При определении состояния здоровья на первом месте стоит исследование и оценка состояния сердечно-сосудистой системы, так как она является основным звеном, определяющим и лимитирующим доставку кислорода работающим органам. Данные исследований, проведенных в состоянии покоя, не могут полностью отражать функциональное состояние и функциональные возможности сердечно-сосудистой системы, так как функциональная недостаточность органа или системы органов больше проявляется в условиях нагрузки, чем в покое. Поэтому полная оценка состояния адаптации сердечно-сосудистой системы, определение степени здоровья человека и его функциональных возможностей возможна лишь с привлечением различных функциональных проб или нагрузочных тестов.
Функциональная проба - специальный вид испытания реакции организма человека в целом или отдельных его систем и органов на определенную функциональную нагрузку. При выполнении нагрузочных проб обнаруживаются те патологические реакции и процессы, которые свидетельствуют об ограничении резервов компенсации и адаптации, о неустойчивости и неполноте приспособительных реакций или наличии скрытых форм заболеваний. Физическая нагрузка при выполнении функциональных проб вовлекает в работу большие группы мышц, при этом она должна выполняться равномерно в одном темпе, не затрудняя дыхание. Выполнение функциональных проб отражается на тонусе кровеносных сосудов, величине артериального давления, частоте сердечных сокращений и других показателях деятельности системы кровообращения.
Во время нагрузки происходят многочисленные изменения в сердечно-сосудистой системе. Все они направлены на выполнение одного задания: позволить системе удовлетворить возросшие потребности, обеспечив максимальную эффективность ее функционирования. Сердечно-сосудистая система во время физической нагрузки повышает свои требования. Потребность в кислороде активных мышц резко возрастает, используется больше питательных веществ, ускоряются метаболические процессы, поэтому возрастает количество продуктов распада. При продолжительной нагрузке, а также при выполнении физической нагрузки в условиях высокой температуры повышается температура тела. При интенсивной нагрузке увеличивается концентрация ионов водорода в мышцах и крови, что вызывает снижение рН крови. Иначе говоря, при физической нагрузке необходимо доставлять на периферию возможно большее количество крови. Сердечно-сосудистая система обладает рядом механизмов, обеспечивающих выполнение этой задачи. Прежде всего, это гемодинамичнеские факторы: увеличение частоты сердечных сокращений, систолического выброса за счет расширения полостей сердца, ускорение кровотока в 3 раза, увеличение массы циркулирующей крови, а также изменение артериального давления. Под воздействием симпатической нервной системы кровь отводится из участков, где ее наличие необязательно, и направляется в участки, принимающие активное участие в выполнении упражнения. В состоянии покоя сердечный выброс в мышцах составляет всего 15-20%, а при интенсивных физических нагрузках - 80-85%. Кровоток в мышцах увеличивается главным образом за счет уменьшения кровоснабжения почек, печени, желудка и кишечника.
Степень изменения гемодинамических показателей зависит в значительной мере от их исходных величин в состоянии покоя. Из всех гемодинамических показателей наиболее простыми и нашедшими широкое применение являются исследование ЧСС и АД.
В норме при функциональной пробе происходят однонаправленные изменения АД и ЧСС. АД реагирует на нагрузку повышением максимального давления, что указывает на увеличение силы сердечных сокращений, и некоторым снижением минимального АД, так как уменьшает периферическое сопротивление вследствие расширения артериол, что обеспечивает доступ большего количества крови к работающим мышцам. Соответственно повышается пульсовое давление, что косвенно свидетельствует об увеличении ударного объема сердца, учащается пульс. Все эти изменения возвращаются к исходным данным в течение 3-5 минут, причем, чем быстрее это происходит, тем лучше функция сердечно-сосудистой системы. Такая реакция называется нормотонической и является благоприятной. Чем интенсивнее выполняемая нагрузка, тем более выражены изменения ЧСС и АД. Однако разные величины сдвигов ЧСС, АД и длительности восстановления их до исходных цифр зависят не только от интенсивности применяемой функциональной пробы, но и от физической подготовленности обследуемого.
Методы функциональной диагностики описывают состояние различных систем органов и их работоспособность. В основном эти методы не являются инвазивными. Это означает, что в функциональной диагностике используется различная аппаратура снаружи, без хирургического вмешательства. Методы функциональной диагностики не имеют противопоказаний к назначению, сравнительно просты в исполнении, а главное обладают достаточной точностью и объективностью результатов. Функциональные методы характеризует более широкая направленность - они применяются не столько для выявления заболевания, сколько для оценки того, как орган или система органов справляется со своими обязанностями. Нередко методы, помогающие определить состояние органов, входят в комплекс оценки здоровья. Они с успехом используются в спортивной, в профилактической медицине и даже в социальной работе. Но не следует забывать, что однозначной трактовки результатов, полученных функциональными методами, нет и быть не может, поскольку каждый организм уникален и работает по-своему. Приходится проводить эксперименты в разных условиях, давать организму специальные нагрузки, сравнивать результаты повторных обследований одного человека, учитывать всю совокупность факторов, которые могут повлиять на исследуемые функции.
Различают функциональные пробы со стандартной (умеренной), субмаксимальной и максимальной нагрузками. Пробы со стандартной нагрузкой предназначены для оценки реакции организма, экономичности формирования, функционирования соответствующих функциональных систем и, прежде всего, совершенства саморегуляции. О совершенстве саморегуляции кислородообеспечения можно судить по частоте сердечных сокращений и частоте дыхания даже в состоянии покоя. Так, чем реже ЧСС, тем больше сердце отдыхает и лучше условия его кровообращения, тем меньше доля бесполезной вентиляции. При пробах с субмаксимальной нагрузкой используются нагрузки меньшей интенсивности, а с максимальной нагрузкой – интенсивность нагрузки увеличивается до достижения максимума аэробной мощности или до полного исчерпывания возможностей обследуемого.
В качестве физических нагрузок рекомендуется бег, подскоки, приседания, подъемы на ступеньку и спуск с неё (степ-тест), забег, заезды на велосипеде и лыжах, заплыв, гребля и т.д. Наибольшее распространение получили следующие функциональные пробы и тесты:
1. Проба Мартинета - 20 приседаний за 30 с;
2. Проба ГЦИФК - 60 подскоков за 30 с;
3. Проба ЛНИИФК - 2-минутный бег на месте в темпе 180 шаг/мин;
4. Проба Г.И. Котова - Д.Ф. Дешина - 3-минутный бег на месте со скоростью 180 шаг/мин;
5. Трёхмоментная комбинированная функциональная проба С.П. Летунова - 20 приседаний за 30 с, 15-секундный бег на месте с максимальной скоростью, 3-минутный бег на месте в темпе 180 шагов в минуту;
6. Проба с определенной нагрузкой - бег на месте в течение 4 мин в темпе 180 шаг/мин, а 5-я минута в предельно быстром темпе;
7. Бег и ходьба на тредбане (бегущая дорожка);
8. Степоэргометрия (Гарвардский степ-тест и др.);
9. Велоэргометрия и другие.
При проведении исследований выбирается один из видов физических нагрузок:
1. Непрерывная нагрузка равномерной интенсивности. Мощность работы может быть одинаковой для всех обследуемых или она устанавливается в зависимости от состояния здоровья, пола, возраста и физической подготовленности;
2. Ступенеобразная повышающаяся нагрузка с интервалами отдыха после каждой ступени. Увеличение мощности и продолжительность интервалов зависит от задач исследования;
3. Непрерывная работа равномерно (или почти равномерно) повышающейся мощности, быстрой сменой последующих ступеней без интервалов отдыха;
4. Непрерывная ступенеобразная повышающаяся нагрузка без интервалов отдыха, при которой кардиореспираторные показатели достигают устойчивого состояния на каждой ступени.
Применяемые нагрузки должны отвечать определённым требованиям и условиям:
- нагрузка должна быть такой, чтобы можно было измерить проделанную работу, а в дальнейшем её точно повторить;
- должна существовать возможность изменения интенсивности нагрузки (темпа упражнения) в нужных пределах;
- при кардиореспираторных тестах в работу должна вовлекаться по возможности большая масса мышц;
- тестовая нагрузка должна быть достаточно простой и доступной, не требующей особых навыков или высокой координации движений;
- преимущество следует отдать таким видам нагрузки, при которых регистрация показателей возможна во время выполнения физической работы.
Точность результатов, полученных при выполнении функциональных проб и тестов, во многом зависит от различных условий, обстоятельств и ситуаций. Поэтому они должны соответствовать определённым стандартным требованиям, игнорирование которых может привести к неправильным результатам. Тесты должны быть стабильными, объективными и информативными. Для практики используют также тесты, которые имеют шкалу оценок или нормативы. При выполнении теста следует придерживаться точности выполнения методики исследования.
1. Проба Мартинета (упрощенная методика) используется при массовых исследованиях, позволяет оценивать способность сердечно-сосудистой системы к восстановлению после физической нагрузки. В качестве тестовой нагрузки применяется дозированная физическая нагрузка: 20 приседаний за 30секунд. Оценка реакции сердечно-сосудистой системы на функциональную пробу проводится по величине разности исследуемых показателей до и после нагрузки.