Проба Штанге — с задержкой дыхания на вдохе: обследуемый в положении стоя делает полный вдох, а затем глубокий выдох и снова вдох (80—90% от максимального); закрывает рот и зажимает пальцами нос. Отмечается время задержки. Продолжительность задержки дыхания в большей степени зависит от волевых усилий человека. Поэтому ее фиксируют по первому сокращению диафрагмы (по движению брюшной стенки). Обычно здоровые нетренированные лица способны задерживать дыхание на вдохе в течение 40—50 секунд, а тренированные спортсмены — от 60 секунд до 2—2,5 минут. С нарастанием тренированности время задержки дыхания возрастает, а при утомлении снижается.
Проба Генчи — с задержкой дыхания на выдохе. Здоровые тренированные люди, не занимающиеся спортом, могут задерживать дыхание на выдохе в течение 20—30 секунд, а здоровые тренированные спортсмены — 30—60 и даже 90 секунд.
Рентгенокимография грудной клетки — это регистрация на рентгеновской пленке (многощелевым рентгенокимографом) движений грудной клетки и диафрагмы при дыхании. Данные рентгенокимографии грудной клетки позволяют объективно изучить механизм и типы дыхания у спортсменов. Для тренированных спортсменов характерен удлиненный выдох. После физической нагрузки (4-минутный бег на месте в темпе 180 шагов в минуту и еще одну минуту с максимальной скоростью) у хорошо тренированных спортсменов преобладают реберный (48%) и смешанный (43,5%) типы дыхания; при этом значительно повышается амплитуда дыхательных колебаний диафрагмы; сила дыхательной мускулатуры также увеличивается; чаще наблюдается одноименный тип дыхания на обеих сторонах грудной клетки. У спортсменов с явлениями перетренированности, отмечавших боли в правом боку тренировке и соревнованиях (без отклонений в функции сердечно-сосудистой системы и печени), после нагрузки бывает уменьшена подвижность купола и понижен тонус диафрагмы.
Оксигемометрия— бескровный длительный и непрерывный метод определения насыщения гемоглобина артериальной крови кислородом. Основная функция системы органов внешнего дыхания — насыщение артериальной крови кислородом, поэтому по данным оксигемометрии прежде всего определяют конечную результативную функцию органов дыхания. Этот метод позволяет также судить о функции кровообращения и, в известной мере, о тканевом дыхании. У здоровых людей в покое 96—98% гемоглобина артериальной крови насыщено кислородом. Способность организма сопротивляться развитию гипоксемии при физической нагрузке зависит от функционального состояния системы органов дыхания, кровообращения и от быстроты и интенсивности включения различных приспособительных реакций, прежде всего от возможности увеличения легочной вентиляции. Умеренная мышечная нагрузка у здоровых людей не вызывает изменения уровня насыщения артериальной крови кислородом. При интенсивной же физической нагрузке возникает гипоксемия. Ее степень прежде всего зависит от увеличения легочной вентиляции и усиления кровообращения. Для тренированных спортсменов характерны энергичные и эффективные реакции и хорошо сочетанное увеличение легочной вентиляции и легочного кровообращения. Поэтому дозированные умеренные физические нагрузки вызывают у них значительно меньшее, чем у тренированных, падение оксигенации крови. Зато во время максимальных мышечных напряжений тренированные спортсмены способны к большей работоспособности при значительном снижении оксигенации крови.
Определение МОД можно осуществить при помощи газовых часов, спирографа или по методу Дугласа-Холдена. Самый простой из них — при помощи газовых часов. Спортсмен дышит через ротовой загубник, надетый на трубку с клапанным устройством, отделяющим вдох от выдоха при зажатом носе. Вдох и выдох производится в газовые часы. Вначале при дыхании спортсмена некоторое время показания не учитываются, затем включается секундомер и одновременно фиксируются показания газовых часов. После 5-10 минут, в течение которых сосчитывают число дыханий в минуту, снова определяют показания газовых часов. На основании полученных данных легко определить как МОД, так и дыхательный объем (ДО). Принимать во внимание следует лишь исследования, в которых глубина вдоха и частота дыхания (сосчитывается до начала испытания) не изменились.
Гораздо точнее определение по Дугласу — Холдену. Спортсмен через мундштук с тройником дышит наружным воздухом, выдыхая его в мешок Дугласа в течение 5—10 минут; число дыханий в это время сосчитывается. Затем объем выдохнутого воздуха измеряется пропусканием через газовые часы. В это время берут пробы воздуха, подвергающиеся газовому анализу, в аппарате Холдена. Путем соответствующих расчетов определяют не только МОД и ДО, но и поглощение кислорода в минуту, выделение углекислоты, дыхательный коэффициент, основной обмен.
Спирографические исследования позволяют определить основные показатели дыхания: ЖЕЛ, дыхательные объемы, МВЛ, МОД, поглощение кислорода. Частота дыхания при состоянии перетренированности может несколько учащаться, глубина дыхания уменьшается, минутный объем дыхания умеренно повышается. Однако максимальная вентиляция легких, потребление кислорода и коэффициент использования его при состоянии утомления снижаются. Также может быть ниже коэффициент пульс/дыхание. При этом восстановление идет более медленно и нередко в данном периоде МВЛ продолжает уменьшаться. Все зависит от степени утомления — чем оно глубже, тем меньше максимальная вентиляция легких (Локтев С.А. и др., 1991; Кузнецова В.К. и др., 1994; Кузнецова В.К. и др., 19096; Исаев А.П. и др., 1999; Шалдин В.И., 2000).
Сердечно-сосудистая система.В определении функционального состояния сердечно-сосудистой системы широкое применение получили дозированные адекватные мышечные нагрузки (функциональные пробы), в основе которых используется естественная спортивная нагрузка в виде приседаний, прыжков, бега, поднятия тяжестей, выполнения специфических физических упражнений (Кочетков А.Г. и др., 1991; Никитюк Б.А. и др., 1991; Беренштейн Г.Ф. и др., 1993; Граевская Н.Д. и др., 1997; Елисеев Е.В., 2001). Наибольшее распространение во врачебно-спортивной практике получили следующие пробы: 1) Проба ГЦИФКа — 60 подскоков на высоту 3—4 см за 30 секунд. 2) Проба Мартинэ—20 приседаний за 30 секунд. 3) Проба Кевдина—40 приседаний за 30 секунд. 4) Проба Котова — Дешина — 2—3-минутный бег на месте темпе 180 шагов в минуту, с подъемом бедра на высоту до положения прямого угла с туловищем. 5) Проба Летунова, состоящая из трех последовательно проводимых физических нагрузок—20 приседаний за 30 секунд (время адаптации—3 минуты), 15-секундногомаксимально быстрого бега на месте с энергичной работой рук (время адаптации—4 минуты) и 3-минутного бега на месте в темпе 180 шагов в минуту с подъемом бедра на высоту до положения прямого угла с туловищем. 6) Проба Серкина—Иониной—дифференцированная проба на силу, скорость и выносливость. В первой части используется в качестве нагрузки подъем двухпудовой гири на высоту от пола до подбородка столько раз, сколько получится от деления веса тела испытуемого на четыре. Выполняется нагрузка дважды. Проба на скорость — максимально быстрый бег в течение 15 секунд с энергичной работой рук. Выполняется нагрузка дважды. Проба на выносливость связана с задержкой дыхания. Используется ртутный манометр. Воздух выдыхается в трубку манометра, уровень ртути доводится до высоты 20 мми максимально долго удерживается. Повторяется трижды. Причем после второго раза предлагается выполнить 60 подскоков. Оценка: после первой фазы задержка дыхания — 50—60 секунд, второй — 23—24 секунды и третьей фазы — 49-65 секунд. 7) Проба Шеллонга состоит из двух частей: изменение положения тела: лежа, стоя, лежа (ортостатическая проба) и физическая нагрузка, связанная с приседанием или восхождением на лестницу. После нагрузки спортсмен вновь укладывается на кушетку. Оценка: после первой части показатели не должны отличаться от данных покоя, после второй — отмечается увеличение частоты пульса и умеренный подъем артериального давления. 8) Проба Кверга состоит из 30 приседаний за 30 секунд, максимально быстрого бега на месте в течение 30 секунд, бега на месте в течение 3 минут с числом шагов 150 в минуту, подскоки со скакалкой в течение одной минуты. После нагрузки сразу же измеряется пульс в течение 30 секунд (P1), повторно через две (Р2) и четыре (Р3) минуты. Высчитывается индекс (И):
И=длительность работы в секундах х 100
2 х (Р1 + Р2 + Р3)
Оценка: если число получилось больше 105—очень хорошо, от 99 до 104—хорошо, от 93 до 98—удовлетворительно и меньше 92—слабо. 9) Проба Карлсона— бег на месте в максимально быстром темпе в течение 10 секунд, повторяется 10 раз, через 10-секундный интервал отдыха. Пульс подсчитывается перед пробой за 10 секунд, после пробы в первые 10 секунд, через 2—4 и 6 минут после упражнения. Оценка складывается из числа контактов правой стопы и частоты пульса. Данные должны совпадать.
Пульс и артериальное давление, характеризующие наиболее полно функциональное состояние сердечнососудистой системы, при утомлении претерпевают определенные качественные и количественные изменения. Пульс нередко достигает частоты 200 и более ударов в минуту. Все зависит от характера физической работы и фона утомления. Однако обычно при достаточно интенсивной нагрузке пульс учащается у тренированных лиц в пределах 150-180 ударов. Рациональность увеличения сердечного ритма при выполнении физических упражнений рассматривается в связи с так называемой критической частотой пульса. Она определяется по той минимальной длительности сердечного цикла, дальнейшее укорочение которого ведет к уменьшению эффективности сердечного сокращения. В ряде исследований, проведенных на спортсменах в состоянии острого утомления, было отмечено учащение пульса по сравнению с состоянием покоя больше чем в 1,5—2 раза. По мере ухудшения общего состояния (нарастание утомления) ритм сердечной деятельности может учащаться, урежаться или оставаться прежним. Нередко наблюдаются различного рода аритмии, которые меняют свой характер взависимости от особенностей двигательного режима. При прочих равных условиях частота сердечных сокращений и его ритм зависят от уровня тренированности, физической подготовленности и фона утомления. Выполнение одной и той же работы у хорошо подготовленных спортсменов совершается при более низком сердечном ритме по сравнению с недостаточно подготовленными спортсменами. Оптимальная зона частоты пульса при интенсивной мышечной работе может быть принята равной 160—190 ударам в минуту. При длительной интенсивной работе на выносливость у тренирующихся начальное учащение сердцебиении может быть более выражено, чем в контрольной группе, а к концу работы иногда наблюдаются обратные соотношения. На характер и выраженность изменений сердечного ритма во время мышечной работы до утомления определенным образом влияет пол, возраст исследуемых. У юношей происходит более резкая пульсовая реакция на утомление, чем у взрослых. Причем лабильность пульса отмечается и в состоянии покоя. У женщин частота пульса во время работы до утомления относительно увеличена.