Определение МПК

Как уже говорилось (см. гл. IV), оценка максимальной аэробной мощности осуществляется путем определения МПК- Величина его рассчитывается с помощью различных тестирующих процедур, при которых достигается индивидуально максимальный транспорт кислорода (прямое определение МПК). Наряду с этим величину МПК определяют с помощью косвенных расчетов, которые основываются на данных, полученных в процессе выполнения испытуемым непредельных нагрузок (непрямое определение МПК).

Величина МПК является одним из важнейших показателей, с помощью которого может быть наиболее точно охарактеризована величина общей физической работоспособности спортсмена. Исследование этого показателя особенно важно для оценки функционального состояния организма спортсменов, тренирующихся на выносливость, или спортсменов, у которых тренировке выносливости придается большое значение (см. табл. 14). Наблюдения за изменениями МПК у таких спортсменов могут оказать существенную помощь в оценке уровня функциональной готовности организма.

В настоящее время в соответствии с рекомендациями Всемирной организации здравоохранения принята методика прямого определения МПК, которая состоит в том, что испытуемый выполняет физическую нагрузку, мощность которой ступенчатообразно повышается вплоть до. невозможности продолжать мышечную работу. Нагрузка задается либо с помощью велоэргометра, либо на третбане.

Процедура определения МПК с помощью велоэргометра заключается в следующем. После интенсивной (до 50% от МПК) и длительной (5—10 мин) разминки задается исходная нагрузка в соответствии с полом, возрастом и спортивной специализацией испытуемого. Затем через каждые 3 мин интенсивность нагрузки повышается на 300—400 кгм/мин. На каждой ступени нагрузки производится забор выдыхаемого воздуха с целью определения величины потребления кислорода при данной мощности работы. Мощность нагрузки повышается до тех пор, пока испытуемый в состоянии продолжать педалирование. При использовании третбана процедура определения МПК принципиально не отличается от описанной. Увеличение мощности физической нагрузки достигается либо путем ступенчатообразного увеличения скорости движения бегущей дорожки, либо путем увеличения угла наклона ее по отношению к горизонтальной плоскости (имитация бега в гору).

Величина МПК зависит от объема мышечной массы, вовлекаемой в работу при проведении пробы. Например, если работа выполняется руками, то величина МПК будет ниже действительной; величина МПК, определенная с помощью велоэргометра, несколько ниже, чем при тестировании с помощью третбана. Это надо иметь в виду при динамических наблюдениях за одним и тем же спортсменом или при сравнении уровня МПК у разных спортсменов. Сопоставимыми являются величины, полученные с помощью одной и той же методики.

Рис. 32. Схема графического определения МПК (max VO2) и "критической мощности" (Wкр) при ступенчатообразной повышающейся по мощности нагрузке (W) до отказа (по И. В. Аулику)

При определении МПК особенно большое значение придается мотивации (см. Z на рис. 28, А). Дело в том, что не всякий отказ от продолжения работы свидетельствует о выполнении испытуемым максимальной нагрузки или, как еще говорят, работы критической мощности (рис. 32).

Абсолютным критерием достижения испытуемым кислородного «потолка» (термин В. С. Фарфеля) является наличие плато на графике зависимости величины потребления кислорода от мощности физической нагрузки. Достаточно убедительным является также факт замедления прироста потребления кислорода при продолжающемся возрастании мощности физической нагрузки (см. рис. 32).

Наряду с этим абсолютным критерием существуют косвенные критерии достижения МПК. К их числу относится увеличение содержания лактата в крови свыше 70— 80 мг% (более 8—10 ммоль/л). ЧСС при этом достигает 185 — 200 уд/мин, дыхательный коэффициент превышает 1,0.

Рис. 33. Определение МПК при выполнении супермаксимальной нагрузки Wкр — критическая мощность; VO2 -потребление О2; RQ - дыхательный коэффициент (при МПК)

Применяются еще несколько вариантов прямого определения МПК на велоэргометре. К сожалению, общим для всех них является большая длительность процедуры и возникающее у части спортсменов локальное утомление мышц нижних конечностей. На кафедре спортивной медицины ГЦОЛИФКа применяется укороченный велоэргометри-ческий тест для определения МПК-Он основан на использовании физическои нагрузки, мощность которой превышает критическую. В этом случае уровень МПК может быть достигнут за 2—5 мин: энергично выполняя супермаксимальную нагрузку, спортсмен увеличивает потребление О2 до индивидуального максимума в момент, когда достигается уровень критической мощности. Как показано на рис. 33, такой уровень потребления Ог долго поддерживаться не может, наблюдается снижение VO2, спортсмен прекращает нагрузку в связи с невозможностью продолжать ее. Для ориентировочного предсказания индивидуальной критической мощности исходят из того, что PWC170 — это мощность мышечной работы, составляющая примерно 75% от критической. К «предсказанной» величине критической мощности добавляется дополнительно 300—400 кгм/мин нагрузки, которая таким образом становится супермаксимальной (сверхкритической).

В процессе прямого определения МПК с помощью современной медицинской измерительной техники регистрируются дополнительно спирометрические и кардиологические показатели, величины которых в сочетании с данными МПК дают полное представление о функциональном состоянии кардио-респираторной системы организма спортсмена. В табл. 19 приведены в качестве примера результаты комплексного исследования команды гребцов. У этих спортсменов наряду с чрезвычайно высокими абсолютными значениями МПК эта величина, отнесенная на 1 кг массы тела, была не столь значительна (большая собственная масса тела). Очень высоким был кислородный пульс. Вместе с тем частота сердечных сокращений и частота дыханий были относительно невысокими. Низкая частота дыханий определяется особенностями вида спорта: в естественных условиях она соответствует примерно частоте гребков, а высокая легочная вентиляция поддерживается большим дыхательным объемом. Обращает на себя внимание резкое повышение максимального АД. Объем сердца у всех был нормальным для данного вида спорта.

Таблица 19 Кардио-респираторные показатели, зарегистрированные при максимальной нагрузке у высококвалифицированных спортсменов (академическая гребля, восьмерка, данные Новакки)

Спортсмен	МПК, л/мин	МПК, мл/мин/кг	Кислородный пульс, мл, О2	Легочная вентиляция, л/мин	Частота дыханий, мин	Дыхательный объем, л	ЧСС, мин	Объем, сердца, мл	Максимальное АД, мм рт. ст.
в.	5,69	60,6	31,6			2,6
X.	7,11	76,5	39,7			3,8
к.	7,17	75,5	40,7			3,2
г.	6,83	67,6	38,8			3,7
н.	6,63	69,8	35,6			4,1
п.	7,08	73,7	40,5			4,3
т.	6,59	74,1	35,4			3,6
р.	6,46	66,6	34,9			3,1
Средние данные	6,69	70,6	37,2			3,5

Несмотря на чрезвычайно большую информативность величины МПК для спортивно-медицинской практики определение его имеет и недостатки. Один из них состоит в том, что точность определения уровня МПК существенно зависит от мотивации испытуемых к выполнению изнуряющих мышечных упражнений: около 6% спортсменов прекращают работу, не достигнув уровня критической мощности. Следовательно, у всех таких спортсменов величины МПК оказываются заниженными. Это характеризует собой «шум» (Z на рис. 28, А), о котором говорилось при рассмотрении общих принципов тестирования.

Рис. 34. Номограмма И. Астранд для предсказания величины МПК по данным умеренных нагрузок на велоэргометре или при степ-тесте

Другим недостатком является изнуряющий характер процедуры, что не позволяет часто проводить этот тест.

Тренеру необходимо также знать, что прямое определение МПК является ответственной процедурой, требующей специального опыта и присутствия медицинского работника. Последнее следует подчеркнуть особо, так как в настоящее время исследование МПК стало применяться и в педагогической практике.

В связи с этим разработаны методы непрямого определения МПК.

Впервые такой метод был предложен Астрандом и Риминг в 1954 г. В соответствии с ним испытуемому предлагается выполнить однократную нагрузку на велоэргометре либо путем подъема на ступеньку высотой 40 см для мужчин и 33 см для женщин. Работа продолжается вплоть до достижения устойчивого состояния. При этом определяется ЧСС. Расчет МПК ведется по специальной номограмме (рис. 34). Точность номографического определения МПК, в общем, удовлетворительная. Она повышается в том случае, если испытуемому задается нагрузка, вызывающая учащение пульса более чем 140 уд/мин.

Необходимо также учитывать возраст испытуемых. Для этого надо полученную по номограмме величину умножить на поправочный коэффициент (табл. 20).

Таблица 20. Поправочный возрастной коэффициент при расчете МПК по номограмме И. Астранд

Возраст, лет
Коэффициент	1,10	1,00	0,87	0,83	0,78	0,75	0,71	0,68	0,65

Определенный интерес представляет нормативная оценка МПК для лиц разного пола и возраста, полученная с помощью номограммы (табл. 21).

Таблица 21. Оценка величин МПК для лиц разного возраста и пола (по И. Астранд)

Пол и возраст, лет	Уровень МПК
низкий	сниженный	средний	высокий	очень высокий
Женщины
20—29	1,69	1,70—1,99	2,0—2,49	2,50—2,79	2,80
		29—34	35—43	44—48
30—39	1,59	1,60—1,89	1,90—2,39	2,40—2,69	2,70
		28—33	34—41	42—47
40—49	1,49	1,50—1,79	1,80—2,29	2,30—2,59	2,60
		26—31	32—40	41—45
50—59	1,29	1,30—1,59	1,60—2,09	2,10—2,39	2,40
		22—28	29—36	37—41
Мужчины
20—29	2,79	2,80—3,09	3,10—3,69	3,70—3,99	4,00
		39—43	44—51	52—56
30—39	2,49	2,50—2,79	2,80—3,39	3,40—3,69	3,70
		35—39	40—47	48—51
40—49	2,19	2,20—2,49	2,50—3,09	3,10—3,39	3,40
		31—35	36—43	44—47
50—59	1,89	1,90—2,19	2,20—2,79	2,80—3,09	3,10
		26—31	32—39	40—43
60—69	1,59	1,60—1,89	1,90—2,49	2,50—2,79	2,80
		22—26	27—35	36—39

Примечание. В каждой возрастной группе цифры верхнего ряда — МПК в л/мин, нижнего — в мл/мин/кг.

Иной методический подход основывается на наличии высокой корреляции между величинами МПК и PWC170 (коэффициент корреляции, по данным разных авторов, равен 0,7—0,9). В самом общем виде взаимосвязь между этими величинами может быть описана для лиц невысокой спортивной квалификации следующим линейным выражением:

МПК =1,7*PWC170 + 1240, где МПК выражается в л/мин; PWC170 — в кгм/мин.

Для предсказания МПК у высококвалифицированных спортсменов более пригодна другая формула:

МПК = 2,2*PWC170+1070.

В последнее время было установлено, что взаимосвязь между МПК и PWC170 в действительности носит нелинейный характер. В связи с этим она была описана (В. Л. Карпман, И. А. Гудков, Г. А. Койдинова) следующим сложным выражением:

МПК = 3,5 ехр [—5 ехр * (1-2*PWC170)] + 2,6.

В табл. 22 приводятся данные, позволяющие определять МПК при известной величине PWC170. Если эта величина не равна целому числу сотен, то прибегают к линейной интерполяции.

Таблица 22. Величины МПК, рассчитанные по данным PWC170 (по нелинейному уравнению)

PWC170, кгм/мин	мпк, л/мин	PWC170, кгм/мин	мпк, л/мин	PWC170, кгм/мин	мпк, л/мин
	2,62		3,60		5,19
	2,66		3,88		5,32
	2,72		4,13		5,43
	2,82		4,37		5,57
	2,97		4,62		5,66
	3,15		4,83		5,72
	3,38		5,06

Приведенная методика является весьма перспективной для динамического наблюдения за изменениями МПК на различных этапах тренировочного макроцикла. Точность ее может быть существенно повышена путем введения индивидуальной поправки, величина которой устанавливается при одноразовом определении PWC170 и МПК прямым методом. Величина МПК, рассчитанная по одной из приведенных формул, соотносится с реальной величиной МПК, определенной в процессе прямого тестирования, и выводится поправочный коэффициент. Например, при прямом определении МПК было равно 4,4 л/мин, а при расчете по формуле — 4 л/мин; поправочный коэффициент равен 1,1. Это значит, что в дальнейшем при расчете величины МПК по величине PWC170 она должна быть умножена на 1,1.

Непрямой метод определения МПК по Добельну непосредственно учитывает возраст человека. Испытуемый выполняет одну нагрузку, при которой определяется ЧСС. Расчет МПК ведется по следующей формуле:

МПК = 1,29*( W/(f-60) * e^-0,000884*T )^1/2 , где W—мощность нагрузки в кгм/мин; f — ЧСС при нагрузке; Т — возраст в годах; е — основание натуральных логарифмов. При определении МПК. по этому методу у юных спортсменов получаются не вполне надежные данные.

Существует еще ряд формул, позволяющих предсказывать величину МПК непрямым путем. Однако точность их относительно невелика.