УДК 796/799
ББК 75.0
Б43
Белоцерковский З. Б.
Á43
Эргометрические и кардиологические критерии физической
работоспособности у спортсменов [Текст] / З. Б. Белоцерков
ский – 2е изд., доп. – М. : Советский спорт, 2009. – 348 с. : ил.
ISBN 9785971803768
В книге изложены общие основы и методы определения физической ра
ботоспособности с помощью велоэргометрических нагрузок, а также оценка
этого физиологического показателя в условиях выполнения специфических
для конкретного вида спорта нагрузок в естественных условиях цикли
ческой работы. Рассматриваются особенности функционирования аппарата
кровообращения, взаимоотношения между физиологическими показате
лями его деятельности и физической работоспособностью у спортсменов
разного возраста.
Особое внимание уделено проблеме функциональной диагностики
в спортивной медицине. Дополнительно рассматриваются структурнофунк
циональные характеристики сердца и эргометрические критерии физической
работоспособности у спортсменов с атипичной картиной ЭКГ, а также дан
ные по изучению аппарата кровообращения и физической работоспособнос
ти у квалифицированных спортсменов в отдаленные периоды их жизни пос
ле прекращения спортивной деятельности.
Издание рассчитано на специалистов в области спортивной медицины,
функциональной диагностики, аспирантов и студентов физкультурных вузов.
УДК 796/799
ББК 75.0
Подписано в печать 13.03.09. Формат 60×901
Бумага офсетная. Печать офсетная.
/16
.
Усл. печ. л. 21,75. Уч.изд. л. 23,2. Тираж 1000 экз.
Изд. № 1398. Заказ № 4556.
ОАО «Издательство “Советский спорт”». 105064, г. Москва, ул. Казакова, 18.
Тел./факс: (499) 2679435, 2679590.
Сайт в Интернете: www.sovsportizdat.ru
Email: sovsport@mail.tascom.ru
Отпечатано с электронной версии
в ФГУП «Производственноиздательский комбинат ВИНИТИ».
140010, г. Люберцы Московской обл., Октябрьский прт, 403.
Тел. (495) 5542186
ISBN 9785971803768
© Белоцерковский З. Б., 2005
© Белоцерковский З. Б., 2009
© Оформление. ОАО «Издательство
“Советский спорт”», 2009
ПРЕДИСЛОВИЕ
Диагностика состояния физической работоспособности у спорт
сменов и непрерывное отслеживание изменений этого состояния под
влиянием применяемых средств и методов тренировки составляют
одну из центральных задач, реализуемых в практике спортивной ме
дицины. Физическая работоспособность человека – явление много
факторное. К числу наиболее значимых факторов, определяющих фи
зическую работоспособность, обычно относят скоростносиловую
подготовленность спортсмена, уровень развития его биоэнерге
тических возможностей (аэробных и анаэробных), технику выполне
ния упражнений, тактику ведения спортивного поединка и психоло
гическую подготовку. Уровень развития скоростносиловых качеств
и биоэнергетические возможности спортсмена принадлежат к числу
свойств человека, унаследованных от родителей или приобретенных
в процессе жизни (они определяются как факторы потенций). Тех
ника исполнения упражнений, тактика ведения спортивной борьбы
и психологическая подготовка определяют, в какой мере имеющиеся
потенциальные возможности реализуются в конкретной обстановке
спортивных состязаний (эти качества обычно определяются как фак
торы производительности). В соответствии с этими особенностями
проявления физической работоспособности применяемые в спортив
номедицинской практике диагностические процедуры строго подраз
деляются на стандартизированные лабораторные обследования,
ориентированные на определение факторов потенций, и специфичес
кие «полевые» тесты, применяемые с целью установления степени го
товности спортсменов к выполнению конкретных соревновательных
задач. Стандартизированные лабораторные процедуры составляют
основное содержание углубленных этапных обследований спортсме
нов, проводимых на старте и по завершении определенных периодов
подготовки, а специальные полевые тесты применяются для от
5
Стр.2
слеживания состояния специальной работоспособности накануне
и в процессе наиболее значимых соревнований сезона.
До недавнего времени основное внимание спортивных медиков при
изучении биоэнергетических возможностей спортсменов уделялось оп
ределению их аэробных способностей, и в частности, лимитирующим
эти способности кардиореспираторным функциям; малоисследуемыми
и редко включаемыми в программы этапных и полевых обследований
оставались скоростносиловые и анаэробные возможности спортсме
нов. Лишь только в последние годы изучение и регулярное тестирова
ние скоростносиловых и анаэробных возможностей спортсменов
стало предметом внимания со стороны специалистов в области
спортивной медицины.
Автор предлагаемой вниманию читателей монографии имеет мно
голетний опыт работы по изучению спортивной работоспособности
в лабораториях кафедры спортивной медицины Центрального инсти
тута физической культуры и НИИ нормальной и патологической фи
зиологии АМН, руководил которыми профессор В.Л. Карпман. Ав
тор монографии располагает уникальным экспериментальным
материалом исследования структурных и функциональных характе
ристик сердца спортсменов и их взаимосвязей с различными факто
рами физической работоспособности. В монографии приводятся весь
ма ценные в практическом отношении сведения об особенностях
проведения и интерпретации данных лабораторных и полевых тес
товых процедур, используемых в спортивной медицине. Среди этих
данных особого внимания заслуживают результаты проведенного
автором экспериментального изучения реакции сердечнососудистой
системы спортсменов на статические и высокоинтенсивные физичес
кие нагрузки анаэробного воздействия (Вингейттест). Эти резуль
таты вполне своевременно дополняют общую программу исследова
ний физической работоспособности у спортсменов и лиц,
занимающихся оздоровительной физической культурой.
Проф. Н.И. Волков,
заслуженный деятель науки РФ,
заведующий кафедрой биохимии
Российского государственного университета
физической культуры, спорта и туризма
ВВЕДЕНИЕ
Физическая работоспособность человека зависит от целого ряда
факторов и прежде всего от состояния здоровья, функционального
состояния систем организма, объема и интенсивности физических на
грузок и т.д. Результаты исследования этого физиологического пока
зателя берутся на вооружение не только спортивной и военной ме
дициной, но и тренерами, преподавателями физического воспитания,
непосредственно спортсменами и лицами, занимающимися самосто
ятельно физической культурой.
ванная на использовании непредельных физических нагрузок, выпол
няемых с помощью прибора (велоэргометра), позволяющего измерить
проделанную механическую работу. Физиологическому обоснованию
пробы, усовершенствованию методики ее проведения и оценки резуль
татов тестирования посвящен ряд научных работ, выполненных сотруд
никами лаборатории спортивной кардиологии и кафедры спортивной
медицины РГУФК под руководством профессора В.Л. Карпмана. В на
стоящем издании представлены основные нормативные сведения об этой
функциональной пробе.
В последние годы для оценки физической работоспособности полу
чила широкое распространение функциональная проба – PWC170
В исследовании проблемы количественного анализа физической
работоспособности у спортсменов продолжает оставаться ряд нере
шенных вопросов и, в частности, особенности взаимоотношений это
го физиологического показателя со структурнофункциональными
характеристиками сердца, стандартизация методики проведения
пробы и оценки ее результатов у юных спортсменов и т.д. Именно
этот круг вопросов рассмотрен в настоящей работе, основанной на
результатах многолетних наблюдений. Обследовано несколько ты
сяч спортсменов различной специализации и квалификации, в том
числе высококвалифицированных спортсменов, многие из которых
7
, осно
Стр.3
были членами сборных команд страны, чемпионами Олимпийских
игр, мира и Европы, и более четырехсот юных спортсменов в воз
расте от 9 до 17 лет.
В работе систематизирован большой фактический материал, свя
занный с определением физической работоспособности на основе эр
гометрических критериев, с исследованием тех структурнофункци
ональных особенностей сердца, которые отражают его адаптационные
изменения в результате спортивной деятельности. Речь идет о таких
показателях, как объем полости и масса миокарда желудочка, удар
ный объем крови и минутный объем кровотока, сократительная функ
ция сердца и т.д.
Наряду с материалом о физической работоспособности, определен
ной с помощью прибора (велоэргометра), позволяющего измерять до
зированную механическую работу, представлены подробные сведения
о предложенной нами функциональной пробе, основанной на исполь
зовании специфических для конкретного вида спорта физических на
грузок (легкоатлетический бег, плавание, бег на коньках, лыжах и т.д.).
На основе анализа данных о мощности велоэргометрической на
грузки и скорости циклических движений при равных физиологичес
ких сдвигах предложен и рассматривается способ суждения об эф
фективности реализации вегетативных возможностей спортсменов
в естественных условиях мышечной деятельности.
Отдельный большой раздел работы посвящен недостаточно раз
работанной в спортивной медицине проблеме – различным аспектам
адаптации сердечнососудистой системы к статическим нагрузкам.
Предложена физиологическая проба, позволяющая оценивать адап
тационные возможности аппарата кровообращения спортсмена при
выполнении статических нагрузок. Основные положения пробы мо
гут быть использованы при обследовании занимающихся тяжелой
атлетикой, борьбой, туризмом, альпинизмом и т.д.
В спортивномедицинской практике, изза технических и методи
ческих обстоятельств, до настоящего времени не исследуются адапта
ционные возможности организма спортсмена при выполнении физи
ческих нагрузок анаэробного характера. Необходимость в такого рода
исследованиях очевидна. В книге представлены сведения о так назы
ваемом Вингейтском тесте, позволяющем оценивать анаэробную рабо
тоспособность на основе эргометрических критериев. Обсуждаются
особенности взаимоотношений между уровнем анаэробной работоспо
собности, с одной стороны, и структурнофункциональными характе
ристиками сердца, аэробной производительностью, скоростными каче
ствами спортсменов – с другой.
Одной из задач спортивной медицины является своевременная
диагностика таких патологических состояний, как приобретенные
8
9
и врожденные пороки сердца, коронарная болезнь сердца, в целом
ряде случаев приводящих при занятиях спортом к тяжелым послед
ствиям. Это побудило нас рассмотреть некоторые фонокардиографи
ческие функциональные пробы, облегчающие решение вопросов ди
агностики поражения клапанного аппарата сердца, и представить
более подробную информацию об электрической активности сердца
в условиях физической нагрузки, необходимую для распознавания
поражений коронарных артерий.
Книга основана на данных, полученных при обследовании спорт
сменов в лаборатории кардиологии кафедры спортивной медицины
РГУФК, возглавлявшейся проф. В.Л. Карпманом.
В написании разделов книги, касающихся фонокардиографии,
использован опыт работы в отделении функциональной диагности
ки Московского городского врачебнофизкультурного диспансера, ко
торым заведовал В.В. КоганЯсный.
В исследованиях спортсменов в разное время принимали участие
Б.Г. Любина, Я.Г. Аблов, Ю.А. Борисова, И.Ю. Картышева, Г.А. Кой
динова, Н.Г. Кочина, В.Г. Лиошенко, Р.А. Меркулова, которым с боль
шой теплотой выражаю благодарность за помощь в повседневной
работе.
Стр.4
Глава 2. Эргометрические критерии физической
работоспособности и структурнофункциональные
характеристики сердечнососудистой системы
у юных спортсменов ......................................................................... 78
СОДЕРЖАНИЕ
ПРЕДИСЛОВИЕ (Н.И. Волков) ................................................................................. 5
ВВЕДЕНИЕ ......................................................................................................................... 7
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ ........................................................................................ 10
Глава 1. Эргометрические критерии физической
работоспособности и структурнофункциональные
характеристики сердца у спортсменов........................................ 11
1.1. Частота сердечных сокращений
и артериальное давление в условиях покоя............................................ 11
1.2. Внутренние структуры сердца .................................................................... 15
1.2.1. Структурные особенности сердца у представителей
различных видов спорта ....................................................................... 15
1.2.2. Кардиогемодинамика и физическая работоспособность
у спортсменов с различной степенью увеличения
массы миокарда ...................................................................................... 27
1.2.3. Гемодинамика ........................................................................................... 34
1.2.4. Гипертрофия миокарда, дилатация полости
левого желудочка и физическая работоспособность .................. 36
1.2.5. Взаимоотношения между внутренними структурами
сердца и его объемом .............................................................................. 41
1.2.7. Динамика изменений конфигурации внутренней
поверхности полости левого желудочка сердца ............................ 50
1.3. Физическая работоспособность у спортсменов
(тест PWC170
2.1. Артериальное давление и частота сердечных сокращений............... 78
2.2. Электрическая активность сердца............................................................. 81
2.3. Кардиодинамика .............................................................................................. 83
2.4. Акустические проявления сердечной деятельности ............................ 88
2.5. Структурные особенности сердца .............................................................. 96
2.6. Гемодинамика ................................................................................................. 104
2.7. Сосудистые сопротивления артериальной системы ....................... 105
2.8. Изменение значений физиологических показателей
при физической нагрузке ............................................................................ 108
2.10. Сердечнососудистая система и физическая работоспособность
у высокорослых юных спортсменов....................................................... 118
2.9. Физическая работоспособность (тест PWC170
Глава 3. Определение физической работоспособности
у нетренированных взрослых ....................................................... 132
Глава 4. Эргометрические критерии физической
работоспособности и структурнофункциональные
характеристики аппарата кровообращения
у ветеранов спорта ........................................................................... 138
Глава 5. Определение физической работоспособности
у спортсменов и занимающихся физической культурой
с помощью специфических нагрузок ......................................... 150
5.1. Основы пробы со специфическими нагрузками
циклического характера .............................................................................. 150
) .................................................................................................... 56
1.3.1. Физиологическое обоснование пробы ................................................ 56
1.3.2. Методика проведения пробы............................................................... 58
1.3.3. Оценка результатов пробы ................................................................ 61
1.3.4. Динамика колебаний значений системного артериального
давления у спортсменов с различными уровнями физической
работоспособности при выполнении физических нагрузок........ 74
346
5.2. Методика проведения пробы..................................................................... 152
5.3. Пробы со специфическими нагрузками ............................................... 157
5.3.1. Проба с бегом ........................................................................................ 157
5.3.2. Проба с плаванием............................................................................... 163
5.3.3. Проба с плаванием в ластах............................................................. 166
5.3.4. Проба с бегом на лыжах .................................................................... 168
5.3.5. Проба с бегом на коньках .................................................................. 170
5.3.6. Проба с передвижением на велосипеде ........................................... 174
5.3.7. Проба с греблей .................................................................................... 176
5.3.8. Проба со штангой ............................................................................... 177
5.4. Определение физической работоспособности
у занимающихся физической культурой .............................................. 178
5.4.1. Проба с ходьбой ................................................................................... 182
5.4.2. Проба с бегом ........................................................................................ 186
5.5. О сопоставлении велоэргометрических
и специфических нагрузок ......................................................................... 187
347
) ................................. 114
Стр.173
Глава 6. Адаптация сердечнососудистой системы
к статическим нагрузкам у спортсменов ................................ 191
6.1. Методы исследования .............................................................................. 193
6.2. Изменение значений физиологических показателей
при статической нагрузке ........................................................................ 195
6.2.1. Частота сердечных сокращений .................................................. 195
6.2.2. Фазовая структура сердечного цикла ....................................... 202
6.2.3. Структурные особенности сердца ............................................. 205
6.2.4. Сердечный выброс ............................................................................. 209
6.2.5. Сосудистые сопротивления артериальной системы............. 214
6.3. Адаптация к статическим нагрузкам у спортсменов
с различными структурнофункциональными
характеристиками сердечнососудистой системы ......................... 217
6.4. Адаптация спортсменов к выполнению
специфических нагрузок............................................................................221
6.5. Реакция сердечнососудистой системы
на статические и динамические нагрузки ......................................... 227
Глава 7. Эргометрические критерии
анаэробной работоспособности у спортсменов .................... 242
7.1. Анаэробная работоспособность у юных спортсменов .................. 245
7.2. Анаэробная работоспособность у спортсменов .............................. 256
Глава 8. Структурнофункциональные характеристики
сердца и эргометрические критерии физической
работоспособности у спортсменов с атипичной
картиной электрокардиограммы ............................................... 263
8.1. Атипичные изменения волны Т электрокардиограммы............... 264
8.2. Нарушения сердечного ритма и проводимости ............................... 282
Глава 9. Электрическая активность сердца
в условиях физической нагрузки .............................................. 288
Глава 10. Фармакологические и функциональные
физиологические пробы, используемые
в спортивной медицине ................................................................ 308
10.1. Функциональные пробы, используемые
для дифференцирования сердечных шумов ...................................... 308
10.2. Функциональные пробы, применяемые для уточнения
природы атипичных изменений волны Т
электрокардиограммы ............................................................................... 320
ЛИТЕРАТУРА .................................................................................................................325
348
Стр.174