Тема: Определение функционального состояния и адаптивных возможностей организма

Цель. Оценить функциональное состояние организма с помощью ортостатической пробы, проб Марине и Штанге; выявить уровень физического развития и физической работоспособности, а также состояние здоровья.

Оборудование: секундомер или часы с секундной стрелкой, скамейка для степ-теста, калькулятор, тонометр, лед, вода, секундомер, фонендоскоп, кристаллизатор.

ОПОРНЫЕ ЗНАНИЯ

Любой вид деятельности в организме человека достигается благодаря тесному взаимодействию органов, тканей и физиологических систем. Эта взаимосвязь формируется на основе интегральных нейрогуморальных механизмов регуляции и представляет единую функциональную систему. Механизмы нейрогуморальной регуляции обеспечивают сохранение жизненно важных констант как в относительно малом диапазоне их колебания, так и относительно большом диапазоне вариативности, что дает возможность широких колебаний в состоянии функций организма в различных условиях состояний окружающей среды (частота пульса, перестройка двигательных координаций и др.). Организм человека и животных обладает гомеостатическим и адаптивными механизмами регуляции. Адаптивная регуляция физиологических процессов характеризуется совокупностью физиологических сдвигов, развивающихся в клетке, органах, тканях, системах и организме в целом. Гомеостатические механизмы стремятся стабилизировать этот новый уровень, т. е. удержать на нем активность сформированных функциональных систем и не допускать отклонений физиологических параметров от значений новой адаптивной установки.

Так как в течение жизни индивид подвергается действию самых различных раздражителей, требующих адаптации, каждый человек должен знать и правильно оценивать возможности своего организма и помнить, что чрезмерная деятельность, сила и частота адаптационных процессов могут вызвать перенапряжение комплекса компенсаторных механизмов.

Для оценки функционального состояния и степени тренированности сердечно-сосудистой системы применяют следующие пробы: ортостатическая, Маринэ, Штанге. Функциональные пробы позволяют не только степень тренированности, но и состояние регуляторных систем организма. Так, при изменении положения тела из горизонтального в вертикальное происходит перераспределение крови. Это вызывает рефлекторную реакцию в системе регуляции кровообращения, обеспечивающую нормальное кровоснабжение всех органов и, в первую очередь, головного мозга. Здоровый организм реагирует на изменение положения тела быстро и эффективно, поэтому неизбежные при этом колебания частоты пульса и величины артериального давления невелики. Однако при нарушении механизма регуляции периферического кровообращения колебания частоты пульса и величины артериального давления при переходе из горизонтального положения в вертикальное выражены более значительно.

Для оценки резервных возможностей адаптационных систем и состояния здоровья используют тест максимального потребления кислорода (МПК). Этот тест позволяет судить о резервных возможностях дыхательной, сердечно-сосудистой и гипоталамо-гипофизарно-адренокортикальной систем, поскольку величина МПК зависит, главным образом, от развития системы дыхания и кровообращения. Поэтому Всемирная Организация Здравоохранения считает МПК объективным и информативным показателем функционального состояния кардиореспираторной системы, интегративным показателем функциональных возможностей человека. Этот показатель характеризует предел возможного потребления кислорода при возрастании мышечной работы.

ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАДАНИЯ

Задание 1. Исследуйте функциональное состояние системы кровообращения с помощью ортостатической пробы.

Работа проводится в парах. Многократно подсчитывается пульс (если есть возможность, то измеряется и артериальное давление) до получения стабильного результата в положении стоя и в положении лежа. Затем проводят те же измерения сразу же после изменения положения тела и по истечении 1, 3, 5 и 10 минут. Таким образом, оценивается быстрота восстановления частоты пульса и величины артериального давления. Обычно частота пульса достигает первоначального значения (замеренного в положения стоя и до проведения пробы) через 2 минуты. Хорошей переносимостью пробы считается учащение пульса не более чем на 11 ударов, удовлетворительной - на 12-18 ударов, неудовлетворительной - на 19 ударов и более.

Обработка результатов и выводы.По результатам исследования постройте графики. Сделайте вывод о функциональном состоянии системы кровообращения.

Задание 2. Определите функциональное состояние сердечно-сосудистой системы с помощью пробы Маринэ.

Работа проводится в парах. Измеряется величина артериального давления и подсчитывается частота пульса в состоянии покоя. Затем обследуемый выполняет 20 низких (глубоких) приседаний (ноги на ширине плеч, руки вытянуты вперед) в течение 30 с. Непосредственно после нагрузки и вплоть до полного восстановления измеряют все показатели.

Обработка результатов и выводы.По результатам исследования постройте графики. Определите, насколько участился пульс по сравнению с исходным (в процентах).

Сделайте вывод с учетом того, что у здоровых людей состояние сердечно-сосудистой системы оценивается как хорошее при учащении пульса не более чем на 50-79%, неудовлетворительное - при учащении пульса более чем на 75%.

После проведения пробы при здоровой реакции на физическую нагрузку систолическое (верхнее) артериальное возрастает на 25-40 мм рт.ст., а диастолическое или остается на прежнем уровне или незначительно снижается (на 5-10 мм рт.ст.)

Восстановление пульса длиться от 1 до 3 минут, а артериального давления - от 3 до 4 минут.

Задание 3. Определите функциональное состояние системы дыхания с помощью пробы Штанге.

Работа проводится в парах. Подсчитывается частота пульса в минуту в состоянии покоя. Затем в положении сидя после глубокого вдоха и выдоха делают вдох глубиной 80% максимального. Затем, задержав дыхание, на возможно долгий срок, закрывают рот, зажимают нос пальцами. В конце вдоха включают секундомер и измеряют время задержки дыхания. Сразу же после окончания задержки дыхания определяют частота пульса (за 1 минуту).

Информативность этого теста можно увеличить, если сразу после задержки дыхания измерить частоту дыхания.

Обработка результатов и выводы.Сделайте вывод о функциональном состоянии системы дыхания с учетом среднестатистических данных, согласно которым здоровые нетренированные люди способны задерживать дыхание на 30-55 секунд, тренированные - на 60-90 секунд. При утомлении, перетренированности время задержки дыхания снижается. У хорошо тренированных людей дыхание не должно учащаться, так как возникшая кислородная задолженность у них погашается за счет углубления, а не учащения дыхания.

Объясните механизмы регуляции частоты и глубины дыхательных движений.

Задание 4. Оценка состояния здоровья и резервных возможностей адаптационных систем с помощью теста МПК

Наиболее распространен косвенный метод определения МПК (А.А.Гуминский, Н.Н.Леонтьева, Л.П.Тупицина,1984). С этой целью применяют метод “степ-теста” (восхождение на ступеньку высотой 30-35 см для детей и 50 см для взрослых).

Работа проводится в группе. Перед выполнением нагрузки у испытуемого определяют массу тела. Затем по команде экспериментатора испытуемый начинает восхождения на ступеньку в среднем темпе (20 восхождений в мин.) в течение 4-х минут.

Обработка результатов и выводы.Зная массу тела испытуемого, высоту скамейки и количество циклов в минуту, рассчитывают мощность работы по формуле:

N = P x h x n x K, где:

N - мощность работы, кгм/мин;

Р - масса тела испытуемого;

h - высота скамейки (м);

n - количество циклов;

К - коэффициент, учитывающий величину работы при спуске со ступеньки (таблица 22).

Например, мальчик 13 лет массой 13 кг совершил восхождение на скамейку с частотой 20 подъемов (циклов) в минуту. Следовательно, мощность выполненной им нагрузки составляет:

N = 40 × 0,3 × 1,3 × 20 = 312 кгм/мин.

Таблица 22

Коэффициенты подъема и спуска для детей и взрослых

№ п/п	Возраст, лет	Коэффициент подъема и спуска
Мальчики	Девочки
1.	8-12	1,2	1,2
2.	13-14	1,3	1,3
3.	15-16	1,4	1,3
4.	17 и более	1,5	1,5

Затем по формуле Добельна расчитывают величину МПК.

МПК = А x N/H - П x K (л/мин), где

N - мощность работы, кгм/мин;

Н - пульс на 5-й минуте, уд/мин;

А - коэффициент поправки к формуле в зависимости от возраста и пола (таблица );

П - возрастно-половой коэффициент поправки к пульсу (таблица 23); К - возрастной коэффициент (таблица 24).

Таблица 23

Поправочные коэффициенты в зависимости от возраста и пола для расчета величины МПК

Возраст, Годы	Коэффициент А	Коэффициент П
	Мальчики	Девочки	Мальчики	Девочки
6 - 8	1,5	0,80	-30	-30
	1,20	0,98	-50	-40
	1,25	1,05	-60	-40

Таблица 24

Величина возрастного коэффициента

№ п/п	Возраст, лет	К
1.	6 – 8	0,931
2.		0,900
3.		0,883

Затем рассчитывают относительную величину МПК по формуле:

МПК/кг = МПК, мл/мин / Р, кг , где

Р - масса тела, кг.

Сравнивая полученные результаты с данными оценочной таблицы 25, определяют уровень физической работоспособности

Таблица 25

Оценка физической работоспособности по показателям МПК/кг (А.А.Гуминский и соавт.,1984)

Возраст	МПК, мл/мин/кг	Оценка
	Мужчины	Женщины
6 – 8	44,0 52,0 54,0	37,5 49,5	Низкая Удовлетворительная Высокая
10- 11	43,0 45,0 47,0	41,6 43,6 45,6
12 – 13	41,0 43,0 45,0	37,5 39,5 41,5
14-15	43,6 45,5 47,5	35,5 37,5 39,5
16-18	42,0 45,0 47,0	35,0 38,0 41,0
19 –28	29,4 38,2 47,0	28,0 40,0 44,0
29 – 39	27,0 35,0 43,6
50 – 59

По результатам работы сделайте вывод об адаптивных возможностях и состоянии здоровья обследуемого.

Задание 5. Исследуйте физиологические механизмы адаптации организма к низким температурам.

Физиологические механизмы адаптации организма к низким температурам можно исследовать с помощью простой пробы – опускания руки в воду со льдом. Эта проба позволяет также измерить адаптивную реакцию организма на интенсивное холодовое раздражение.

Вначале у испытуемого, который спокойно сидит на стуле, измеряют через каждую минуту систолическое и диастолическое давление и пульс до тех пор, пока показания не станут стабильными. Частоту пульса у запястья подсчитывают за 10 сек., полученный результат умножают на 6.

Затем руку испытуемого погружают до кисти на 1 мин в холодную воду 0°С. Через 30-60 с после этого измеряют систолическое и диастолическое давление. Кроме того, на ощупь или при помощи специального прибора подсчитывают частоту пульса. После того, как руку вынут из воды, делают измерения через каждую минуту до тех пор, пока все измеряемые величины не вернутся к исходному уровню.

У молодых людей систолическое давление может повышаться на 20-30 мм рт. ст. Люди, привыкшие к холодному климату, дают менее значительную реакцию и испытывают менее сильную боль.

Отмечают изменения цвета лица и рук испытуемого.

Субъективные ощущения. Запишите со слов испытуемого, какие ощущения он испытывал и насколько сильной была боль.

Проведите исследования у 3-4 студентов, родившихся в разных климатических условиях, а также проживающих в разных по укладу и материальному достатку семьях.

Обработка результатов и выводы. Постройте график по всем полученным результатам. Сделайте вывод о влиянии климатогеографических и социальных факторов на адаптивные возможности организма.

Задания для самостоятельной работы

1. Понятие адаптации и ее механизмы.

2. Многообразие адаптаций в живой природе.

Вопросы для беседы

1. Дайте определение адаптации.

2. Каковы критерии адаптации?

3. Какие системы относятся к ведущим адаптационным системам организма?

4. Что такое степень адаптации?

5. Как изменяется состояние ведущих адаптационных систем при нарушении адаптации?

6. Какое влияние на организм оказывают географические факторы?

7. Как антропогенные факторы влияют на адаптационные системы организма человека?

8. Что включает в себя выражение “ кризис внутренней среды организма”?