условиях основного обмена. Она составляет 4,6—5,2 кДж, или 1,1 — 1,25 ккал/мин (по Е. <юг(1оп, 1957,— 5,8 кДж, или 1,39 ккал/мин), а в сутки — около 7118—7536 кДж (1700—1800 ккал). Отношение основных затрат к поверхности тела составляет основной обмен, который у взрослого молодого человека равен около 155 кДж/мг/ч
27
(37 ккал/м2/ч); с возрастом он снижается. У женщин величина основного обмена примерно на 5 % ниже, чем у мужчин.
Затраты в покое — энергия, затрачиваемая организмом, находящимся в условиях, отличающихся от основного обмена, при отсутствии мышечной работы. В дополнение к энергетическим затратам основного обмена сюда относятся энергетические затраты при пищеварении и терморегуляции вне зоны комфорта (особенно при охлаждении), а также затраты на поддержание мышечного тонуса и позы. В обычных условиях на это дополнительно расходуется энергия в пределах 20 % величины основных затрат.
Затраты при работе — энергия, расходуемая во время мышечной активности. Величина этой энергии равна разнице между затратами при работе и в покое.
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