Эргометрические показатели это

Эргометрические показатели это

Под ред. академика РАН И.Б. Ушакова Изд.: Медицина, 2007 г.

Виды эргометрии

При определении физической работоспособности нагрузка обычно задается с помощью одного из четырех видов эргометрии:

Оглавление:

  • без использования специальных приспособлений;
  • на «бегушей дорожке» — тредбане (тредмиле);
  • с применением разновысоких ступенек;
  • на велоэргометрах.

Положительными моментами физических нагрузок без использования специальных приспособлений являются их методическая простота и доступность в выполнении, возможность проведения практически в любых условиях. Они позволяют дифференцировать мышечные усилия по характеру движения на динамические (приседания, подскоки, бег) и статические (удержание позы). Однако, как правило, энергия, затраченная при выполнении дозированной нагрузки таким способом, может значительно отличаться от учтенной. Эти различия усугубляются за счет индивидуальных особенностей исследуемых — массы тела, роста, амплитуды движений, отклонений в методике выполнения нагрузочной пробы.

Применение тредбанов в эргометрии отличается от других дозирующих установок тем, что позволяет максимально приблизить выполнение мышечной работы к естественным условиям. Появляется возможность моделирования с их помощью нагрузочных проб за счет изменения скорости, продолжительности движения ленты тредбана и угла ее наклона. Существуют тредбаны, позволяющие за счет автоматического изменения режима работы поддерживать постоянный заданный уровень функционирования исследуемых систем, что обеспечивает достаточно высокую точность выполнения теста.

Недостатком тредбана остается невозможность точного дозирования проделанной мышечной работы, ее измерения в единых общепринятых единицах мощности.

При функциональных пробах эргометрия выполняется с применением ступенек и велоэргометров синхронно с работой могут учитываться не только ответные реакции организма (ЧСС, изменения АД и т. д.), но и достаточно точное количественное выражение проделанной работы (ее мощность), т. е. становится возможным сопоставление его ответных реакций с объемом и интенсивностью выполненной работы.

В настоящее время наиболее широкое применение нашли разновысокие ступени. Методика исследования физической работоспособности с помощью ступеней проста, посредством их возможно дозирование физических нагрузок в больших пределах, с достаточной точностью. Изготовление ступенек дешево и доступно, не требуются их техническое обслуживание, калибровка, электропитание. Ходьба по ступеням естественна, привычна всем и может быть легко выполнена человеком любого возраста и любого уровня физической подготовки.

Однако не всегда устройства с фиксированной высотой ступеней могут удовлетворять исследователя. Причинами являются индивидуальные особенности обследуемых, а также значительные погрешности в подсчете выполненной работы. Кроме того, отдельные тесты требуют довольно широкого набора высот ступенек.

Во время ходьбы по ступеням могут быть получены электрокардиограммы (ЭКГ) хорошего качества и относительно легко измерено потребление кислорода. Наряду с этим непрерывное шагание и сопутствующие ему движения рук и головы создают трудности при подсчете ЧСС, определении АД и, безусловно, делают невозможным проведение таких сложных диагностических процедур, как катетеризация сердца, измерение сердечного выброса и т. п.

Степ-эргометрия имеет недостаток, связанный с тем, что при расчете проделанной работы (ее мощности) не учитываются усилия, затраченные на сокращение мышц верхних конечностей и туловища. Практика показывает, что в случае субпредельных физических нагрузок испытуемым не удается поддерживать один и тот же заданный ритм восхождений в течение всего исследования.

Наиболее эффективным методом тестирования физической работоспособности человека является тестирование с помощью велоэргометров. При их использовании значительно снижается расход энергии на сокращение мышц верхних конечностей, фиксированных на руле, и туловища, удобно расположенного в седле велоэргометра. Вполне понятно, что и в этом случае определенная энергия затрачивается на поддержание позы, однако по объему она значительно меньше, чем при дозировании нагрузки другими способами, и этим можно вполне пренебречь (неучтенные энерготраты при исследовании на тредбане на 7—15 %, а при ходьбе по ступеням —на 22—30 % больше, чем при исследованиях на велоэргометре).

Все это указывает на то, что определение выполненной работы с помощью велоэргометра является наиболее точным приемом, так как удается регистрировать энергию, затраченную главным образом на сокращение мышц конечностей, т. е. фиксировать именно ту работу, которая выполнена испытуемым.

Недостатками велоэргометрии являются локальное утомление мышц и боли в мышцах нижних конечностей, лимитирующие работу при тяжелых или длительных нагрузках. При интенсивной работе электрическая активность грудной мускулатуры может снизить качество регистрации ЭКГ, что требует применения специальных аппаратных и программных фильтров.

Эргометрическое тестирование легкоатлетов - спринтеров и стайеров с использованием переменных уравнения мюллера

Кандидат биологических наук, доцент Э.А. Лазарева Ульяновское высшее авиационное училище гражданской авиации, Ульяновск Введение. Определение энергетических затрат исходя из измерений количества внешне выполняемой работы долгое время было единственной возможностью судить об энергетических

Эргометрическое тестирование легкоатлетов - спринтеров и стайеров с использованием переменных уравнения мюллера

Кандидат биологических наук, доцент Э.А. Лазарева

Введение. Определение энергетических затрат исходя из измерений количества внешне выполняемой работы долгое время было единственной возможностью судить об энергетических процессах, обусловливающих мышечную деятельность. Первая попытка связать величины внешней работы с конкретными физиологическими механизмами осуществлена А. Хиллом , который на основе эргометрического анализа разделил легкоатлетический бег на три группы в зависимости от конкретных энергетических процессов. Бег на короткие дистанции, по А. Хиллу, обеспечивается анаэробными источниками энергии, на средние - совместным функционированием анаэробных и аэробных источников, а на длинные - преимущественно аэробными механизмами. Это направление в последующем активно разрабатывал В.С. Фарфель , который, более детально изучив три отрезка легкоатлетического бега, выделенных А. Хиллом, и представив кривую рекордов в логарифмическом масштабе, смог создать концепцию зон относительной мощности. В.С. Фарфель [12] благодаря исследованиям биохимиков [2,] несколько больше акцентирует внимание на придании физиологического смысла отдельным отрезкам легкоатлетического бега (первоначально причиной ограничения продолжительности работы он ошибочно считал процессы торможения в ЦНС): на коротких дистанциях наблюдается самая большая скорость анаэробных энергопоставляющих процессов, хотя они и не достигают своего максимума; на средних дистанциях происходит полное развертывание анаэробных процессов образования энергии; на длинных - от 1500 дом анаэробные и аэробные процессы уравновешены между собой, а в беге на дистанции большем основная заслуга в образовании энергии для мышечной деятельности принадлежит аэробным процессам.

Одной из последних интересных модернизаций эргометрического тестирования стало использование переменных уравнения Мюллера [6 - 8], которые позволяют не просто наметить определенные тенденции в преобладании того или иного источника энергии у конкретного испытуемого, а весьма точно выявить мощностные и емкостные характеристики основных биоэнергетических источников, соотнести их с предъявляемыми испытуемым нагрузками различной мощности. Суть данного варианта эргометрического тестирования сводится к тому, что исходя из предельного времени удержания двух различающихся по мощности нагрузок рассчитываются показатели, по которым оцениваются мощностные и, что очень важно, емкостные характеристики отдельного биоэнергетического источника, а также его вклад в обеспечение мышечной деятельности конкретного испытуемого.

Целью настоящей работы стало выявление индивидуальных характеристик энергообеспечения мышечной деятельности спортсменов - спринтеров и стайеров при помощи эргометрического тестирования и последующего анализа полученных данных с использованием переменных уравнения Мюллера.

М етоды и организация исследования. В тестировании приняли участие 55 юношейгода. Были организованы три группы. В первую (контрольную - КГ) группу вошли нетренированные юноши, а во вторую и третью (экспериментальные - ЭГ) - соответственно легкоатлеты - спринтеры и стайеры высших спортивных разрядов.

Характеристики индивидуальных особенностей энергообеспечения принято описывать в терминах мощности и емкости энергетического источника, которые можно рассчитать по уравнению Мюллера [20], описывающего зависимость предельного времени удержания нагрузки от мощности выполняемой нагрузки, а также емкости систем энергообеспечения. Уравнение имеет следующий вид:

где tlim. - предельное время удержания заданной нагрузки, e - основание натурального логарифма, W - мощность нагрузки, а и b - показатели, отражающие индивидуальные характеристики энергообеспечения.

Для отнесения испытуемых к тому или иному типу энергообеспечения с помощью уравнения А. Мюллера [20] в зависимости от времени удержания нагрузки рассчитывали индивидуальные коэффициенты a и b, отражающие емкостные возможности анаэробно-гликолитического и аэробного источников энергии, а также мощность нагрузки, которую испытуемый может поддержать в течение 10, 40, 240 и 900 с: мощностные показатели W10, W40, W240 и W900 соответственно. Данные мощностные показатели являются характерологическими точками, показывающими границу между различными зонами относительной мощности.

Для определения показателей а и b оценивали предельную продолжительность работы испытуемого на велоэргометре "Ритм ВЭ-05" при двух (W1 и W2) различных по мощности нагрузках [5, 6, 8]. Первая тестирующая нагрузка соответствовала зоне большой (W1 = 4,5 Вт/кг), а вторая - зоне субмаксимальной (W2 = 9 Вт/кг) мощности. Испытуемые выполняли тестирующие нагрузки "до отказа" - до прекращения педалирования либо до резкого снижения его интенсивности.

Результаты и обсуждение. После велоэргометрического тестирования и расчета арифметических значений коэффициентов a и b, а также мощностных показателей W10, W40, W240 и W900 по уравнению Мюллера у испытуемых был определен тип энергетического обеспечения мышечной деятельности. В КГ выявлены три типа энергообеспечения: анаэробный (36%), смешанный (40%) и аэробный (24%). Группа спринтеров оказалась полностью (100%) представлена юношами с анаэробным типом энергетики, а стайеры характеризовались аэробным типом энергопродукции (100%).

Для юношей-спринтеров характерны меньшие значения времени удержания первой (W1), аэробной по своей природе, нагрузки (tlim. = 73,846±1,229 с). Время удержания второй (W2) нагрузки, соответствующей зоне субмаксимальной мощности и являющейся по своей природе анаэробной, составило 36±1,025 с. Юноши-спринтеры характеризуются наибольшими значениями показателя W10 (33,333±3,141) и W40 (8,211±0,221). Среднегрупповые значения показателей W240 и W900, характеризующие рабочие возможности в зоне смешанной и аэробной энергопродукции, минимальны - 1,436±0,08 для W240 и 0,413±0,043 для W900.

Спортсмены-стайеры, представленные исключительно аэробным типом энергопродукции, имеют максимальные значения показателей W900 (4,486±0,012) и W240 (5,803±0,016), которые характеризуют функциональные возможности в зоне аэробной и смешанной энергопродукции. Это находит отражение в больших значениях времени удержания первой (W1), более аэробной, нагрузки (tlim. = 888,059±12,301 с) по сравнению со второй (W2), субмаксимальной, нагрузкой (tlim. = 25,294±0,799 с). Значения мощностных показателей W40 и W10, отражающих развитие анаэробных источников энергии, у стайеров составили 8,228±0,044 и 10,781±0,085 соответственно.

Полученные результаты, свидетельствующие о преобладании среди спортсменов-спринтеров юношей с анаэробным, а среди стайеров - с аэробным типами энергопродукции на основе определения tlim., перекликаются со многими работами, касающимися исследования профиля энергетического обмена [2 - 4, 9]. Так, связь предельного времени упражнения с разворачиванием анаэробных и аэробных процессов продемонстрирована в работах Н.И. Волкова [2 - 4]. В них показано, что уровень О2-запроса экспоненциально снижается с увеличением предельного времени работы. В непродолжительно выполняемых упражнениях эти изменения уровня 02-запроса обусловлены сдвигами в сфере анаэробного обмена, что выражается в величине расхождения уровней О2-запроса и "рабочего" потребления кислорода. Этими авторами показаны изменения уровня общей энергопродукции, а также ее составляющих в зависимости от значений предельного времени упражнения. В непродолжительных упражнениях высокой мощности уровень общих затрат энергии определяется анаэробными процессами, скорость которых максимальна в упражнениях максимальной мощности и снижается по мере увеличения предельного времени упражнения. Напротив, скорость аэробных процессов прогрессивно увеличивается с возрастанием предельного времени упражнения.

Заключение. Итак, велоэргометрическое тестирование в сочетании с расчетом показателей уравнения Мюллера дает адекватную оценку степени развития анаэробных и аэробных источников энергии. Высокие показатели аэробной производительности у стайеров объясняются тем, что аэробная производительность в наибольшей мере проявляется при тех

нагрузках, где имеется возможность полного удовлетворения кислородного запроса и где длительное время сохраняется устойчивый уровень потребления кислорода [3, 9]. Анаэробная же производительность, при которой отсутствует возможность обеспечить работающие мышцы адекватным количеством кислорода, играет определяющую роль в кратковременных упражнениях высокой интенсивности [1, 3], что выражается в доминировании анаэробной энергопродукции у легкоатлетов спринтеров.

1. Биохимия: Учебник для ин-тов физ. культуры /Под ред. В.В. Меньшикова, Н.И.Волкова. - М.: ФиС. 1986.с.

Эргометрия

совокупность методов и приемов измерения физической работы и уровня работоспособности человека путем регистрации его мышечной работы/

Регистрация и запись мышечной работы (Мышечная работа) проводится с помощью специальных приборов — эргометров и эргографов. В клинической практике широкое распространение получили велоэргометр, который используют для измерения работы, совершаемой человеком при вращении педалей неподвижного велосипеда, и тредмилэргометр (тредмил) — для измерения работы, совершаемой при ходьбе или беге по движущейся дорожке. Регулируемыми переменными эргометрических установок являются частота вращения педалей, величина усилия, прилагаемого к педалям, скорость движения дорожки, угол ее наклона. Э. включает также определение силы отдельных групп мышц, для чего используют динамометры.

Дозированная мышечная работы на эргометре с одновременным электрокардиографическим и клиническим наблюдением позволяет определить физическую работоспособность обследуемого, оценить уровень аэробных возможностей организма. Учитывая, что расход энергии и динамика роста потребления кислорода зависят прежде всего от интенсивности работы, эргометрические исследования применяют для непрямой оценки величины так называемого максимального поглощения кислорода (МПК). В клинической практике Э. используется, в частности, для выявления скрытых и ранних форм ишемической болезни сердца, а также контроля за эффективностью проводимой медикаментозной терапии. В процессе лечения можно определять порог переносимости той или иной физической нагрузки, превышение которого ведет к развитию клинических и электрокардиографических признаков ишемии миокарда. Установление такого порога позволяет дать количественную характеристику степени устойчивости больного к физической нагрузке, создает возможность воспроизводимости результатов исследования. Э. может быть применена для выявления эффекта действия лекарственных препаратов (качественная оценка действия) и степени его проявления (количественная оценка). Как относительно простой и информативный метод Э. широко применяют в спортивной, авиационной, клинической и других разделах медицины.

метод измерения физической работы, выполняемой человеком, основанный на использовании специальных механических устройств (эргометров).

Энциклопедический словарь медицинских терминов М. СЭ, ПМП : БРЭ-94 г., ММЭ : МЭ.91-96 г.

Читайте также в Медицинской энциклопедии :

Эргономика I технология конструирования работы, область научных знаний, объединяющая сведения из анатомии (биомеханика и показатели физического развития человека), физиологии (фи.

Эргоспирометрия => Эритема возвышенная стойкая Эргоспирометрия., Эритема., Эритема атрофическая., Эритема аутотоксическая., Эритема бруцеллёзная., Эритема возвышенная стойкая., .

Эритема Гаммела => Эритема капельная рубцующаяся фарфороподобная Эритема Гаммела., Эритема девятого дня., Эритема индуративная., Эритема индуративная гипостатическая., Эритема инфракрасная., Эритема капельная рубцующаяся фарфороподобная., .

Энциклопедии и словари на ALCALA.RU год. - Значение слова в Бесплатных онлайн словарях - справочниках

Все тексты выложены на сайте для не коммерческого использования и взяты из открытых источников.

При использовании материалов сайта активная ссылка на ALCALA.RU обязательна!!

Все права на тексты принадлежат только их правообладателям!!

Велоэргометрия: показания, как проводят, показатели и расшифровка результатов

Обычная кардиограмма, записанная в покое, может диагностировать перенесенный инфаркт миокарда, хроническую коронарную недостаточность, аритмии и блокады. Между тем, она дает мало информации при латентном течении некоторых патологических состояний сердца (отдельные формы коронарной недостаточности, нарушение возбудимости и проводимости), то есть, ЭКГ не позволяет выявить скрытую сердечную недостаточность, проявляющуюся при физических нагрузках.

В подобных случаях нередко используются различные функциональные пробы с дозированной ступенчато нарастающей нагрузкой, например, такой метод функциональной диагностики, как велоэргометрия (ВЭМ), которую в народе называют просто «велосипедом». Это довольно меткое название, поскольку приспособление для проведения обследования действительно очень похоже на знакомое с детства транспортное средство. Хотя еще больше велоэргометр напоминает велотренажер, который обладает способностью давать физическую нагрузку в строго определенной дозе.

Нагрузочные тесты, их цели и задачи

В кардиологической практике для исследования сердца с диагностической и прогностической целью в плане функциональных способностей сердечно-сосудистой системы нередко применяются нагрузочные пробы.

Велоэргометрия («велосипед»), предусматривает регистрацию электрокардиограммы (ЭКГ), измерение частоты сердечных сокращений (ЧСС) и артериального давления (АД) в условиях возрастающих физических нагрузок, которые дозируются до момента проявления клинических признаков непереносимости или до появления у пациента повышения частоты сердечных сокращений на уровне субмаксимальных или максимальных значений. Помимо этих показателей, во время процедуры ведется наблюдение за состоянием дыхательной системы испытуемого, а также за его реакцией на тестирование.

Велоэргометр пользуется большой популярностью среди проб с физнагрузкой, поскольку его можно приспособить для проведения процедуры с помощью рук, он более легкий, компактный, не столь шумный и стоит дешевле, нежели другое устройство, предназначенное для тех же целей, называемое тредмилом. Вместе с тем, у велоэргометрии есть и свои недостатки:

  • «Велосипеду» очень сложно обучить женщин преклонного возраста, которые никогда не крутили педали;
  • Во время процедуры на велоэргометре нередко отмечается значительное повышение артериального давления, что не очень полезно людям с далеко зашедшей артериальной гипертензией.

Учитывая данные обстоятельства, врач таким категориям пациентов все же предпочитает рекомендовать тредмил-тест.

Тредмил-тест – это диагностический метод, предполагающий регистрацию ЭКГ и контроль АД во время движения пациента по бегущей дорожке, которая меняет угол уклона.

Тредмил-тест, как и велоэргометрия, имеет своей задачей диагностику электрокардиографических изменений в миокарде, вызванных ишемией, прогнозирование дальнейшего развития патологии, определение эффективности лечения, а также способности организма пациента переносить физическое напряжение.

В связи с этим данные виды тестирования (движущаяся дорожка и «велосипед») проводят:

  1. Для индивидуального анализа эффективности лечения ИБС, стенокардии напряжения, а также обследования с прогностической целью пациентов, страдающих ишемической болезнью сердца;
  2. В случае если имеет место подозрение на ИБС, скрытые нарушения ритма и проводимости, но клинический диагноз требует уточнения;
  3. После таких оперативных вмешательств, как стентирование и шунтирование;
  4. После перенесенного инфаркта миокарда - через месяц от начала болезни (более раннее обследование, имеющее целью раннюю индивидуализированную реабилитацию возможно исключительно в специализированных стационарах и только при отсутствии осложнений;
  5. При подборе режимов тренировки на различных этапах реабилитации пациентов, перенесших инфаркт миокарда;
  6. С целью освидетельствования на пригодность к определенным видам профессиональной деятельности, требующей хорошего здоровья сердца и сосудов (летчики, машинисты).

В отношении больных, имеющих кардиологическую патологию, целесообразно применять пробы на велоэргометре или на движущейся дорожке, поскольку они дают наибольший объем информации и при правильном использовании и выполнении всех условий не приносят вреда здоровью. Иногда пациентам предлагают тестирование, предусматривающее ходьбу в течение 6 минут или кистевой жим.

К проведению этих функциональных проб, как правило, подходят со всей серьезностью, поскольку они (и тредмил-тест, и велоэргометрия), имеют ряд противопоказаний, абсолютных и относительных, которые будут описаны в следующих разделах, когда мы вернемся к основной теме – велоэргометрия.

Есть еще и другие нагрузочные пробы, например, Гарвардский степ-тест, который представляет собой подъем на ступеньку определенной высоты (для мужчин – 50 см, для женщин – 43 см) поочередно правой и левой ногой в заданном темпе, проба Руфье (30 приседаний за 45 секунд), проба Котова-Демина (бег на месте). При проведении этих нагрузочных проб измеряется артериальное давление и подсчитывается частота пульса, однако здесь нет строго дозирования и данные процедуры проводятся чаще для определения физической подготовки начинающих спортсменов, новобранцев или людей, желающих связать жизнь с профессией, предполагающей достаточную выносливость, поэтому проявляющих особый интерес к работе своей сердечно-сосудистой системы.

Проведение велоэргометрии

Во время проведения велоэргометрии с помощью компьютера возможна регистрация гемодинамических параметров и функциональных способностей дыхательной системы, однако, в большей части случаев к главным показателям данной процедуры относят:

  • Электрокардиограмму, которая анализирует положение интервала ST – крутизну подъема или депрессии данного сегмента;
  • Артериальное давление;
  • Частоту сердечных сокращений.

Прежде чем сделать ВЭМ, пациенту снимают кардиограмму в покое (12 отведений) и измеряют артериальное давление. Затем испытуемого отправляют на «велосипед», где для начала он разминается в течение 1-2 минут и только после этого получает непрерывную ступенчато-нарастающую нагрузку (на каждый уровень физнагрузки уходит от 1 до 5 минут). Врач по специальной формуле рассчитывает пороговую мощность нагрузки и регулирует время пребывания на велоэргометре - оно не должно превышать четверти часа, потому что при большей продолжительности процедуры пациент сильно устает и, чувствуя слабость в ногах, не может продолжать обследование. Электрокардиограмма и артериальное давление регистрируются по окончании каждой ступени физической нагрузки.

Основные показатели велоэргометрии

Частота сердечных сокращений

Известно, что интенсивная физическая нагрузка заставляет сердце усиленно работать, что, естественно, приводит к увеличению частоты сердечных сокращений, возрастанию сердечного выброса и потреблению кислорода (О2). Максимальный захват О2 (максимальная аэробная способность, в норме - 100%) с возрастом имеет тенденцию к снижению. Такая же картина наблюдается у нетренированных людей и при наличии сердечно-сосудистой патологии (и причина этому – уменьшение сердечного выброса). Для того, чтобы определить, насколько отличаются реальные значения от нормальных показателей, нужно знать норму при физической нагрузке в зависимости от пола, возраста, роста и веса (врач, расшифровывающий результаты пробы, располагает формулами и таблицами).

В качестве примера можно привести расчет максимальной частоты сердечных сокращений при 100% аэробной способности:

ЧССmax = 220 – количество прожитых лет

Таким образом, ориентировочно для 20-летних ЧССmax = 200 уд/мин, для 40-летних – 180 уд/мин, в то время как для людей, достигших 60-летнего возраста, этот показатель в норме опустится до 160 уд/мин.

Помимо максимального пульса, при проведении велоэргометрии может использоваться понятие субмаксимальной ЧСС, соответствующей заранее заданной физической нагрузке, мощность которой не достигает 100% (это может быть и 60, и 70, и 80%). Для таких случаев также существуют формулы и таблицы, по которым врач производит расчет. При вычислении субмаксимальной частоты сердечных сокращений от 200 отнимают возраст (ЧСС = 200 – кол-во прожитых лет).

Какие варианты можно ожидать при велоэргометрии? Их три: норма, снижение ЧСС в сравнении с нормальными показателями и увеличение.

Сердце отдельных людей не особо реагирует на физические нагрузки (ЧСС не возрастает), что дает основание предположить:

  1. Синдром слабости синусового узла (СССУ);
  2. Недостаточную продукцию гормонов щитовидной железы (гипотиреоз);
  3. Воздействие некоторых лекарственных средств, например, бета-адреноблокаторов.

Стремительное увеличение ЧСС выше нормальных показателей может стать свидетельством:

  • Детренированности пациента;
  • Высокого эмоционального фона в период проведения пробы;
  • Неспособности левого желудочка полноценно расслабляться для заполнения кровью (дисфункция);
  • Анемического состояния;
  • Повышенной функциональной активности щитовидной железы (гипертиреоз).

Артериальное давление

Нарастание физической нагрузки естественным образом влечет подъем систолического давления, которое может достигать уровня в 200 и более мм. рт. ст., тогда как диастолическое кровяное давление в норме (у здоровых лиц) изменяется совсем незначительно, всего лишь на 10 мм. рт. ст. в ту или иную сторону.

Отклонения значений АД от нормальных показателей при велоэргометрии могут выступать в различных вариантах:

  1. У лиц, страдающих артериальной гипертензией, отмечается значительный скачок артериального давления, как систолического, так и диастолического;
  2. При чрезмерном расширении кровеносных (в большей степени - артериальных) сосудов или дисфункции сердечной мышцы (из-за неполноценного сердечного выброса) давление в момент проведения ВЭМ может оставаться неизменным;
  3. Падение кровяного давления и появление клинических признаков стенокардии дает основание предположить тяжелое ишемическое поражение левого желудочка.

Между тем, незначительное повышение АД (или даже его падение, тоже едва заметное) не относится к типичным признакам сердечно-сосудистой патологии (стенокардия, болезни миокарда, прием лекарственных препаратов, снижающих АД, нарушение ритма). Такой вариант может наблюдаться, как ответ вегетативной нервной системы у лиц, для которых при определенных обстоятельствах (вегетативная дисфункция, например) характерны подобные вазовагальные реакции.

Электрокардиограмма

ЭКГ при физическом усилии (и по мере его возрастания) также претерпевает определенные изменения:

  • В норме укорачиваются интервалы: P-Q, QRS, QT;
  • Повышается вольтаж Р;
  • Снижается точка J и сегмент ST (последний дает снижение косовосходящего типа).

Отклонения от нормальных показателей кардиограммы:

  1. Глубокая горизонтальная депрессия ST указывает на развивающуюся под внутренним слоем стенки сердца ишемию миокарда;
  2. Подъем сегмента ST дает основание заподозрить распространяющуюся на всю глубину сердечной мышцы ишемию;
  3. Перемещение сегмента ST ниже изолинии и приобретение им косонисходящего, медленно-восходящего или горизонтального направления свидетельствует о стенокардии напряжения.

Помимо сердечных болезней, смещение сегмента ST ниже изолинии может говорить о других патологических состояниях:

  • Гипертрофии левого желудочка при гипертонии или стенозе аортального клапана;
  • Снижении калия в крови;
  • Гипервентиляции;
  • Анемиях;
  • Пролабировании митрального клапана;
  • Недостаточности митральной и аортальной;
  • Полных и неполных блокадах ножек пучка Гиса;
  • Некоторых видах тахикардий.

Следует отметить, что в норме при прекращении нагрузки показатели кардиограммы быстро возвращаются к исходным значениям.

Противопоказания - относительные и абсолютные

С любыми физическими нагрузками при определенных заболеваниях сердечно-сосудисой системы следует проявлять осторожность, поэтому для проведения нагрузочных проб составлен перечень абсолютных и относительных противопоказаний.

Ни при каких обстоятельствах и подозрениях «не светит» ВЭМ людям, имеющим болезни сердца и сосудов, которые отнесены к абсолютным противопоказаниям:

  1. Подозрение на острый инфаркт миокарда (ИМ);
  2. Нестабильная стенокардия (приступ предсказать невозможно, во время приступа грозит развитием острого ИМ), стенокардия напряжения 3 и 4 функциональных классов;
  3. Экстрасистолы (многоочаговые, ранние, групповые);
  4. Артериальная гипертензия, плохо поддающаяся контролю;
  5. Аневризма аорты;
  6. Хроническая сердечная недостаточность IIА-Б стадии и выше, то есть, когда появляются признаки декомпенсации сердечной деятельности;
  7. Тромбофлебит (острый);
  8. Системные заболевания в фазе обострения;
  9. Нарушение мозгового кровообращения.

Есть некая перспектива пройти велоэргометрию в облегченном варианте пациентам с сердечной патологией, которая занесена в список относительных противопоказаний:

  • Выраженный подклапанный и клапанный стеноз устья аорты;
  • Высокое кровяное давление (200/100 мм. рт. ст.), если оно поддается коррекции;
  • Атриовентрикулярная блокада 2-3 ст.;
  • Приступ мерцания и трепетания предсердий;
  • Пароксизмальная тахикардия;
  • Частая экстрасистола (более 10/мин);
  • Синдром Вольфа-Паркинсона-Уайта.

Если, кроме сосудистой патологии нижних конечностей и болезней суставов, других противопоказаний для проведения исследования с нагрузкой нет, то пациенту предлагают (в качестве альтернативы) сделать фармакологические пробы с дипиридамолом (провокация миокардиальной ишемии) или добутамином, увеличивающим показатели ЧСС, АД, сократимость сердечной мышцы и потребность ее в кислороде. В общем, не надо отчаиваться – альтернатива есть всегда.

Пройти «велосипед» и получить результат

Не следует думать, что пройти ВЭМ так просто: получил направление и пошел. Прежде чем сделать пробу с нагрузкой, пациент должен понимать, что для проведения этой процедуры существует много условий ее выполнения. И даже с учетом относительных и абсолютных противопоказаний, пройти велоэргометрию без подготовки пациент не сможет, поэтому:

  1. За неделю до исследования он прекращает применение сердечных гликозидов, кордарона, трициклических антидепрессантов;
  2. За 3-4 дня исключает соли лития;
  3. За 48 часов – отменяет бета-блокаторы;
  4. За 24 часа (и не менее) пациент перестает принимать силуретики и антиангинальные препараты (лекарственные средства, применяемые при приступах стенокардии), и, хотя все нитраты отменяются за сутки до исследования, больной может позволить себе принять нитроглицерин, поскольку ему разрешают купировать приступ стенокардии таким образом.

Следует отметить: если исследование проводится с целью определения воздействия антиангинальных препаратов на переносимость физнагрузок у пациентов, страдающих стенокардией, то лекарственные средства данной фармакологической группы не отменяются.

После окончания процедуры врач функциональной диагностики дает заключение об итогах нагрузочной пробы:

  • Результат - отрицательный (при наборе субмаксимальной нагрузки все показатели остаются в пределах нормы);
  • Тест сомнительный (возникновение болей в грудной клетке, депрессия ST на кардиограмме);
  • Тест положительный (описание ишемических преобразований сегмента ST).

В иных случаях целью пробы с нарастающей нагрузкой является подбор некоторых химиотерапевтических препаратов, тогда велоэргометрию или тредмил-тест следует сделать спустя 1-2 часа после того, как человек принял лекарство, то есть, на предполагаемом «пике» его фармакологического действия. Насколько будет эффективен данный препарат – можно судить по приросту толерантности к физическому напряжению после приема лекарственного средства по отношению к исходным значениям переносимости физнагрузок.

Биомеханическая характеристика выносливости

Биомеханическая характеристика выносливости

Эргометрией - называется совокупность количественных методов измерения физической работоспособности человека.

Когда человек выполняет какое-либо достаточно длительное дви­гательное задание можно говорить о трех основными переменными:

1. Интенсивность выполняемого двигательного задания. Словами «интенсивность двигательного задания» обозначается одна из трех механических величин:

а) скорость спортсмена (например, в беге; единица измерения — м/с);

б) мощность (например, при педалировании на велоэргометре; единица измерения — ватты);

в) сила (например, при статическом удержании груза; единица измерения — ньютоны).

2. Объем выполненного двигательного задания. Этими словами обозна­чается одна из следующих трех механических величин:

а) пройденное рас­стояние (например, в беге; единица измерения—метры);

б) выполненная работа (в физическом смысле, например, при вращении педалей велоэргометра; единица измерения джоули);

в) импульс силы(при статическом усилии; единица измерения—ньютон-секунды).

3. Время выполнения (единица измерения—секунды).

Показатели интенсивности, объема и времени выполнения двига­тельного задания называются эргометрическими показателями. Один из них всегда задается как параметр двигательного задания; два других — измеряются. Например, при беге на 5000 м дистанция задается заранее, а время бега и средняя скорость измеряются; при часовом беге задается время, а измеряются дистанция и скорость; при беге с заданной скоростью «до отказа» измеряются дистанция и время, скорость же определяется заранее и т. д.

В табл. 7 сведены воедино разные варианты измерения физической работоспособности человека.

Если величины времени, интенсивности и объема двигательных заданий соответствуют друг другу, то, как экспериментально пока­зано, при разных вариантах заданий получаются совпадающие ре­зультаты. Например, если спортсмены пробегают дистанцию 3 км за 12,0 мин (средняя скорость

4,1 м/с), то при задании пробежать наибольшую дистанцию за 12 мин (так называемый тест Купера) они пробегут тоже 3 км, а если им предложить бежать с постоянной скоростью 4,1 м/с, то они будут в состоянии поддерживать ее в среднем лишь 12 мин,(это для них предельная длительность данного двигательного задания — t m ; и пробегут за это время те же 3 км. Таким образом, конкретный вариант задания (что именно — дистанция, скорость или время — задается, а что измеряется) для эргометрических показателей не имеет значения. Поэтому результаты, полученные в заданиях одного типа (например, в беге с заданной скоростью), можно переносить на задания другого типа (например, бег на определенную дистанцию), если только задаваемые или регистрируемые значения времени, интенсивности и объема двигательных заданий совпадают. Это так называемое правило обратимости двига­тельных заданий.

Как уже говорилось, двигательные задания могут отличаться по задаваемым условиям (параметрам) выполнения. В видах спорта циклического характера параметром является длина дистанции (гораздо реже задается время работы — часовой бег, часовая езда на велосипеде и т. п.). В результате возникают три зависимости: дистанция — время,

скорость — время и дистанция — скорость. Наиболее интересны две первые из них. Их можно проанализировать на примере мировых рекордов.

Во всех видах спорта циклического характера v широком диапазоне дистанций связь между длиной дистанции и рекордным временем ( fc ) прямолинейна (рис. 55). Как известно, уравнение прямой линии имеет вид:

где D дистанция (м), t m время, а и b коэффициенты. На графике а равно величине отрезка, отсекаемого на оси ординат (т. е. ве­личине дистанции при t m =0), a b тангенсу угла наклона «линии рекордов» к оси абсцисс. Чем большую работу выполнил спортсмен (например, чем большую дистанцию он преодолел), тем больше энергии он затратил. С точки зрения биомеханики (в частности, анализа затрат энергии) коэффициенты а и б в приведенном уравнении имеют четкий смысл:

а — величина дистанции, пройденная за счет запасов энергии, не восстанавливаемых по ходу выполнения двигательного задания;

b максимальная скорость передвижения, которая может быть до­стигнута за счет энергии из источников, восстанавливаемых по ходу выполнения задания.

Из курсов биохимии и физиологии известно, что в организме человека есть два источника энергопродукции: анаэробный и аэробный. Наибольшая величина энергии, освобождаемой при мышечной работе, определяяется величинами:

а) максимального кислородного долга,

б) кислородной емкости, т. е. произведения времени работы ( t m ) на скорость потребления кислорода (л/мин).

Поскольку величины кислородного долга и текущего потребления кислорода характеризуют величину освобожденной энергии, можно за­писать:

где Е — суммарная величина энергии, t m — предельная продолжитель­ность работы, а, — анаэробная энергопродукция (калории или джоули), b 1 —скорость аэробной энергопродукции (кал/мин или ватты).

Видно, что уравнение (2) совпадает с уравнением (1). На основе этого принято считать, что коэффициент а в уравнении (1) отражает «дистанцию анаэробных резервов», а коэффициент b — скорость, при которой имеет место максимальное потребление кислорода (критиче­скую скорость).

Значения дистанции анаэробных резервов и критической скорости в некоторых видах спорта циклического характера приведены в табл. 8.

Работа со скоростью ниже критиче­ской может продолжаться очень дол­го — часами. Превышение же этой ско­рости быстро приводит к снижению работоспособности.

Поскольку средняя скорость на определенной дистанции равна частно­му от деления длины дистанции ( D ) на время ( tm ), можно на основе урав­нения (1) записать:

Из уравнения (3) видно, что увеличение t m приводит к снижению v (и наоборот, вспомните правило обратимости двигательных заданий). Анализ параметрической зависи­мости «скорость — время» подтверждает это (рис. 56).

Проведенный выше анализ и уравнения (1), (2) и (3) справедливы лишь в принципе, в своих основных чертах. В действительности эти зависимости усложняются рядом дополнительных факторов (напри­мер, возможностью локального утомления отдельных мышечных групп, замедленностью развертывания аэробных процессов в начале мышечной работы, неодинаковой экономичностью мышечной работы разной продолжительности).

2. Утомление и его биомеханические проявления

Утомлением называется вызванное работой временное снижение работоспособности.

Существуют, как известно, несколько основных типов утомления: умственное, сенсорное, эмоциональное, физическое (вызванное мы­шечной деятельностью). В биомеханике рассматривается только фи­зическое утомление.

Утомление при мышечной работе проходит через две фазы:

1) фазу компенсированного утомления — в ней, несмотря на возра­стание затруднения, спортсмен сохраняет интенсивность выполнения

двигательного задания например, сжиристь плавании; на прежнем уровне;

2) фазу декомпенсированного утомления — в ней спортсмен, не­смотря на все старания, не может сохранить необходимую интенсив­ность выполнения задания.

Утомление проявляется в специфических субъективных ощущениях, объективных физиологических и биохимических сдвигах (например, в уменьшении систолического выброса, сдвиге рН крови в кислую сторону). Проявляется оно очень заметно и в биомеханических (дви­гательных) показателях.

В фазе компенсированного утомления скорость передвижения (или другой показатель интенсивности двигательного задания) не снижается, но происходят изменения в технике движений. Снижение одних по­казателей компенсируется ростом других. Наиболее часто уменьшается длина «шагов», что компенсируется возросшей их частотой. Особенно четко эта закономерность проявляется при задании удерживать как можно дольше постоянную скорость передвижения (например, при плавании за механическим лидером или светолидером).

Под влиянием утомления снижаются скоростно-силовые показа­тели утомленных мышц. Такое снижение может до известной степени компенсироваться сознательным или бессознательным изменением техники движения.

Наблюдаемые в состоянии утомления изменения в технике дви­жений имеют двоякую природу: изменения, вызванные утомлением, и приспособительные реакции, которые должны компенсировать эти изменения, а также снижение функциональных (в частности, скоростно-силовых) возможностей спортсмена.

В результате далеко не всегда ясно, полезным или вредным

является то или иное изменение в технике движений при утомлении (например, меньшее сгибание ноги в коленном суставе при беге: надо ли с ним бороться или именно такой вариант исполнения в утомленном состоянии лучше других?). Это решается в каждом конкретном случае на основе практического опыта и специальных биомеханических ис­следований.

Повышение устойчивости спортивной техники по отношению к утомлению — одна из важных задач во многих видах спорта. Это достигается длительной специальной тренировкой (в том числе и в состоянии утомления).

3. Выносливость и способы ее измерения

Если предложить одно и то же двигательное задание разным людям, признаки утомления у них появятся через разное время. Причиной этого является, очевидно, разный уровень выносливости у этих людей. Выносливостью называется способность противостоять утомлению. При прочих равных условиях у более выносливых людей наступает позже как первая, так и вторая фаза утомления. Основным мерилом выносливости считают время, в течение которого человек способен поддерживать заданную интенсивность двигательного зада­ния (В. С. Фарфель, 1937). Согласно правилу обратимости двигатель­ных заданий, для измерения выносливости можно использовать и другие эргометрические показатели (в соответствии с табл.7).

Однако в этой таблице не указано точно, как определяется интенсивность двигательных заданий: одинаково для всех занимаю­щихся или в зависимости от их индивидуальных возможностей.

Рассмотрим пример: спортсмены лежа выжимают «до отказа» штангу 50 кг. Если не учитывать уровень их максимальной ( F mm ) силы, то более выносливыми следует считать тех, кто смог поднять штангу большее число раз. Если же учесть, что максимальная сила у одних спортсменов невелика (скажем, 55 кг), а у других намного больше, то ясно, что на полученный результат повлияет не только разный уровень выносливости испытуемых, но и разные силовые возможности. Ус­транить их влияние можно было бы, например, так: предложить всем выжимать штангу, вес которой равен определенному проценту от их максимальной силы (скажем, 50% от F mm ). В первом случае интен­сивность задания уравнивалась в абсолютных единицах (килограммах), во втором — в относительных (в % от R m ).

Рассмотрим другой пример: два спортсмена (условно А и Б) бегут 800 м. Результат А — 2 мин 10 с, Б — 2 мин 12 с. Очевидно, А более вынослив, чем Б. Однако допустим, что А пробегает 100 м за 10,5 с, а Б — лишь за 15,0 с. Если учитывать уровень скорости, которым владеют спортсмены, результат А на 800 м является слабым; время Б, наоборот, надо расценивать как очень хорошее. Таким образом, если не учитывать уровень максимальной скорости спортсменов, то А выносливее, чем Б; если же учесть их скоростные возможности, соотношение меняется: Б будет выносливее, чем А.

В этих примерах видна причина, обусловливающая два типа показателей выносливости — явные и латентные. Явные (используется также термин «абсолютные») — без учета развития силовых или ско­ростных качеств; латентные (говорят еще — относительные) — с уче­том развития названных качеств, когда их влияние каким-либо образом исключается.

Хотя латентных показателей выносливости существует довольно много, в их основе всегда лежит сравнение эргометрических показа­телей в данном двигательном задании с достижением в других заданиях.

Примерами латентных показателей выносливости могут быть:

1. Коэффициент выносливости — отношение времени преодоления всей дистанции ко времени преодоления какого-либо короткого отрезка (100 м в беге, 50 м в плавании и т. п.): KB = t д , где t эт — время на дистанции (например, 400 м за 48,0 с), t 3 T лучшее время на коротком («эталонной») отрезке (100 м— 11,0 с). KB = 48,0:11,0 = 4,3636.

2. Запас скорости (по Н. Г. Озолину) — разность между средним временем преодоления эталонного отрезка при прохождении всей ди­станции и лучшим временем на этом отрезке.

Запас скорости (3 C )= t д: n - t 3 r , где и — число, показывающее, во сколько раз эталонный отрезок меньше всей дистанции (400м : 100 м = 4). Запас скорости =48,0:4—11,0 = 1 с.

Чем меньше запас скорости, тем выше выносливость. С ростом спор­тивной квалификации запас скорости, как правило, уменьшается. Например, у сильнейших бегунов мира на 400 м он равен 0,9—1,0 с, у начинающих — 2—2,5 с. С увеличением дистанции запас скорости также увеличива­ется (рис. 57).

Тренеры в видах спорта цикличе­ского характера должны знать, чему

равны показатели запаса скорости (или другие латентные показатели выносливости) на разных дистанциях у спортсменов разной квалифи­кации, это поможет определять слабые стороны в подготовке своих учеников, видеть, что именно отстает — скорость или выносливость.

4. Проблема экономизации спортивной техники

Если у разных спортсменов при выполнении одного и того же двигательного задания измерить энергозапрос, то его величины могут оказаться резко различными: одна и та же работа будет для разных спортсменов связана с неодинаковым расходом энергии. Так, например, при плавании с одинаковой скоростью на дистанции 150 м (время плавания —146 с) величина кислородного запроса у пловцов-третьераз­рядников составляла в среднем 5486 мл/мин, а у мастеров спорта лишь 2726 мл/мин, т. е. в 2 раза (!) меньше (Фам Чонг Тхань). При плавании с той же скоростью третьеразрядники затрачивают в 2 раза больше энергии, чем мастера.

Экономичность работы нередко оценивают с помощью коэффи­циентов, связывающих величины выполненной работы с величинами затраченной при этом энергии. Наиболее часто применяют три таких коэффициента.

1. Валовый коэффициент (брутто-коэффициент) экономичности работы:

где А — выполненная механическая работа (в джоулях), Е— затраченная энергия (в джоулях).

2. Нетто-коэффициент; в данном случае из величины энерготрат при выполнении работы вычитают величину энерготрат в состоянии покоя (в условиях основного обмена или в рабочей позе):

где А — величины работы (в джоулях), En —энерготраты (в джоулях).

3 Дельта коэффициент сравнивают величины выполненной работы в двух двигательных заданиях разной интенсивности

где A 1 и А 2 величины работы в джоулях, Е1 и Е2 энерготраты в джоулях

Например, определяются энерготраты при педалиро­вании на велоэргометре с мощностью 50 и 250 вт в течение 100 с. Выполненная работа равна 5 тыс. джоулей (А 1 ) и 25 тыс. джоулей (А 2 ).

Все эти коэффициенты введены по аналогии с известным по школьному Курсу физики коэффициентом полезного действия (к.п.д.), a K t формально равен ему. Однако отношение к введенным коэффи­циентам Ki , К 2 и К з, их использование и трактовка отличаются от того, что имеет место в физике и в технике.

Таким образом, использование указанных коэффициентов, во-первых, позволяет анализировать лишь внешние результаты двига­тельных заданий (но не процессы, лежащие в их основе); во-вторых, приемлемо лишь при анализе двигательных заданий сходного типа. Можно, например, сравнивать величины этих коэффициентов в одном и том же движении (например, в беге), и нельзя — в движениях далеких друг от друга (например, в плавании и прыжках в воду).

В циклических локомоциях для характеристики экономичности техники обычно используют не указанные выше коэффициенты, а так называемую константу пути — величину энерготрат, приходящуюся на 1 метр пути.

При сравнении разных локомоций значения константы пути и коэффициентов экономичности работы могут не совпадать, поскольку в разных локомоциях для того, чтобы преодолеть одно и то же расстояние, надо выполнить разную механическую работу. Например, при ходьбе по сравнению с ездой на велосипеде коэффициенты К1 и К2 больше (т. е. работа экономичнее), но в то же время и сама механическая работа больше (главным образом из-за подъема общего центра тяжести в каждом шаге). При езде на велосипеде К х и К 2 меньше, но меньше и механическая работа. В результате затраты энергии на метр пути (константа пути) при езде на велосипеде гораздо меньше, чем при ходьбе.

Экономичность техники зависит от двух групп факторов: 1) фи­зиологических и биохимических (в частности от того, аэробными или анаэробными процессами обеспечивается поставка энергии) и 2) био­механических.

5. Биомеханические основы экономизации спортивной техни­ки. Особенности спортивной техники в упражнениях, требующих большой выносливости

С биомеханической точки зрения есть два различных пути повы­шения экономичности движении:

1) снижение величин энерготрат в каждом цикле (например, в каждом шаге);

2) рекуперация энергии, т. е. преобразование кинетической энергии в потенциальную и ее обратный переход в кинетическую.

Что касается первого пути, то он реализуется несколькими ос­новными способами:

а) устранением ненужных движений (например, в вертикальном направлении; ведь каждая работа по подъему тела требует затрат энергии и оправданна лишь постольку, поскольку она абсолютно необходима для продвижения вперед);

б) устранением ненужных сокращений мышц. У квалифицирован­ных спортсменов суммарное время активности мышц меньше, время расслабленного состояния больше, чем у новичков. Это достигается за счет так называемой концентрации активности мышц. Внешне это выражается в легкости и свободе движений;

в) уменьшением внешнего сопротивления (например, уменьшением сопротивления воды в плавании за счет выбора более обтекаемого положения тела);

г) уменьшением внутрицикловых колебаний скорости. Повышение скорости (после ее падения) требует затрат энергии. По возможности такие колебания надо уменьшать, хотя в некоторых видах спорта (плавание брассом, академическая гребля) они поневоле остаются зна­чительными;

д) выбором оптимального соотношения между силой действия и скоростью рабочих движений. В некоторых видах спорта (велосипед­ном, гребле) можно сохранить одну и ту же скорость передвижения при разном соотношении силы действия и скорости отдельных дви­жений (например, в гребле за счет изменения площади лопасти весла). Аналогично в лабораторных условиях можно поддерживать ту же мощность на велоэргометре при разном соотношении силы действия и скорости педалирования. Для каждой заданной скорости передви­жения или мощности существует свое оптимальное соотношение между силой действия и скоростью рабочих движений. Наиболее просто вопрос сохранения его решается в велосипедном спорте, где величина сопротивления задается сменой передачи (можно сделать так, что за один рабочий цикл велосипед будет проезжать разные расстояния). На разных передачах велосипедист будет ехать при одной и той же вели­чине энерготрат с разной скоростью (рис.58);

е) выбором оптимального соотно­шения между длиной и частотой шагов. На рис. 59 показано, как изме­няется расход энергии при ходьбе с одной и той же скоростью, но при разном соотношении длины и часто­ты шагов. На абсциссе этого графи­ка — число шагов в минуту, на орди­нате—длина шага в сантиметрах. Пунктирные дугообразные линии, идущие из верхнего левого угла в правый нижний угол, соответству­ют определенным скоростям, значе­ния которых нанесены сверху. Ос­тальные линии соединяют точки одинаковой затраты энергии. На ли­нии, обозначенной цифрой 40 и

пересекающей абсциссу при числе шагов 70 и 120 в минуту, лежат все комбинации длины и частоты шага, при которых затраты энергии на 1 м пути (константа пути) составляют 40 калорий. Крестиком обозначена точка наименьшей траты энергий —35 калорий на 1 м пути. Номограмма дает для каждой скорости оптимальную (с точки зрения затрат энергии) ком­бинацию длины и частоты шагов. Этот оптимум обозначен тол­стой линией, идущей из левого нижнего угла в правый верхний угол. Если длина и частота шагов соответствуют этой линии, затраты энергии на 1 м пути минимальны (для данной скорости передвиже­ния).

Подобного рода зависимости существуют и в других циклических локомоциях. Интересно, что в ходьбе оптимальная (по затратам энергии) длина и частота шагов подбирается человеком без специаль­ного обучения. В других циклических локомоциях нередко можно наблюдать довольно значительные отклонения от наиболее выгодного соотношения этих характеристик. Подобные отклонения должны ус­траняться тренером.

Рекуперация 4 энергии в движениях человека осуществляется двумя способами.

Во-первых, кинетическая энергия движения может переходить в потенциальную энергию гравитации (сил тяжести). Например, в обыч­ной ходьбе наивысшему положению ЦМ тела (максимуму потенци­альной энергии) соответствует минимум кинетической энергии, и наоборот, кинетическая энергия тела самая большая, когда его ОЦМ находится в самом низком положении. Образно можно себе представить, что ОЦМ движется как шарик, катящийся по неровной поверхности:, на подъемах кинетическая энергия переходит в потенциальную, а на спусках — наоборот. Благо­даря этому полная механическая энергия тела (т. е. сумма его кине­тической и потенциальной энергии) сохраняется. Разумеется, это

сохранение не стопроцентное — значительная часть энергии рас­сеивается. Но все же благодаря описанному явлению экономич­ность ходьбы значительно по­вышается.

Во-вторых, кинетическая энер­гия движения превращается в потенциальную энергию упругой деформации мышц, а накопленная потенциальная энергия частично снова превращается в работу — идет на сообщение скорости телу и его подъем. В модельных опытах (прыжки на месте) показано (А. С. Аруин), что рациональное использование упругих сил мышц может повысить экономичность работы более чем в 2 раза.

Повышение экономичности спортивной техники — основное направ­ление ее совершенствования в видах спорта, требующих большой выносливости. Определенное значение имеют и другие факторы, в частности предупреждение локального утомления отдельных мышеч­ных групп, что может наблюдаться, если нагрузка на какую-либо мышечную группу становится особенно велика