МПК выражает предельную для данного человека "пропускную" способность системы транспорта кислорода и зависит от пола, возраста, физической подготовленности и состояния организма. В среднем МПК у лиц с разным физическим состоянием достигает 2,5...4,5 л/мин, в циклических видах спорта - 4,5...6,5 л/мин. Способы определения МПК: прямой и непрямой. Прямой метод определения МПК основан на выполнении спортсменом нагрузки, интенсивность которой равна или больше его критической мощности. Он небезопасен для обследуемого, так как связан с предельным напряжением функций организма. Чаще пользуются непрямыми методами определения, основанными на косвенных расчетах, использовании небольшой мощности нагрузки. К косвенным методам определения МПК относятся метод Астранда; определение по формуле Добельна; по величине PWC 170 и др.

Вариант № 1. Определение мпк по методу Астранда.

Для работы необходимы: велоэргометр, ступеньки высотой 40 см и 33 см, метроном, секундомер, номограмма Астранда. Ход работы: на велоэргометре обследуемый выполняет 5-минутную нагрузку определенной мощности. Величина нагрузки подбирается с таким расчетом, чтобы частота пульса в конце работы достигала 140-160 уд./мин (примерно 1000-1200 кгм/мин). Пульс подсчитывается в конце 5-й минуты в течение 10 сек. пальпаторным, аускультативным или электрокардиографическим методом. Затем по номограмме Астранда (рис. 4) определяют величину МПК, для чего, соединив линией ЧСС во время нагрузки (шкала слева) и вес тела обследуемого (шкала справа), находят в точке пересечения с центральной шкалой величину МПК.

Вариант № 2. Определение мпк по степ-тесту.

Студенты выполняют тест попарно. Испытуемый в течение 5 минут производит восхождение на ступеньку высотой 40 см для мужчин и 33 см для женщин со скоростью 25,5 цикла, в 1 минуту. Метроном устанавливается на частоту 90. В конце 5-й минуты в течение 10 сек. регистрируется частота пульса. Величина МПК определяется по номограмме Астранда и сравнивается с нормативом со спортивной специализации (табл. 9). Учитывая, что МПК зависит от веса тела, вычислить относительную величину МПК (МПК/вес) и сравнить со средними данными, написать заключение и дать рекомендации.

Вариант № 3. Определение мпк по величине pwc170.

Ход работы: расчет МПК производится с помощью формул, предложенных В. Л. Карпманом:

МПК = 2,2 PWC 170 + 1240

Для спортсменов, специализирующихся в скоростно-силовых видах спорта;

МПК = 2,2 PWC 170 + 1070

Для спортсменов, тренирующихся на выносливость. Алгоритм выполнения: определить величину МПК по одному из вариантов и сравнить ее с данными в соответствии со спортивной специализацией по табл. 9, написать заключение и дать рекомендации.

Вариант № 4. Определение работоспособности по тесту Купера

Тест Купера заключается в пробегании максимально возможного расстояния по ровной местности (стадион) за 12 мин. При возникновении признаков переутомления (резкая одышка, тахиаритмия, головокружение, боли в сердце и др.) тест прекращается. Результаты теста, соответствуют величине МПК, определяемой на беговой дорожке. Тест Купера можно использовать при отборе школьников в секции по циклическим видам спорта, в ходе тренировок для оценки состояния тренированности.

Аэробные возможности человека определяются, прежде всего, максимальной для него скорость потребления кислорода. Физиологической основой общей выносливости (ОВ) являются аэробные возможности человека. Показателем аэробных возможностей является максимальное потребление кислорода (МПК). МПК - это наибольшее потребление кислорода, которое могут реализовать физиологические системы за 1 минуту при выполнении работы предельного характера. Аэробные возможности и МПК, как их показатели, определяются совокупность функционирования физиологических систем организма, обеспечивающих поступление кислорода и его утилизацию в тканях.

Чем выше МПК, тем больше абсолютная мощность максимальной аэробной нагрузки. Кроме того, чем выше МПК, тем легче и длительнее выполнение аэробной работы.

Чем выше МПК у спортсмена, тем большую скорость он может показывать на дистанции, тем выше его спортивный результат. Чем выше МПК, тем больше аэробная работоспособность (выносливость), то есть тем больше объем работы аэробного характера способен выполнить человек.

При воспитании аэробных возможностей кроме развития МПК решают задачу развития способности поддерживать уровень МПК длительное время и увеличение быстроты развертывания дыхательных процессов до максимальных величин. Эти задачи успешно решаются применением циклических видов спорта, предпочтительнее таких, которые требуют участия в работе большего числа мышечных групп (плавание, гребля, лыжный спорт) и в меньшей степени бег, ходьба, велоспорт.

Абсолютные показатели МПК находятся в прямой зависимости с размерами тела (весом) человека. Поэтому наиболее высокие показатели МПК имеют гребцы, пловцы, велосипедисты, конькобежцы. В этих видах спорта наибольшее значение для физиологической оценки имею абсолютные показатели МПК.

Относительные показатели МПК у высококвалифицированных спортсменов находятся в обратной зависимости от веса тела. При беге и ходьбе выполняется значительная работа по вертикальному перемещению массы тела, и следовательно, при прочих равных условиях, чем больше вес спортсмена, тем больше совершаемая им работа. Поэтому бегуны на длинные дистанции, как правило, имеют относительно небольшой вес тела.

Уровень МПК зависит от максимальных возможностей двух функциональных систем:

1) кислородтранспортной системы , абсорбирующей кислород из окружающего воздуха и транспортирующей его к работающим мышцам и другим активным органам и тканям;

2) система утилизации кислорода , то есть мышечной системы, экстрагирующей и утилизирующей доставляемый кровью кислород.

У спортсменов, имеющих высокие показатели МПК, обе эти системы обладают большими функциональными возможностями.

Работа максимальной аэробной мощности (с дистанционным потреблением кислорода 95-100% от индивидуального МПК) - это упражнения, в которых преобладает аэробный компонент энергопродукции - он составляет до 60-70%. Предельная продолжительность таких упражнений - 3-10 минут. К соревновательным упражнениям этой группы относятся: бег на 1500 и 3000 метров, плавание 400 и 800 метров, заезды на 4 км на велотреке. Через 1,5 - 2 минуты после начала упражнений достигаются максимальные для данного человека ЧСС, систолический объем крови и сердечный выброс, скорость потребления О2 (МПК), рабочая легочная вентиляция (ЛВ). По мере продолжения упражнения ЛВ, концентрация в крови лактата и катехоламинов продолжает нарастать. Показатели работы сердца и скорость потребления О2 либо удерживается на максимальном уровне, либо начинает несколько снижаться.

Работа субмаксимальной аэробной мощности (с дистанционным потреблением О2 70-80% от индивидуального МПК) - это упражнения, при выполнении которых более 90% всей энергии образуется аэробным путем. Рекордная продолжительность упражнений - 120 минут. В эту группу входят: бег на 30 км и более, лыжные гонки на 20-50 км, спортивная ходьба на 20 км.

На протяжении упражнения ЧСС находится на уровне 80-90, а ЛВ - 70-80% от максимальных значений для данного спортсмена. На протяжении выполнения этих упражнений температура тела может достигать 39-40С.

Время возникновения, продолжительность и степень проявлении «мертвой точки» зависит от многих факторов. Главные из них - степень тренированности спортсмена и мощность выполняемой работы.

Разминка ослабляет появление «мертвой точки» и способствует более быстрому возникновению «второго дыхания».

«Мертвая точка» - временное снижение работоспособности.

«Второе дыхание» - состояние, возникающее после преодоления «мертвой точки».

Наступлению «второго дыхания» способствует произвольное увеличение легочной вентиляции. Особенно эффективны при этом глубокие вдохи, усиливающие выведение углекислоты из организма, благодаря чему восстанавливается кислотно - щелочное равновесие.

Методы определения МПК :

Косвенные (расчетные) методы определения МПК основаны на существующей линейной зависимости между мощностью нагрузки, с одной стороны, и частотой сердечных сокращений (ЧСС), а так же потребления кислорода - с другой. При этом испытуемый выполняет одну, как правило, 5-минутную стандартную нагрузку такой мощности, при которой ЧСС не достигает предельных величин в конце нагрузки. По величине мощности работы и ЧСС в конце работы по номограмме или формулам рассчитывается абсолютное МПК в литрах в минуту (л/мин.) и относительное МПК в пересчете на килограмм веса спортсмена (мл/мин./кг). Наиболее доступным косвенным способом определения МПК является расчет этого показателя по формуле фон Добельна и номограмме Астранда с применением степ - теста. В лабораторной работе мы будем использовать именно эти косвенные тесты определения МПК.

Для определения МПК косвенным (расчетным) способом испытуемому предлагается выполнить - минутный степ - тест (высота скамьи 40 см - для мужчин, 33 см - для женщин) частота нашагивания 22,5 циклов/мин. В конце 5-й минуты определяется ЧСС. Расчет абсолютного МПК проводится по формуле Добельна, в которой учитывается мощность работы ЧСС в конце 5-й минуты. Мощность работы рассчитывается по следующей формуле:

W=1.5phn, где

W - мощность работы в кгм/мин.

p - вес испытуемого (кг)

h - высота скамьи (м)

n - частота подъемов в минуту.

Очень информативным в оценке физической работоспособности является тест PWC170 - физическая работоспособность при пульсе 170. Эту функциональную пробу, в основе которой лежит определение мощности работы при ЧСС, равной 170 уд./мин., впервые разработали скандинавские ученые Валунд и Шестранд.. Для оценки физической работоспособности ЧСС 170 уд./мин. выбрана не случайно. Во - первых, с физиологической точки зрения является начальной зоной оптимального функционирования кардио - респираторной системы. Во - вторых, при выполнении физической нагрузки в пульсовой зоне 170 уд./мин. существует прямолинейная зависимость между приростом мощности нагрузки и приростом ЧСС. При пульсе свыше 170 уд./мин. линейной зависимости уже не наблюдается. Этот фактор важно учитывать, т.к. мощность при этом экстраполируется по двум точкам ЧСС, полученным при выполнении двух нагрузок. При этом в конце нагрузок ЧСС не должна превышать 170 уд./мин.

Графический способ расчета величины абсолютной PWC170 не вполне точен и методика его громоздка. Поэтому в настоящее время используют формулу Карпмана, в которой учитывается мощность двух 5- минутных нагрузок, выполняемых с трех минутным отдыхом и двух значений ЧСС, определяемых в конце каждой нагрузки.

Абс. PWC170=W1+(W2-W1)

ЧСС2-ЧСС1 кгм./мин.

Нагрузка подбирается так, чтобы ЧСС в конце первой нагрузки достигала 100-120 уд./мин. (разница ЧСС в конце нагрузок должна быть не меньше 40 уд./мин.).

Известно, что скорость восстановления ЧСС после нагрузки является хорошим показателем физической работоспособности.

Н. М. Амосов разработал таблицу резервов здоровья и физической работоспособности по МПК как важного показателя резервов организма при мышечной работе.

Показатели резервов физической работоспособности, оцениваемой по МПК:

Максимальное потребление кислорода у детей и подростков:

Максимальное потребление кислорода у взрослых (мл/мин/кг):

Прямые методы определения МПК дают более точные результаты и предусматривают выполнение спортсменом трехступенчатых нагрузок возрастающей мощности на велоэргометре, тредбане или степ - тесте. Длительность двух степеней составляет 5 минут, последняя ступень нагрузки не лимитируется временем и выполняется обязательно до полного утомления (до отказа). На пятой минуте 1 и 2 нагрузок делается забор выдыхаемого воздуха в мешок Дугласа, определяют минутный объем дыхания и проводят анализ выдыхаемого воздуха с помощью газоанализатора Холдена с целью определения процентного содержания СО2 и потребления кислорода. На последней ступени нагрузки выдыхаемый воздух собирают и анализируют каждую минуту. В результате анализа выдыхаемого воздуха и вычисления ежеминутного потребления кислорода строится график. Однако прямые методы определения МПК технически сложны и для массового обследования не доступны, поэтому их используют при тестировании высококвалифицированных спортсменов.

Для сравнения работоспособности отдельных лиц используют не абсолютное значение, а относительное, которую получают, разделив МПК на массу тела:

У спортсменов МПК составляет 2-5 л/мин, в отдельных случаях - выше 6 л/мин.

Максимум потребления кислорода у высококвалифицированных спортсменов.

Максимальное потребление кислорода (МПК) или VO2 max – максимальная возможность организма человека транспортировать кислород в мышцы и дальнейшее потребление мышцами этого кислорода для получения энергии во время физических упражнений с предельной интенсивностью. Чем лучше развиты сердечнососудистая и сердечно-респираторная системы, тем больший объем крови циркулирует в организме. За счет увеличения объема циркулирующей крови, увеличивается количество обогащенных кислородом красных клеток крови, питающих мышцы, также повышается содержание плазмы необходимой для производства энергии. МПК имеет большое значение для спортсмена, чем выше значение МПК, тем больше энергии организм способен выработать аэробным путем, соответственно тем выше скорость, которую способен поддерживать спортсмен. Существует предел МПК заданный генетикой, если в начале тренировочной карьеры спортсмен способен стремительно повышать уровень МПК, то в дальнейшем он выходит на ПЛАТО и любое увеличение МПК будет уже достижением.

Определение максимального потребления кислорода

Максимальное потребление кислорода зависит от нескольких показателей, а именно:

• Максимальной частоты сердечных сокращений
• Количества крови, которое способен перекачать левый желудочек сердца в артерию за один удар
• Доли кислорода извлекаемой из крови мышцами

Тренировочным путем мы способны улучшить только два последних показателя. Первый же показатель уменьшается с возрастом, тренировками мы лишь замедляем процесс понижения ЧССмакс.

Наиболее точно измерить МПК возможно только в лабораторных условиях. Обычно тест заключается в следующем - вы встаете на беговую дорожку и начинаете бежать, постепенно увеличивая интенсивность до полного отказа. Воздух, выдыхаемый при этом, анализируется на специальном оборудовании. Измеряется МПК в мл/кг/мин. Менее точно определить темп бега на уровне МПК можно взяв за основу свой темп в соревнованиях на 3-5 километров.

Тренировки для повышения МПК

Тренировку, направленную на повышение максимального потребления кислорода следует проводить с интенсивностью 95%-100% от текущего значения МПК. Тренировка МПК требует более длительного периода восстановления, чем аэробный или восстановительный бег. Начинающим спортсменам тренировки в зоне МПК не следует проводить чаще одного раза в неделю. Рекомендуется переходить к таким тренировкам только после продолжительной базовой подготовки в аэробной зоне. Самыми оптимальными тренировками для МПК являются интервальные тренировки по 800-1500м общим объемом 5-6км. Время восстановительного бега между интервалами рекомендуется выбирать, ориентируясь на ЧСС, достаточно легкой пробежки 3-5 минут до снижения пульса до уровня 60% от ЧССмакс.

Основные критерии здоровья

Здоровье - это не только отсутствие болезней, но и определенный уровень физической подготовленности и функционального состояния организма. Основным критерием здоровья человека следует считать его энергопотенциал, т.е. возможность потреблять энергию из окружающей среды, накапливать ее и мобилизовать для обеспечения физиологических функций. Чем больше организм может накопить энергии, а также чем эффективнее ее расходование, тем выше уровень здоровья человека. Так как доля аэробной (с участием кислорода) энергопродукции является преобладающей в общей сумме энергетического обмена, то именно максимальная величина аэробных возможностей организма является основным критерием физического здоровья и жизнеспособности. Из физиологии известно, что основным показателем аэробных возможностей организма является величина потребляемого кислорода в единицу времени (МПК). Соответственно, чем выше показатель МПК, тем большим здоровьем обладает человек. Для более полного понимания этого момента, давайте подробно разберем, что такое МПК и от чего оно зависит.

Максимальное потребление кислорода (МПК)

МПК - это такое количество кислорода, которое организм способен усвоить (потребить) в единицу времени (берется за 1 минуту). Не надо путать с тем количеством кислорода, которое человек вдыхает легкими, т.к. только часть этого кислорода, в конечном счете, поступает к органам. Понятно, что чем больше организм способен усвоить кислорода, тем больше у него вырабатывается энергии, которая расходуется как на поддержание внутренних потребностей организма, так и на совершение внешней работы. Возникает вопрос, неужели именно количество кислорода усвояемого организмом в единицу времени является фактором, лимитирующим нашу работоспособность и определяющим уровень здоровья. Как это не странно может показаться на первый взгляд, но это именно так. Теперь надо разобрать от чего зависит величина МПК. Поскольку механизм этого процесса заключается в поглощении кислорода из окружающей среды, доставки его к органам и потреблении кислорода самими органами (в основном скелетными мышцами), то зависеть МПК будет в основном от двух факторов: функции кислородтранспортной системы и способности скелетных мышц усваивать поступающий кислород. В свою очередь, кислородотранспортная система включает систему внешнего дыхания, систему крови и сердечно-сосудистую систему. Каждая из этих систем вносит свой вклад в величину МПК, а нарушение какого-нибудь звена в этой цепочке может сразу отрицательно сказаться на всем процессе. Связь между величиной МПК и состоянием здоровья впервые была обнаружена американским врачом Купером. Он показал, что люди имеющие уровень МПК 42 мл/мин/кг и выше, не страдают хроническими заболеваниями и имеют показатели артериального давления в пределах нормы. Более того, была установлена тесная взаимосвязь величины МПК и факторов риска ишемической болезни сердца: чем выше уровень аэробных возможностей (МПК), тем лучше показатели артериального давления, холестеринового обмена и массы тела. Минимальная предельная величина МПК для мужчин 42 мл/мин/кг, для женщин - 35 мл/мин/кг, что обозначается как безопасный уровень соматического здоровья. В зависимости от величины МПК выделяют 5 уровней физического состояния (таблица).

Для более точного определения уровня физического состояния принято оценивать его по отношению к должным величинам МПК (ДМПК), соответствующим средним значениям нормы для данного возраста и пола.

Определение фактической величины МПК возможно двумя способами:

• 1. Прямой метод (с помощью прибора - газоанализатора)
• 2. Косвенный метод (с использованием функциональных тестов)

Определение МПК прямым методом достаточно сложно и требует наличия дорогостоящей аппаратуры, поэтому он не получил широкого распространения. Расчет МПК косвенным методом имеет небольшую погрешность, которой можно пренебречь, а в остальном, он является очень доступным и информативным методом, что делает его наиболее применяемым в различных физкультурно-оздоровительных учреждениях и реабилитационных центрах. Для определения МПК косвенным методом наиболее часто используется тест PWC170, определяющий физическую работоспособность человека.

МПК выражает предельную для данного человека "пропускную" способность системы транспорта кислорода и зависит от пола, возраста, физической подготовленности и состояния организма.

К косвенным методам определения МПК относятся метод Астранда; определение по формуле Добельна; по величине PWC170 и др.

Для определения уровня физической работоспособности могут быть использованы тесты с максимальной и субмаксимальной нагрузкой: максимальное потребление кислорода (МПК), PWC170, Гарвардский степ-тест и др.

Назрел вопрос в отношении VO2max. У элитных велогонщиков этот показатель очень большой, как добиться большего потребления кислорода? Существуют ли какие-то специальные тренировки для развития VO2max? Ведь чем больше я могу потребить кислорода, тем быстрее буду ехать.

Тема МПК весьма интересная и не так обширно описанная на этом блоге, буду исправляться. Заголовок этого поста весьма приукрашенный, в том смысле, что о потреблении кислорода я знаю весьма поверхностно, чтобы сильно углубляться в этот вопрос. Как раз этими поверхностными знаниями, сейчас с вами поделюсь.

Для начала, тем кто не знает — VO2max = МПК = Максимальное потребление кислорода . Впредь буду использовать термин МПК. Под МПК подразумевается максимальное количество кислорода, которое человеческий организм может использовать за единицу времени. Можно считать объем МПК в мл/мин, обычный здоровый человек, не спортсмен, способен потребить 3 — 3.5 литра/мин., тогда как у спортсменов МПК порой достигает 6 литров/мин. Более правильным было бы считать МПК не в мл/мин, а в мл/мин/кг, в данном расчете будет учитываться вес человека, что может быть весьма немаловажным, потому как если у 50-килограммового атлета МПК будет X литров/мин и он будет высококлассным спортсменом, то для 100-килограмового спортсмена X литров/мин будет уже недостаточно для достижения таких же результатов в своей весовой категории. Объясняется это тем, что главным потребителем кислорода в физической работе, являются мышцы. Разумеется, что у «центнерного» человека мышц больше, чем у его легковесного коллеги.

Каким образом человек потребляет кислород? Конечно же, главным источником кислорода является воздух, который мы вдыхаем. В воздухе около 21% кислорода, значение может меняться. Например, МПК в горах будет ниже, чем на низменности. С каждым вдохом, кислород попадает в легкие, где связывается с белком гемоглобином, который через кровоток переносит кислород по всему телу. Путешествуя по организму, гемоглобин приносит кислород туда, где он необходим — в мышечное волокно. Конечным потребителем кислорода являются митохондрии, при наличии рядом жиров, либо глюкозы, митохондрия их разрушает (этот процесс невозможен без участия кислорода) образуя энергию.

Теперь, когда мы более-менее понимаем, для чего нужен кислород и как он используется в организме, можно задать вопрос: хватает ли нам кислорода, является ли кислород лимитирующим фактором в достижении лучших спортивных результатов? Однозначного ответа для любого человека нет. Если митохондрий очень много, вместе с тем, количество мышц одновременно участвующих в работе также велико, а если еще эти мышцы большие, то тогда можно предположить себе ситуацию, что кислорода будет не хватать. Что делать в подобной ситуации, чтобы повысить МПК? Существует два способа повышения МПК — увеличивать гемоглобин, тогда он сможет связать с собой больше кислорода за один вдох; второй вариант — растягивать сердце, увеличивая кровоток. Другими словами, либо увеличить концентрацию гемоглобина в крови, либо скорость его транспортировки.

Теперь, что касается самой проблемы МПК . У большинства она просто надуманная, среднестатистический организм с запасом обеспечивает себя кислородом. И здесь кроется одно гигантское заблуждение, присущие многим спортсменам и любителям. Они считают, что при интенсивной работе, когда спортсмен начинает тяжело дышать, виновато сердце, которое якобы уже неспособно обеспечивать его потребности кислородом и называют этот момент — моментом наступления МПК, что является очередным глубоким заблуждением. Тот момент, когда спортсмен начинает тяжело дышать, а его мышцы начинают закисляться, называется анаэробным порогом. Это значит, что все митохондрии работающих мышц уже включены в работу, «свободных» больше нет, в этот момент активизируется второй способ образования энергии — анаэробный. Анаэробный способ образования энергии не требует кислорода, однако, «побочным эффектом», если его можно так назвать, во время анаэробного энергообразования становятся ионы водорода. Именно из-за ионов водорода человек начинает тяжело дышать, а вовсе не потому, что ему не хватает кислорода, либо сердце не справляется. Сердце и вправду начинает работать, как сумасшедшее, может сокращаться до 200 ударов/мин. и более, но только потому, что пытается вывести ионы водорода, тем временем блокируются кальциевые насосы и мощность быстро падает.

Существуют люди с сердцем: выдающимся, обыкновенным и плохим. Выдающееся сердце — это сердце с огромным ударным объемом, плохое сердце — с очень маленьким ударным объемом. Плохое и выдающееся сердце встречается крайне редко. Человеку с выдающимся сердцем стоит выбирать такой вид спорта, где работает сразу много мышц, в этой нише кроются его преимущества: бег, плавание, лыжные гонки, конькобежный спорт. Велоспорт не относится к таким видам спорта, где для достижения высокого результата требуется выдающееся сердце. Поэтому, бегунам, пловцам и прочим, если их начинает лимитировать МПК, есть смысл сменить вид спорта на велосипедный, либо какой-то другой, где работает немного мышц одновременно.

Ответил ли я на все вопросы? Чтобы ничего не упустить, еще раз вкратце: как добиться большего МПК? — Растягивать сердце, но если оно вас не лимитирует, то занятие бессмысленное, на далекую перспективу, Вы сначала приблизьтесь к ней. Специальные тренировки для МПК? — Опять же, растягивание сердце. Еще можно проводить тренировки в горах, чтобы повысить уровень гемоглобина. Однако, МПК — это всего лишь планка, ваш предел возможностей, до которого нужно долго и кропотливо работать над мышцами и накоплением митохондрий, чтобы достичь МПК при анаэробном пороге.