Методы измерения выносливости

Выносливость определяется с помощью двух групп тестов:

- физиологических (неспецифических), по результатам которых оцениваются потенциальные возможности спортсмена эффективно соревноваться в условиях наступающего утомления (В.П. Филин, В.Г. Семенов, В.Г. Любин, 1994);

- педагогических (специфических), результаты которых позволяют выявить степень реализации имеющихся потенциальных возможностей в условиях специфической соревновательной деятельности.

В соответствии с рекомендациями Международного комитета по стандартизации к неспецифическим тестам относятся: бег на тредбане, велоэргометрия и степ-тест. Условно выполнение этих двигательных заданий строго стандартизируется, измерениям обычно подлежат эргометрические и физиологические (биохимические) показатели. К основным эргометрическим показателям относятся время, объем и интенсивность выполняемых заданий; к физиологическим и биохимическим относятся: О₂ потребление (МПК, кислородный долг), ЧСС, порог анаэробного обмена, креатинфосфат, лактат, пируват и их различные соотношения.

Многочисленные качественные и количественные характеристики рассмотренных выше физиологических механизмов развития выносливости могут быть использованы для ее оценки. Это и показатели биоэнергетических механизмов, и показатели высокой резистентности к сдвигам во внутренней среде, и проявление экономизации или эффективности.

Вся сложность заключается в том, что выносливость, отражающая специальную работоспособность спортсмена, многокомпонентна и складывается из различных факторов, дающих свою долю вклада в интегральный показатель специальной работоспособности – спортивный результат.

Совершенно очевидно, что, рассматривая только роль биоэнергетических механизмов при оценке специальной выносливости бегуна-средневика и стайера, работоспособность средневика, в первую очередь, будет связана с анаэробными механизмами, а стайера – с аэробными.

В этой связи наиболее перспективным методом является метод комплексной оценки работоспособности на основе выявления ее факторной структуры. Метод, построенный на так называемом факторном анализе, предполагает использование многочисленных тестов, отражающих различные компоненты работоспособности. Результаты тестирования подвергаются корреляционному и последующему факторному анализу, в котором устанавливаются факторные веса (вклад) каждого показателя в специальную работоспособность. Так происходит ранжирование (установление закономерности) различных тестов в оценке специальной работоспособности и выносливости.

В настоящее время в научно-методической литературе о подготовленности спортсменов различных видов спорта и уровня подготовленности имеется уже солидный материал по тестированию. Обобщая этот материал, следует заключить следующее:

- в оценке общей выносливости (физической работоспособности) следует отдать предпочтение показателям мощности аэробного механизма – МПК;

- оценивая специальную выносливость, необходимо учитывать факторную структуру подготовленности, обеспечивающую спортивный результат;

- значимость факторов, а, следовательно, и батарей тестов при оценке специальной выносливости спортсменов даже одного вида спорта, но различного уровня подготовленности, гетерохронно меняется;

- существует широкая вариативность индивидуальных компенсаторных механизмов, обеспечивающих специфическую работоспособность, что не позволяет абсолютизировать значимость не только одиночных, но даже интегральных показателей. Только один пример: два известных английских бегуна-стайера Префонтен и Шартер при показателях МПК 84,0 и 71,4 мл/кг.мин имели примерно одинаковое время в беге на 5000 м (Costill, 1971). Нередко побеждал Шартер. Это связано с тем, что обычно стацеры преодолевают указанную дистанцию с потреблением О₂ около 75-90% от МПК, а Шартер мог бегать на уровне, превышающем 90% МПК почти всю дистанцию! Следовательно, показатель аэробной емкости у него был гораздо выше.

Рассмотрим теперь только важнейшие из методов оценки выносливости. В первую очередь, к ним относятся методы определения МПК.

Методы определения МПК делятся на прямые и косвенные (или предсказательные). Прямые методы определения МПК основаны на использовании различных физических нагрузок (на уровне критической мощности, ступенеобразно повышающихся дискретных или непрерывных нагрузок), доводящих организм до предельных физиологических сдвигов,; при этом проводятся газоаналитические исследования. Критерии достижения организмом МПК: величина дыхательного коэффициента выше 1,1-1,2; величина ЧСС до 180-200 уд/мин; величина лактата - выше 10-12 мм/л; АД max – до 180-200 мм. рт. ст.; на графике зависимости потребления О₂ от мощности нагрузки появляются плато. Прямые методы точны, но требуют довольно сложной аппаратуры для прямого газоанализа.

Косвенные методы предсказания МПК основаны главным образом на известных физиологических закономерностях - наличии линейной зависимости многих физиологических параметров от мощности нагрузки в определенном диапазоне ЧСС - от 120 до 170 уд/мин. Можно привести в качестве примера наиболее популярные методики: методика определения РWC ₁₇₀ (физической работоспособности при пульсе 170 уд/мин), методика I. и Р.О. Astrand с использованием номограмм в степ-тесте и велоэргометрических нагрузках, метод устойчивого состояния (В.И. Аулик, 1979), метод косвенного определения МПК по результатам теста К. Купера (1976) и др. Имеются модификации этих тестов для детей и подростков.

Следует заметить, что косвенные методы дают ошибку по сравнению с прямыми на 10-20%. Это делает такие исследования малоценными, особенно при точечных (разовых) исследованиях. Однако, использование их в динамических наблюдениях при условии точного соблюдения методики проведения дает неоценимый материал по динамике МПК, что является весьма важным для оценки работоспособности и прогноза.

Подробная характеристика методов определения аэробных возможностей организма приведена в руководствах (И.В. Аулик, 1979; В.Л. Карпман и др., 1974; С.Н. Кучкин, С.А. Бакулин, 1985).

Методика определения порога анаэробного обмена

Нормальное содержание молочной кислоты в крови составляет 10-15 мг%. При мышечной работе с достаточной интенсивностью (при пульсе выше 140-150 уд/мин) начинают значительно усиливаться процессы гликолиза, что приводит к выходу молочной кислоты в кровь, то есть, лактат-ацидозу.

Достижение величины лактата в периферической крови 36 мг% (или 4 мМ/л) принято считать показателем заметного усиления гликолиза, получившим название порога анаэробного обмена (ПАНО). Определение этой величины имеет важное практическое значение, так как считается, что тренировка с интенсивностью, соответствующей ПАНО, является наиболее эффективной.

В лабораторных условиях определение ПАНО производится с использованием 2-х нагрузок (по типу PWC₁₇₀) определения потребления кислорода и лактата. Нагрузки подбираются таким образом, чтобы первая была на уровне ЧСС 120-140 уд/мин, а вторая – 150-170 уд/мин. Между нагрузками период отдыха составляет 3 минуты. Периферическую кровь берут на 2-3-й минуте восстановления. На рис. 3 представлена схема определения потребления кислорода (ПК), ЧСС и мощности работы (W) на уровне ПАНО.

По результатам исследования делаются графики зависимости мощности нагрузки (в данном примере – 600 и 1200 кгм/мин) и молочной кислоты, потребления кислорода и ЧСС. Через график «лактат-мощность работы» проводится горизонтальная линия (а-б), соответствующая лактату 36 мг% (I). Затем от точки пересечения А проводится вертикальная линия (в-г), пересекающая все графики линейной зависимости в точках Б (ПК) и В (ЧСС). Через эти точки проводятся горизонтали д-е и ж-з, пересекающие оси ординат. Теперь «читаем» график.

Мощность нагрузки на уровне ПАНО равна 1050 кгм/мин (точка I на пересечении вертикали в-г с осью абсцисс); потребление кислорода на уровне ПАНО равно 2,8 л/мин (точка II на пересечении горизонтальной с линией д-е с ординатой ПК); ЧСС _ПАНО равно 158 уд/мин (точка III на пересечении горизонтали ж-з с ординатой ЧСС).

Если мы можем получить показатель МПК прямым способом, то расчет ПК _ПАНО к МПК в % отражает эффективность аэробного механизма энергообеспечения, а это очень важный показатель, особенно для спортсменов высокой квалификации.

Разумеется, такие способы определения нескольких количественных критериев физиологических показателей на уровне ПАНО по силам только специальным лабораториям.

Показатели анаэробной производительности, резистентности и экономичности-эффективности

Мы не предлагаем сложных инструментальных методов исследования, а постараемся дать наиболее простые и информативные.

Оценка анаэробной мощности может быть осуществлена на велоэргометре путем педалирования с максимальной скоростью и сопротивлением. Если при этом засечь и время удержания максимальной мощности, то это время отражает емкость КрФ механизма.

Пиковая анаэробная мощность (ПАМ) определяется путем измерения максимальной высоты прыжка вверх из положения стоя (по В. Абалакову). По специальным таблицам (Н.Ю. Ажицкий, 1990) определяется ПАМ (в Вт/кг).

Емкость гликолитического механизма может быть измерена по величине максимального лактата. Для этого используется тест «три скачка до максимума» (Н.И. Волков, 1969), суть которого заключается в том, что спортсмен пробегает три отрезка с максимальной для одноминутного интервала скоростью. Между первым и вторым отрезком отдых 3 мин, между вторым и первым – 2 мин. На третьей минуте кровь на лактат. Если величина лактата не превышает 100 мг% - оценка «удовлетворительно», если достигает до 200 мг% - «хорошо» и величина в 250-300 мг% говорит о высокой емкости лактатного механизма. Кстати, эта величина также отражает и резистентность организма к накоплению лактата.

Из других простых показателей резистентности чаще используют показатели гипоксической устойчивости организма путем проведения задержки дыхания на вдохе (проба Штанге) и выдохе (проба Генчи).

Высококвалифицированные стайеры способны на результат в пробе Штанге на 3-4 минуты, а в пробе Генчи – до 2-х минут.

Показатели экономичности отражают величину физиологических затрат на единицу работы или мощности. Если есть устройство, считающее пульс-сумму за весь период работы (кгм/мин.Вт), то отношение пульс-сумма (уд/мин) является показателем экономичности (ватт-пульс). Можно дать одинаковую работу всем тестируемым спортсменам. При этом можно измерить ЧСС, потребление кислорода, величину лактата и т.д. меньшая величина реакции свидетельствует о более высокой эффективности работы.

Оценка специальной выносливости (СВ)

Все рассмотренные выше методики и тесты могут быть использованы для определения специальной выносливости. Разумеется, интегральным показателем специальной выносливости является спортивный результат. С этой целью тренер на протяжении всего тренировочного цикла периодически прибегает к различного рода прикидкам, курсовкам, контрольным тестам и соревнованиям различного ранга и назначения. Для определения уровня развития СВ применяют косвенные расчетные значения, когда время на соревновательной (или контрольной) дистанции сравнивается с лучшим временем на каком-либо коротком (эталонном) отрезке, которое характеризует уровень максимальной скорости.

Один из наиболее распространенных методов оценки уровня специальной выносливости – определение «запаса скорости» по формуле:

время преодоления дистанции (с)

ЗС =

количество эталонных отрезков на дистанции

 

Пример. Два спортсмена бегут дистанцию 1000 м за 3 мин ровно. У первого время эталонной дистанции (100 м) 12 с, у второго – 12,5 с. ЗС у первого составляет 180 с : 10 – 12 = 6 с., у второго – 180 с : 10 – 12,5 с = 5,5 с. Следовательно, второй имеет более высокие потенции аэробного (гликолитического) механизма.

Таким образом, чем меньше показатель ЗС, тем выше можно оценить специальную работоспособность.

Существуют и другие специальные педагогические методы определения «коэффициентов выносливости», специальных тестов для различных видов спорта и т.д.

Вместе с тем – спортивный результат – это реализация спортсменом не только выносливости, но и технического и тактического мастерства, уровня психологической подготовки и т.д. вместе с тем, функциональная подготовленность, в основе которой лежит развитие специальной выносливости, требует более пристального контроля. Кроме того, перед тренером стоит постоянная задача оптимизации в подборе средств и методов подготовки.

Мировая практика на современном этапе сошлась на интеграции педагогических и физиологических подходов. Они состоят в использовании ступенчатых нагрузок (возрастающей мощности или скорости) с регистрацией ЧСС и молочной кислоты. Приведем описание только одного теста, позволяющего определить важные для организации тренировочного процесса показатели.

Наиболее типично это тестирование для циклических видов спорта, но его можно адаптировать практически для любых видов спорта, требующих развития выносливости.

Выбираются (по аналогии с тестом PWC₁₇₀) две отличающиеся по мощности (скорости) специфические нагрузки, продолжительностью не менее 4-5 минут (например, в беге на 1000-1200 м, в плавании 250-300 м и т.д.), с таким расчетом, чтобы ЧСС была при первой – 120-140 уд/мин, при второй – 150-170 уд/мин. Регистрируются ЧСС и лактат. По схеме, представленной на рис. 3, вычисляется скорость (время преодоления) на уровне ПАНО (V_ПАНО), ЧСС_ПАНО и скорость при пульсе 170 уд/мин (V₁₇₀).

Показатели V_ПАНО и ЧСС_ПАНО служат для подбора нагрузок, оптимальных для развития выносливости. Показатель V₁₇₀ служит критерием динамики специальной работоспособности.