МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

АРМАВИРСКая ГОСУДАРСТВЕННая ПЕДАГОГИЧЕСКая академия

Автор составитель: доц. Ж. А. Арушанян

[pic]

ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ ПО ФИЗИОЛОГИИ

г. Армавир – 2015 год

Автор составитель: доц. Ж. А. Арушанян

Рецензенты:

Кожевникова В.Н. к.б.н

Василенко В.Г. к. и н.

Лабораторный практикум по дисциплине: «Физиология» – Армавир, 2015.

Настоящее издание является частью учебно-методического комплекса по дисциплине «Физиология», включающего учебную программу, конспект лекций, методические указания по самостоятельной работе, наглядное пособие «Физиология» Презентационные материалы», контрольно-измерительные материалы «Физиология. Банк тестовых заданий».

Данное учебно-методическое пособие позволит качественно подготовиться к лабораторным и семинарским занятиям, систематизировать теоретические вопросы, рассматриваемые в лекционном курсе и самостоятельно изучаемые студентами. Приведенные рисунки, задания позволяют закрепить знания по изучаемой дисциплине. Учебно – методическое пособие предназначено для студентов направления подготовки бакалавров «Физическая культура» АГПА

Оглавление

I ФИЗИОЛОГИЯ ЦЕНТРАЛЬНОЙ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ. РЕФЛЕКТОРНАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ

Работа № 1. Наблюдение спинальных проприоцептивных рефлексов…………..……………….

Работа № 2. Наблюдение рефлексов продолговатого мозга (бульбарные рефлексы)... …………..

Работа № 3. Наблюдение зрительных рефлексов среднего мозга………………..………………..

Работа № 4. Исследование роли мозжечка в регуляции двигательной активности………………..

Работа № 5. Рефлексы промежуточного мозга (диэнцефальные рефлексы)………………………..

II ОЦЕНКА ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ ВЕГЕТАТИВНОЙ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ

Работа № 1. Оценка вегетативного тонуса в состоянии покоя (вегетативный индекс Кердо (ВИК))

Работа № 2. Оценка вегетативной реактивности…………………………………………….

Работа № 3. Оценка вегетативного обеспечения(проба Мартинетта) …………………………..

Работа № 4. Дыхательно-сердечный рефлекс Геринга……………………………………………

IIIФИЗИОЛОГИЯ ЗРИТЕЛЬНОГО АНАЛИЗАТОРА И ПРОФИЛАКТИКА БЛИЗОРУКОСТИ

Работа № 1. Определение остроты зрения…………………………………………………………….

Работа № 2. Аккомодация глаза………………………………………………………………..

Работа № 3. Определение поля зрения………………………………………………………..

Работа № 4. Слепое пятно (опыт Мариотта) ……………………………………………………

Работа № 5. Исследование цветового зрения………………………………………………………..

Работа № 6. Оценка зрительной продуктивности………………………………………………….

IVОЦЕНКА ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ ЦЕНТРАЛЬНОЙ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ

Работа № 1. Оценка состояния ЦНС по скорости зрительно-моторной реакции……………….

V ВЫСШАЯ НЕРВНАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ

Работа № 1. Сила нервной системы……………………………………………………………

Работа № 2. Уравновешенность нервных процессов…………………………………………..

Работа № 3. Подвижность нервных процессов…………………………………………………

VI ВЫСШАЯ НЕРВНАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ И ВЫСШИЕ ПСИХИЧЕСКИЕ ФУНКЦИИ

Работа № 1. Влияние обстановочной афферентации на результат целенаправленной (умственной) деятельности…………………………………………………………………………………….

Работа № 2. Влияние особенностей памяти и доминирующей мотивации на результат целенаправленной (умственной) деятельности……………………………………………………..

Работа № 3. Исследование состояния кратковременной зрительной памяти……………………….

Работа № 4. Исследование свойств внимания………………………………………………

Работа № 5. Определение типа высшей нервной деятельности по психомоторной реакции (тейпинг-тест)

VIIОЦЕНКА ФУНКЦИОНАЛЬНОЙАСИММЕТРИИ МОЗГА

Работа № 1. Оценка по данным уровня функциональных возможностей ЦНС…………………..

Работа № 2. Оценка по десятитестовой методике по трем категориям…………………………

Работа № 3. Знакомство с методом определения мануальной асимметрии……………………..

VIIIГУМОРАЛЬНАЯ РЕГУЛЯЦИЯ ФУНКЦИЙ ОРГАНИЗМА

Работа № 1. Влияние тепловых процедур на активность мозгового вещества надпочечников….

Работа № 2. Анкетный метод выявления лиц с высокой вероятностью заболевания сахарным диабетом………………………………………………………………………………………………

Работа № 3. Анализ шкалы зачатий при менструальных циклах различной длительности…………

IX ОЦЕНКА ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ РЕЗЕРВОВ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ

Работа № 1. Резервы сердца……………………………………………………………………………..

Работа № 2. Проба с задержкой дыхания………………………………………………………

Работа № 3. Кардиореспираторные пробы Генчи и Штанге……………………………………

Работа № 4. Проба Кремптона…………………………………………………………………………

Работа № 5 Измерение параметров кровотока. ………………………………

Работа №6 Оценка вегетативного баланса. ………………………………

Работа №7Оценка функционирования системы кровообращения.

Работа №8 Проба по Бюргеру (Burger). ………………………………………………

Работа №9 Проба по Флаку (Flack-test). ………………………………

Работа №10 Проба с ограничение притока крови к сердцу (ортостатическая проба). ..

Работа №11 Проба Руфье ………………………………

Работа №12 Тест PWC 170 (Рhysiса1 Wогking Сарасitу). ………………

Работа №13 Тест на удержание нагрузки максимальной мощности. …………

Работа №14 Ступенчатая проба Мастера - Оппенгеймера (1929). ………………

Работа №15 Проба Kaltenbach (1982) ………………

Работа №16 Гарвардский степ-тест. ………………

Работа №17 Тест Новакки. ………………

Работа №18 Проба с определением максимального потребления кислорода………………

Работа №19. Проба со статической нагрузкой. ……………

Работа № 20. Безусловные рефлексы продолговатого, среднего и промежуточного мозга

Работа № 21. Исследование функциональных особенностей зрения. ……………

XФИЗИОЛОГИЯ ДЫХАНИЯ

Работа № 1. Спирометрия…………………………………………………………………

Работа №2 Определение индекса Тиффно……………………………………………………

Работа №3. Определение максимальной вентиляции легких. …………………………

Работа № 4. Измерение параметров дыхания. ………………………………………

Работа № 5. Спирография ……………………………………………………

Работа № 6. Оценка вентиляционной функции легких………………………………………

XI ОСНОВНОЙ ОБМЕН ЭНЕРГИИ И ОСНОВЫ РАЦИОНАЛЬНОГО ПИТАНИЯ

Работа № 1. Определение величины должного основного обмена

Работа № 2. Определение отклонения от должного основного обмена по формуле и номограмме Рида

Работа № 3. Определение суточных энергозатрат хронометражно-табличным методом

Работа № 4. Составление суточного пищевого рациона по таблицам

Работа № 5 Физиологические основы питания детей.

XII ОЦЕНКА ФИЗИЧЕСКОЙ РАБОТОСПОСОБНОСТИ

Работа №1 . Соматометрия……………………………………..

Работа № 2. Индекс Пинье …………………………………………………

Работа № 3. Оценка соматического здоровья……………………………………..

Работа № 4 Оценка физической работоспособности ………………………………

Работа № 5 Адаптация организма к физическим нагрузкам…………………………….

Работа № 6 Физиологические основы питания детей. ………………………………………

Список использованной литературы…………………………………..

ВВЕДЕНИЕ

Настоящий лабораторный практикум является составной частью учебно-методического комплекса по физиологии и предназначен студентам направления физической культуры и спорта. Особенностью данного практикума является то, что все предложенные в нем лабораторные работы выполняются на человеке. В этом случае студенты сами становятся исследователями и испытуемыми. Регистрацию изучаемых показателей, отражающих деятельность различных органов и систем организма, предполагается производить в условиях покоя или эмоционального и физического напряжения.

I ФИЗИОЛОГИЯ ЦЕНТРАЛЬНОЙ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ. РЕФЛЕКТОРНАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ

Цель: познакомиться с понятиями «рефлекс», «рефлекторная дуга», а также с рефлексами спинного мозга и различных отделов головного мозга, методами оценки функционального состояния автономной нервной системы, используемыми в клинической практике.

Оборудование: перкуссионный молоточек, стул, стакан; книга; линей-

ка; карандаш, секундомер, марлевые салфетки.

Рефлекс – это ответная реакция организма на действие внешних и внутренних стимулов при участии нервной системы. Морфологической основой рефлекса является рефлекторная дуга (рис. 1).

[pic]

Рис. 1. Элементы рефлекторной дуги

Рефлекторная дуга включает пять элементов: рецептор, чувствительный или афферентный нерв (центростремительный путь), центральную часть (нейроны ЦНС), двигательный эфферентный нерв (центробежный путь) и

исполнительный орган (эффектор). Рецепторы воспринимают различные стимулы (световые, звуковые и т. д.) и преобразуют их энергию в нервные импульсы. Афферентные (центростремительные) нервные волокна представляют собой аксоны чувствительных нейронов, по которым импульсы передаются с периферии в центральную нервную систему), центральную часть (нейроны ЦНС), двигательный эфферентный нерв (центробежный путь) и исполнительный орган (эффектор). Рецепторы воспринимают различные стимулы (световые, звуковые и т. д.) и преобразуют их энергию в нервные импульсы. Эфферентные нервные волокна (аксоны двигательных нейронов) передают информацию исполнительному органу (эффектору), скелетным и гладким мышцам, клеткам желез. Таким образом, периферическая часть рефлекторной дуги – это рецептор и чувствительный нейрон, центральная часть – один или несколько вставочных нейронов и двигательный нейрон. Проведение сигнала в рефлекторной дуге осуществляется в одном направлении. По способу образования рефлекторной дуги различают безусловные и условные рефлексы. По месту расположения центральных нейронов дуги рефлексы подразделяются на спинальные (в спинном мозге), бульбарные (в продолговатом мозге) и др. Исходя из того, какой отдел центральной нервной системы участвует в реализации рефлекса, они разделяются на соматические и вегетативные. Характер проявления разного рода рефлексов зависит от возраста, функционального состояния нервной системы и организма в целом. Определение некоторых рефлексов используется в клинической медицине для локализации повреждений ЦНС, вызванных травмой или патологическими процессами, а также в педиатрии в качестве теста функционального состояния организма для оценки биологического возраста.

Работа № 1. Наблюдение спинальных проприоцептивных рефлексов

В процессе натуральных сокращений, растяжений скелетных мышц создаются условия механического воздействия на проприорецепторы — сенсорные рецепторы мышц, сухожилий и суставов. Возникающие при этом нервные импульсы поступают по чувствительным нервным волокнам в ЦНС, вызывая проприоцептивные рефлексы. Разные проприоцептивные рефлексы легко выявляются при механическом воздействии на сухожилия. В результате легкого удара по сухожилию происходит быстрое растяжение соответствующей мышцы. При этом раздражаются мышечные рецепторы – мышечные веретена, – что приводит к возникновению рефлекторного сокращения этой же мышцы. В клинике исследование проприоцептивных рефлексов проводят для оценки возбудимости ЦНС, а также для определения уровня возможного нарушения функций ЦНС. При хроническом утомлении отмечается снижение сухожильных рефлексов, а при неврозах – усиление. При остеохондрозе, пояснично-крестцовом радикулите и других заболеваниях отмечается снижение

или исчезновение рефлексов.

Ход работы

1. Коленный рефлекс:

– усадите испытуемого на стул так, чтобы одна нога лежала на колене

другой, а пальцы рук были сомкнуты;

– нанесите отрывистый равномерный удар перкуссионным молоточком или ребром ладони чуть ниже коленной чашечки;

– сравните рефлекс на правой и левой ноге.Дуга коленного рефлекса замыкается на уровне II – IV поясничных сегментов спинного мозга, а чувствительное и двигательное волокна рефлекторной дуги проходят в составе бедренного нерва (рис. 2).

[pic]

Рис. 2. Дуга коленного разгибательного рефлекса:

1 – сухожилие четырехглавой мышцы бедра; 2 – проприорецептор (мышечное веретено); 3 – чувствительный нерв;

4 – спинной мозг; 5 – двигательный нерв; 6 – четырехглавая мышца бедра

2. Ахиллов рефлекс:

– попросите испытуемого встать коленями на стул, чтобы ступни обеих ног свободно свисали;

– нанесите отрывистый легкий удар перкуссионным молоточком по пя-

точному (ахиллову) сухожилию; при правильном выполнении наблюдается

сокращение икроножной мышцы и подошвенное сгибание стопы;

– сравните рефлекс на правой и левой ноге (определите, одинаковой ли

силы требуется удар для получения одного и того же эффекта).

Рефлекторная дуга ахиллова рефлекса замыкается на уровне I – II крестцовых сегментов спинного мозга, а чувствительные и двигательные волокна проходят в составе большеберцового нерва.

3. Подошвенный рефлекс:

– попросите испытуемого лечь, свободно вытянув ноги;

– обратной стороной авторучки или карандаша произведите штриховое

раздражение наружного или внутреннего края подошвы (при правильном выполнении происходит сгибание пальцев стопы);

– сравните рефлекс на правой и левой ноге. Дуга подошвенного рефлекса замыкается на уровне I – II крестцовых сегментов спинного мозга, а чувствительные и двигательные волокна проходят в составе седалищного нерва.

4. Брюшной рефлекс:

– попросите испытуемого лечь на спину, согнув ноги в коленных суставах;

– тупым концом авторучки или карандаша выполните штриховое движение в верхней части кожи живота параллельно реберной дуге (на 2–3 пальца выше пупка);

– выполните штриховое горизонтальное раздражение кожи живота на

уровне пупка (при правильном выполнении наблюдается сокращение соответствующих групп мышц);

Рефлекторная дуга каждого рефлекса проходит через следующие сегменты: при раздражении верхней части – через VIII–IX грудной сегмент спинного мозга, при раздражении средней части – через IX–XII грудной сегмент спинного мозга.

Рекомендации по оформлению протокола работы

Зафиксируйте в тетради наблюдаемые эффекты; отметьте, на уровне каких сегментов спинного мозга замыкаются наблюдаемые рефлексы. Нарисуйте

рефлекторную дугу разгибательного коленного рефлекса, обозначьте ее основные звенья.

Работа № 2. Наблюдение рефлексов продолговатого мозга (бульбарные рефлексы)

Ход работы

1. Условия глотательного рефлекса:

– попросите испытуемого сделать несколько глотательных движений подряд; обратите внимание на отсутствие глотательного рефлекса, когда во рту не останется слюны. Глотание возможно только при раздражении задней части языка слюной, пищей и т.п., а рефлекторная дуга глотательного рефлекса замыкается в ядрах блуждающего нерва (X пара) продолговатого мозга.

2. Мигательный рефлекс:

– прикоснитесь тупым концом карандаша или ручки к коже вблизи глаза (внутреннему краю глаза, внешнему краю глаза), к бровям.

Наблюдается мигательный рефлекс, рефлекторная дуга которого замыкается в ядрах лицевого нерва (VII пара) продолговатого мозга.

Рекомендации по оформлению протокола работы

Зафиксируйте в тетради наблюдаемые эффекты, отметьте на уровне каких

ядер продолговатого мозга замыкаются наблюдаемые рефлексы.

Работа № 3. Наблюдение зрительных рефлексов среднего мозга

Ход работы

1. Рефлекс конвергенции:

– возьмите в руки карандаш и держите его на расстоянии 20 см от глаз испытуемого;

– попросите испытуемого зафиксировать взгляд и не сводить его с карандаша;

– тем временем начинайте медленно приближать карандаш к глазам

испытуемого и следить за его глазами. Наблюдается процесс конвергенции –

сведения зрительных осей; если испытуемый переведет взгляд вдаль – изображение карандаша будет двоиться.

2. Рефлекс аккомодации:

– попросите испытуемого посмотреть на удаленный предмет, затем быстро перевести взгляд на близко расположенный текст, например в своей

тетради.

Рекомендации по оформлению протокола работы

Зафиксируйте наблюдаемые эффекты в тетради и поясните их природу.

Работа № 4. Исследование роли мозжечка в регуляции двигательной активности

Поддержание нормальной координации движений – результат совместной деятельности нескольких отделов ЦНС, к которым относятся мозжечок, вестибулярный аппарат, глубокомышечные проводящие нервные волокна, кора лобной и височной областей. Поэтому нарушение равновесия может быть связано с отклонениями в работе каждого из них. Однако центральным органом координации движений все же является мозжечок. Эфферентные сигналы мозжечка участвуют в регуляции активности нейронов вестибулярных (ядро Дейтерса), красных и других моторных ядер ствола мозга, а через них – в регуляции активности вставочных (α- и γ- мотонейронов спинного мозга) и ядер черепных нервов. Кроме того, мозжечок оказывает влияние на состояние активности таламических и корковых нейронов, участвующих в осуществлении движений. Через указанные пути эфферентные сигналы мозжечка участвуют в регуляции тонического напряжения мышц, распределении тонуса в покое и движении, а также силы мышечных сокращений, их координации.

Ход работы

1. Проба Ромберга (оценка координации движений, или проба на атаксию):

– попросите испытуемого плотно сдвинуть стопы, голову слегка приподнять, руки опустить вдоль туловища; будьте готовы поддержать человека при угрозе падения;

– предложите вытянуть руки вперед (сначала с открытыми, а затем – с закрытыми глазами);

– пронаблюдайте, может ли он удержать равновесие. В норме человек сохраняет равновесие в позе Ромберга (проба на атаксию отрицательна).

2. Усложненная проба Ромберга:

– попросите испытуемого плотно сдвинуть стопы, голову слегка приподнять, руки вытянуть вперед и развести пальцы, затем закрыть глаза;

– определите устойчивость позы и время ее удержания;

– попросите испытуемого, не открывая глаз, приподнять одну ногу;

– определите устойчивость позы и время ее удержания.

Очень хорошо, если в каждой позе испытуемый сохраняет равновесие в течение 15 с и при этом не наблюдаются пошатывание тела, дрожание (тремор) рук или век. При треморе выставляется оценка «удовлетворительно»; если в течение 15 с равновесие нарушается «неудовлетворительно».

3. Тестовая ходьба (оценка координации движений, или проба на атаксию):

– предложите испытуемому пройти по комнате вперед и назад по прямой линии с открытыми и закрытыми глазами, ставя ноги так, чтобы носок одной стопы касался пятки другой. Наблюдайте за походкой. В норме походка должна быть обычной, без шатаний в стороны и без широкого расставления ног (проба на атаксию отрицательна).

4. Проба на дисметрию:

– предложите испытуемому взять со стола и затем поставить на прежнее место какой-либо предмет (книга, стакан). Отмечайте места, где лежал предмет и куда его вернул испытуемый. При необходимости измерьте линейкой разницу в положениях предмета. В норме человек ставит предмет на то же место с ошибкой не более ± 2 см (проба на дисметрию отрицательна).

5. Речь (проба на дизартрию):

– предложите испытуемому повторить несколько трудных для произношения слов: землетрясение, самолетостроение, администрирование и др. Отмечайте, нет ли замедления, растянутости или отрывистости в речи.

6. Проба Бабинского:

– попросите испытуемого лечь на кушетку, скрестить руки на груди и затем встать. У людей с поражением мозжечка ноги поднимаются, а тело остается лежать.

7. Пальценосовая проба (на дисметрию и тремор):

– попросите испытуемого встать прямо, отвести руку в сторону на уровне плеча и затем медленно перемещать ее обратно, чтобы указательным пальцем (сначала левой, а затем правой руки) дотронуться до кончика носа с

открытыми и закрытыми глазами. В норме человек осуществляет плавные движения руки, дотрагивается до кончика носа (с точностью ± 1 см) без дрожи пальцев рук (т. е. проба на дисметрию и тремор отрицательна). При переутомлении, неврозах, травмах головного мозга и других функциональных состояниях отмечается непопадание, дрожание указательного пальца или кисти (т. е. проба на дисметрию и тремор становится положительной).

Рекомендации по оформлению протокола работы

Зафиксируйте в тетради наблюдаемые эффекты. Сделайте вывод о роли

мозжечка в регуляции двигательной активности.

Работа № 5. Рефлексы промежуточного мозга (диэнцефальные рефлексы)

Ход работы

1. Кожные сосудистые рефлексы (метод дермографизма):

– по коже на внутренней стороне предплечья провести равномерное штриховое движение тупым концом карандаша;

– по секундомеру отметить время появления и исчезновения красной или белой полосы. В выраженности реакции имеет значение степень нажатия. Слабое раздражение вызывает белый след. Если после более сильного нажатия появляется «разлитый» стойкий красный след, то это говорит о преобладании тонуса парасимпатической нервной системы; белый широкий

стойкий след указывает на преобладание тонуса симпатической нервной системы. С возрастом латентный (скрытый) период проявления реакции увеличивается с 3 мин до 10 минут.

2. Глазосердечный рефлекс (рефлекс Даньини – Ашнера). У человека при надавливании на глазные яблоки частота сердечных сокращений обычно уменьшается, что объясняется рефлекторным возбуждением ядер блуждающего нерва. Рефлекторная дуга этого рефлекса состоит из афферентных волокон глазодвигательного нерва, нейронов продолговатого мозга и эфферентных волокон блуждающего нерва, которые оказывают тормозящее влияние на сердце. Рефлекторная реакция появляется через 2–5 с и исчезает через 20–60 с после прекращения воздействия.

Ход работы

– Попросите испытуемого сесть на стул и расслабиться.

– Подсчитайте исходную частоту сердечных сокращений (пульс)за 1 минуту.

– Попросите испытуемого закрыть глаза.

– Затем через марлевые салфетки двумя пальцами, указательным и большим, одновременно надавите на оба глаза, не вызывая болезненных ощущений, в течение 20–30 секунд.

– Снова подсчитайте пульс.

Замедление пульса на 4–12 ударов в минуту свидетельствует об усилении активности парасимпатического отдела ВНС и о нормальной вегетативной регуляции. Если пульс замедляется более чем на 12 ударов в минуту, то это говорит о преобладании тонуса парасимпатической нервной системы. Если пульс замедляется на меньшую величину или наблюдается его учащение, то это свидетельствует о преобладании тонуса симпатической нервной системы или о вегето-сосудистой дистонии. Отсутствие изменений или учащение сердечных сокращений свидетельствует о возможных нарушениях вегетативной регуляции сердца.

Рекомендации по оформлению протокола работы

Полученные результаты внесите в тетрадь. Объясните возможный механизм изменений частоты сердечных сокращений. Подсчитайте среднюю величину возникшей рефлекторной реакции и оцените состояние ее нервного центра. Начертите схему рефлекторной дуги глазосердечного рефлекса.

II ОЦЕНКА ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ ВЕГЕТАТИВНОЙ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ

Цель: познакомиться с особенностями строения вегетативной (автономной) нервной системы (ВНС) и ее функциями, овладеть методами оценки функционального состояния ВНС.

Задачи:

1) познакомиться с особенностями строения и функциями различных отделов ВНС;

2) познакомиться с методами оценки функционального состояния ВНС;

3) оценить собственный вегетативный статус с помощью функциональных проб.

Оборудование: кушетка, тонометр, секундомер.

Вегетативной (автономной) нервной системой называется часть нервной системы, регулирующая работу внутренних органов и постоянство внутренней среды организма (гомеостаз). Автономная нервная система подразделяется на симпатический, парасимпатический и метасимпатический отделы. Симпатическая часть автономной нервной системы мобилизует ресурсы организма при изменении условий среды. Парасимпатическая автономная нервная система осуществляет текущую регуляцию физиологических процессов, отвечает за восстановление нарушенного во время активности организма гомеостаза. Метасимпатическая нервная система оказывает регулирующее воздействие на активность мышечных структур желудочно-кишечного тракта, сердца. Многие симпатические и парасимпатические эфферентные волокна, а также клетки метасимпатической нервной системы находятся в состоянии непрерывного возбуждения – тонуса. Обе системы, являясь относительными антагонистами, находятся в состоянии подвижного равновесия. Преобладание тонуса симпатической части автономной нервной системы обозначается как симпатикотония, парасимпатической – как ваготония. Вегетативная нервная система регулирует деятельность внутренних органов, повышает обмен веществ скелетных мышц, улучшает их кровоснабжение, а также функциональное состояние нервных центров, способствует осуществлению функций соматической нервной системы, которая обеспечивает активную приспособительную деятельность организма во внешней среде (прием внешних сигналов, их обработку, двигательную деятельность, направленную на защиту организма, на поиски пищи, у человека – двигательные акты, связанные с бытовой, трудовой, спортивной деятельностью и пр.). Передача нервных влияний в соматической нервной системе осуществляется

с большой скоростью (толстые соматические волокла имеют высокую возбудимость и скорость проведения 50–140 м/с). Соматические воздействия на отдельные части двигательного аппарата характеризуются высокой избирательностью. Вегетативная нервная система участвует в этих приспособителных реакциях организма, особенно при чрезвычайных напряжениях (стресс). Другой существенной стороной деятельности вегетативной нервной системы является ее огромная роль в поддержании постоянства внутренней среды организма. Постоянство физиологических показателей может обеспечиваться различными путями. Например, постоянство уровня кровяного давления поддерживается изменениями деятельности сердца, просвета сосудов, количества циркулирующей крови, ее перераспределением в организме и т. п. В гомеостатических реакциях, наряду с нервными влияниями, передающимися по вегетативным волокнам, имеют значение гуморальные влияния. Вегетативный тонус можно оценить в состоянии покоя (но информативность этих данных невелика); используя функционально-динамический подход, можно оценить вегетативную реактивность, т. е. исследовать вегетативные сдвиги в ответ на возмущающие пробы, и вегетативное обеспечение, т. е. исследовать вегетативное сопровождение различных форм деятельности. Реальная оценка состояния ВНС может быть получена исходя из анализа всех трех компонентов (состояние в покое, вегетативная реактивность и вегетативное обеспечение).

Работа № 1. Оценка вегетативного тонуса в состоянии покоя(вегетативный индекс Кердо (ВИК))

Ход работы

Вегетативный индекс Кердо позволяет оценить тонус ВНС в покое. Вегетативный индекс отражает направленность и величину тонуса симпатического или парасимпатического отдела автономной нервной системы. Для его расчета необходимо определить пульс и артериальное давление обследуемого. Для правильной регистрации показателей необходимо попросить испытуемого принять удобное положение сидя на стуле, измерить ему диастолическое давление и пульс на левой руке в соответствии с представленным ниже алгоритмом. Измерение пульса (частоты сердечных сокращений) проводится на левой руке испытуемого:

– положить руку испытуемого в разогнутом состоянии ладонью вверх и опереть ее о стол;

– охватить руку испытуемого в области лучезапястного сустава так, чтобы большой палец находился на внешней стороне ладони, а указательный,

средний и безымянный – на внутренней, т. е. непосредственно на лучевой артерии;

– подсчитать количество ударов в течение 1 минуты.

Измерение артериального давления:

–удобно расположить испытуемого на стуле, положить руку на стол в разогнутом положении ладонью вверх, мышцы расслабить;

– манжетку накладывать на обнаженное плечо, на 2–3 см выше локтевого сгиба, и закреплять так, чтобы между ней и плечом проходил только один палец;

– проверить положение стрелки манометра относительно нулевой от метки шкалы;

– нащупать пульс в области локтевой ямки и приложить к этому месту фонендоскоп;

– закрыть вентиль на груше и накачивать воздух в манжетку до тех пор, пока показание манометра не достигнет примерно 200 мм рт. ст., т. е. до уровня, при котором перестает определяться пульс на данной артерии;

– открыть вентиль и медленно выпускать воздух из манжетки, прислушиваясь к тонам и следя за показаниями манометра. Появление звуков соответствует максимальному, или систолическому, давлению, исчезновение – минимальному, или диастолическому давлению. Расчет вегетативного индекса Кердо производится по следующей формуле:

1 – ДД

ВИК = ────── х100,

ЧСС

где ВИК – величина индекса Кердо;

ДД – величина диастолического давления;

ЧСС- частота сердечных сокращений (пульс).

Рекомендации по оформлению протокола работы

Делаем вывод исходя из того, что положительные значения индекса свидетельствуют о преобладании симпатического тонуса, нулевые и отрицательные – о преобладании парасимпатического тонуса (ваготонии).

Работа № 2. Оценка вегетативной реактивности

Задание 1. Определение реактивности симпатического отдела автономной нервной системы (ортостатическая проба)

Ход работы

Для определения реактивности симпатического отдела автономной нервной системы регистрируется изменение пульса при переходе из одного положения в другое. При этом необходимо следовать таким указаниям:

– для стабилизации пульса (ЧСС) испытуемый должен спокойно лежать на кушетке в течение 7 минут;

– по истечении 7 мин в этом же положении измеряется пульс испытуемого за 15 с (ЧСС1);

– далее по команде испытуемый спокойно встает и у него сразу же в течение 15 с замеряется пульс (ЧСС2);

– испытуемый продолжает спокойно стоять в течение 1 мин, в конце которой за последние 15 с подсчитывается ЧСС3.

Расчеты выполняются по формуле

(ЧСС2 – ЧСС1)

ΔЧСС =────────── х 100 %.

ЧСС1

Пример расчета: если исходный пульс в положении лежа ЧСС1 за 15 сравняется 20 ударам, следовательно, в минуту – (20 х 4) = 80; допустим, что когда испытуемый встает, его ЧСС2 составляет 25 ударов, следовательно, за минуту – (25 х 4) = 100. В конце первой минуты после смены позы подсчи тывается ЧСС3. Допустим, она равна 26 ударам за 15 с; следовательно, за 1 мин – (26 х 4) = 104. По формуле подсчитываем степень учащения пульса (ΔЧСС) по отношению к исходному показателю: ΔЧСС= (100–80) / 80 х 100 % = 25 %.

ЧСС3 используется в расчетах только в том случае, если ЧСС2 = ЧСС1.

Рекомендации по оформлению протокола работы

Делается вывод исходя из того, что учащение пульса более чем на 28 % свидетельствует о повышенной реактивности симпатического отдела, а менее

чем на 17 % – о его пониженной реактивности. Физиологическим считается

учащение пульса на 12–16 уд/мин (18–27 %).

Задание 2. Определение реактивности парасимпатического отдела

автономной нервной системы (клиностатическая проба)

Ход работы

Регистрируемые показатели в данном случае следующие: изменение пульса при переходе из положения «стоя» в положение «лежа». Порядок таков:

– испытуемый находится в положении «стоя»;

– в таком положении несколько раз (до тех пор, пока показатель не стабилизируется) подсчитывается пульс (ЧСС1) за 15 с;

– по команде экспериментатора испытуемый спокойно ложится на кушетку, после чего сразу же замеряется пульс (ЧСС2);

– испытуемый продолжает спокойно лежать, и через 1 мин у него снова

замеряют пульс (ЧСС3);

– производятся расчеты по той же формуле, что и в предыдущей пробе. Значение ЧСС3 в расчетах не используется, но если урежение пульса не наступает в первые 15 с после смены позы (ЧСС2 = ЧСС1), а наблюдается

ишь в конце минуты, в формулу вместо ЧСС2 подставляются данные ЧСС3.

Однако в выводах необходимо указать, что реакция парасимпатического отдела замедленна.

Рекомендации по оформлению протокола работы

Делается вывод исходя из того, что:

– знак «–» означает урежение пульса;

– урежение пульса на 4–12 уд/мин считается нормальным (6–18 %);

– урежение пульса менее чем на 6 % свидетельствует о пониженной ре активности парасимпатического отдела, более чем на 18 % – о его повышен-

ной реактивности;

– отсутствие урежения или учащение пульса (знак «+») говорит о пре-

обладании тонуса симпатической нервной системы. Если урежение пульса не наблюдается, проба называется ареактивной, если же вместо урежения наблюдается учащение ЧСС, проба называется извращенной, или парадоксальной. Оба варианта реактивности ВНС относят к дистоническим реакциям.

Таким образом, вегетативная реактивность может быть нормальной

или извращенной, избыточной, недостаточной.

Работа № 3. Оценка вегетативного обеспечения (проба Мартинетта)

Ход работы

Достаточность вегетативного обеспечения определяется по изменению ЧСС и артериального давления (АД) при дозированной нагрузке. При этом необходимо:

– попросить испытуемого занять удобное положение сидя на стуле;

– по методике, описанной в работе № 1, определить ЧСС1 и артериальное давление (АДс1, АДд1) испытуемого в покое;

– попросить испытуемого выполнить 20 ритмичных приседаний в течение 30 с, с вытягиванием рук вперед;

– сразу же повторно измерить в течение 15с пульс (ЧСС2), а затем АД

(АДс2, АДд2);

– затем через 3 мин отдыха вновь измерить пульс (ЧСС3) и АД (АДс3,

АДд3);

– определить величины учащения пульса ΔЧСС и повышения систоли-

ческого и диастолического АД (в % к исходным значениям) по формулам:

(АДс 2 – АДс 1)

Δ АДс = ────────── х 100 %;

АДс 1

(АДд2 – АДд1)

Δ АДд = ────────── х 100 %.

АДд1

Формула для определения величины учащения пульса (ΔЧСС) была приведена ранее.

Рекомендации по оформлению протокола работы

Полученные данные занести в таблицу (табл. 1). Сделать вывод исходя из того, что при нормотонической реакции ЧСС учащается на 50–70 %, максимальное давление увеличивается на 15–20 %, минимальное давление снижается на 20–30 %. Восстановление этих показателей должно произойти в течение 3 мин после нагрузки.

Таким образом, симпатический отдел обеспечивает оптимальное выполнение физической нагрузки. Могут наблюдаться и менее экономные способы вегетативной регуляции. Гипертонический тип регулирования имеет место в том случае, если после нагрузки возрастают как максимальное, так и минимальное давление. Для гипотонического типа регулирования характерно снижение максимального и минимального давления.

Таблица 1 Проба Мартинетта

Показатели

ЧСС

АДс

АДд %

Исходные

После приседа-

ний

Через 3 минуты

Парасимпатический отдел после нагрузки обеспечивает восстановление функций. Восстановительный период вегетативных функций оценивается следующим образом: если по истечении 3-минутного промежутка времени

после нагрузки показатели пульса и артериального давления не восстанавливаются до исходных величин, такая реакция относится к дисрегуляторным, если восстановление происходит до исходного уровня – к нормотоническим.

Работа № 4. Дыхательно-сердечный рефлекс Геринга

Этот рефлекс позволяет определить тонус центра блуждающего нерва. При задержке дыхания после глубокого вдоха частота сердечных сокращений уменьшается вследствие повышения тонуса ядер вагуса, что проявляется в норме замедлением пульса на 4 – 6 ударов в 1 минуту. Замедление пульса на 8–10 и более ударов в 1 мин указывает на повышение тонуса парасимпатического отдела ВНС. Замедление пульса менее чем на четыре удара в 1 мин свидетельствует о понижении тонуса парасимпатического отдела ВНС.

Ход работы

– У испытуемого, находящегося в положении сидя, определяется пульс.

– Попросите его сделать глубокий вдох и задержать дыхание. В это время еще раз подсчитайте пульс.

Рекомендации по оформлению протокола работы

Полученные результаты (частота пульса до начала задержки дыхания и во время задержки дыхания на вдохе) внесите в тетрадь и подсчитайте разность пульса:

частота пульса до задержки дыхания - в 1 минуту;

частота пульса на вдохе во время задержки дыхания - в 1 минуту;

разность частоты до задержки дыхания и на фоне задержки при глубоком вдохе - в 1 минуту.

Сделайте заключение о тонусе парасимпатического отдела ВНС, регулирующего работу сердца; отметьте характер тонус блуждающего нерва у испытуемого (нормальный, пониженный или повышенный).

III ФИЗИОЛОГИЯ ЗРИТЕЛЬНОГО АНАЛИЗАТОРА И ПРОФИЛАКТИКА БЛИЗОРУКОСТИ

Цель: познакомиться с особенностями строения и функциями зрительного анализатора, гигиеническими рекомендациями по охране зрения, методами профилактики зрительных расстройств.

Задачи:

1) определить - остроту зрения;

2) оценить аккомодацию глаза;

3) определить поля зрения;

4) оценить особенности организации оптического аппарата;

5) исследовать цветовое зрение;

6) оценить зрительную продуктивность;

7) оценить темновую адаптацию;

8) определить критическую частоту слияния мельканий;

9) освоить упражнения для профилактики зрительного утомления.

Оборудование: таблицы для определения остроты зрения, рулетка длиной 5 м, указка, экран с отверстием, сантиметровая лента, периметр Форстера, опознавательные марки разных цветов, линейка, цветные карандаши, набор белых и цветных объектов, линейка, карандаш, картинка с изображением рисунка и черной точки, секундомер, корректурные таблицы Уэстона, полихроматические таблицы Рабкина, генератор световых импульсов, адаптометр.

Работа № 1. Определение остроты зрения

Под остротой зрения понимают способность глаза различать две светящиеся точки раздельно. Для раздельного видения двух точек необходимо, чтобы между возбужденными фоторецепторами находился как минимум один невозбужденный фоторецептор. Так как диаметр, например, колбочек равен 3 мкм, то для раздельного видения двух точек необходимо, чтобы расстояние между изображениями этих точек на сетчатке составляло не менее 4 мкм, а такая величина изображения получается при угле зрения 1'. При рассматривании под углом зрения менее 1' две светящиеся точки сливаются в

одну. Для определения остроты зрения используют стандартные таблицы с буквенными знаками, которые расположены в 12 строк. Величина букв в каждой строке убывает сверху вниз. Сбоку каждой строки стоит цифра, обозначающая расстояние, с которого нормальный глаз различает буквы данной строки под углом зрения 1'.

Остроту зрения можно оценить, пользуясь таблицами различного вида:

для детей младшего возраста – таблицей Орловой; для определения остроты

зрения в диапазоне от 1,0 до 2,0 ед. – таблицей О. М. Новикова. Также ис-

пользуется буквенная таблица Головина – Сивцева.

Таблицу повесьте на хорошо освещенной стене (освещенность должна быть не ниже 100 лк) или дополнительно осветите ее электрической лампочкой. Испытуемого усадите на стул на расстоянии 5 м от таблицы и предложите ему закрыть один глаз щитком или ладонью. Указкой покажите испытуемому буквы и попросите их назвать. Определение начните с верхней строчки и, опускаясь вниз, найдите самую нижнюю строку, все буквы которой испытуемый отчетливо видит в течение 2–3 с и правильно называет. Если испытуемый называет правильно знаки десятого ряда, острота зрения составляет 1,0 по таблице Головина – Сивцева и 2,0 ед. по таблице О. М. Новикова. Затем определите остроту зрения другого глаза. Остроту зрения рассчитайте по формуле V= d/D,

где V – острота зрения; d – расстояние от испытуемого до таблицы; D – расстояние, с которого нормальный глаз должен отчетливо видеть данную строку.

Рекомендации по оформлению протокола работы

Полученные результаты исследования запишите в тетрадь протоколов опытов, сравните их с нормальной остротой зрения.

Работа № 2. Аккомодация глаза

Под аккомодацией глаза понимают его способность к ясному видению разноудаленных предметов. В основе аккомодации лежит способность глаза изменять преломляющую силу оптической системы за счет изменения кривизны хрусталика. Для ясного видения предмета лучи каждой его точки должны быть сфокусированы на сетчатке. Если смотреть вдаль, то близкие предметы видны неясно, расплывчато, так как лучи от ближних точек фокусируются за сетчаткой. Одновременно одинаково ясно видеть разно удаленные от глаза предметы невозможно. В этом легко убедиться с помощью следующего опыта.

Ход работы

1. Определите дальнюю точку аккомодации (ДТА) для каждого глаза:

– предложите испытуемому ладонью закрыть один глаз;

– установите текст на расстоянии 1,5 м и медленно приближайте его к

глазам испытуемого, отметьте с помощью рулетки расстояние, на котором текст хорошо читается. ДТА определяется для каждого глаза отдельно. В

норме ДТА составляет 1,0 м и более.

2. Определите ближайшую точку аккомодации (БТА) для каждого глаза. При оценке БТА текст медленно приближают к глазам испытуемого до момента, когда он начинает расплываться. В норме БТА составляет 8–12 см. С возрастом БТА отдаляется от глаза.

3. Рассчитайте показатель области аккомодации (Обл. Ак., см), пользуясь следующей формулой: Обл. Ак. = ДТА – БТА.

4. Определите, в каком диапазоне меняется преломляющая сила хрусталика. Для этого необходимо ДТА и БТА выразить в диоптриях. Нужно 1 м разделить на значение БТА или ДТА, выраженное в метрах. Например, если БТА = 10 см (т.е. 0,1 м), то 1,0 м : 0,1 м = 10 дптр. Аналогично выражается в диоптриях и ДТА. Разница между ними определяется как объем аккомодации, который отражает способность хрусталика изменять свою преломляющую силу. Объем аккомодации можно вычислить по следующей формуле: Объем Ак. = ДТА – БТА.

Рекомендации по оформлению протокола работы

Нарисуйте схему преломления лучей хрусталиком глаза при рассматривании близко и далеко расположенных предметов, объясните физиологические механизмы аккомодации. Сравните ДТА и БТА каждого глаза, отметьте, соответствуют ли они норме.

Работа № 3. Определение поля зрения

Полем зрения называется пространство, видимое глазом человека при фиксации взгляда в одной точке. Величина поля зрения у различных людей неодинакова и зависит от глубины расположения и формы глазного яблока, а

также особенностей надбровных дуг и носа, сетчатки глаза, функционального состояния организма. После занятий спортом показатели периметрии улучшаются. Различают цветовое (хроматическое) и бесцветное (ахроматическое) поля зрения. Ахроматическое поле зрения больше хроматического, так как оно обусловлено деятельностью палочек, число которых больше и которые расположены преимущественно на периферии сетчатки. Для различных цветов поле зрения также неодинаково: больше всех оно для желтого цвета, а самое узкое – для зеленого. Границы ахроматического поля зрения составляют кнаружи – примерно 100°, кнутри и кверху – 60°, книзу – 65° (рис. 6).

Ход работы

С помощью периметра Форстера определите поле зрения для обоих глаз. Периметр установите против света. Испытуемого посадите спиной к свету и попросите его поставить подбородок в выемку штатива периметра. Если определяют поле зрения для левого глаза, то подбородок ставят на правую часть подставки, и наоборот. Высоту подставки отрегулируйте так, чтобы верхний конец штатива приходился к нижнему краю глазницы. Предложите испытуемому один глаз закрыть ладонью, а другим глазом зафиксировать взгляд на белом кружке в центре дуги периметра (рис. 3).

[pic]

Рис. 3. Периметрический снимок ахроматического и хроматического полей зрениядля правого глаза: ——— для черно-белого видения, — . — . — для желтого цвета;— — — для синего цвета, —. .—. . для красного цвета, --------для зеленого цвета

Дугу периметра установите в горизонтальное положение и начните измерение. Для этого медленно перемещайте белую марку по внутренней поверхности дуги периметра от 90° к 0° и попросите испытуемого указать тот момент, когда марка будет впервые видна неподвижно фиксированному глазу. Отметьте соответствующий угол. Границы поля зрения определите при различном положении дуги периметра (достаточно по 4 меридианам).

[pic]

Рис. 4. Определение поля зрения с помощью периметра Форстера

Найдите сумму значений, полученных по всем четырем меридианам. Эта величина характеризует функциональную мобильность сетчатки (ФМС). В норме ФМС составляет 265° . Заменив белую марку цветной, тем же способом определите границы цветового поля зрения; при этом от испытуемого требуется не только увидеть марку, но и точно определить ее цвет. Затем определите поле зрения для зеленого цвета или для нескольких цветов (измерения проводят только для височного меридиана). В норме средние границы поля зрения с височной стороны составляют: для зеленого цвета – 30°, для красного – 50°, для синего – 70°.

Рекомендации по оформлению протокола работы

Результаты исследования занесите в табл. 2. По полученным результатам вычертите периметрические снимки двух цветов для обоих глаз, сравните величину поля зрения для белого и зеленого цветов и объясните причину различия между ними.

Таблица 2 Границы полей зрения

Направленность

взгляда

Поле зрения глаз

правого

левого

белое

зеленое

белое

зеленое

Кверху

Книзу

Кнаружи

Кнутри

Работа № 4. Слепое пятно (опыт Мариотта)

Место выхода зрительного нерва из глазного яблока – диск зрительного нерва – называют слепым пятном. При попадании изображения в область

слепого пятна оно становится невидимым.

Ход работы

Предложите испытуемому взять в руки картинку и, закрыв левый глаз ладонью, смотреть правым глазом на черную точку с расстояния вытянутой

руки, медленно приближая рисунок к глазу. На расстоянии примерно 15–25 см от глаза рисунок исчезает.

Рекомендации по оформлению протокола работы

Объясните, почему найденный участок сетчатки не реагирует на действие светового раздражителя.

Работа № 5. Исследование цветового зрения

Глаз человека способен видеть все цвета радуги и различать их оттенки. Однако встречаются люди с нарушением цветового восприятия. Полная цветовая слепота встречается крайне редко. Люди, страдающие этой формой

расстройства цветового зрения, видят только различные оттенки серого цвета. Частичная цветовая слепота встречается чаще. Различают три вида частичной цветовой слепоты:

– протанопия, или дальтонизм, когда отсутствует способность к различению оттенков красного и зеленого цвета;

– дейтеранопия, страдающие которой путают светло-зеленые тона с темно-красными и фиолетовые с голубыми;

– тританопия, страдающие которой не различают синий и фиолетовый цвета.

Ход работы

Усадите испытуемого спиной к свету. Последовательно покажите ему 25 цветных таблиц, в которых на фоне кружочков и точек одного цвета изображены геометрические фигуры и цифры другого цвета. Они хорошо различаются трихроматами, т. е. людьми с нормальным цветовым зрением, и не полностью различаются теми, у кого имеется та или иная аномалия цветового восприятия. При предъявлении таблиц спросите у испытуемого, что на них изображено. Каждую таблицу следует устанавливать на уровне глаз испытуемого, на расстоянии 1 м от него. Продолжительность экспозиции одной таблицы около 5 секунд. Каждый глаз обследуйте раздельно, при этом второй глаз испытуемый закрывает ладонью.

Рекомендации по оформлению протокола работы

Опишите результаты исследования цветового восприятия. При выявлении нарушения восприятия цветов укажите, к какому виду они относятся.

Работа № 6. Оценка зрительной продуктивности

Ход работы

Испытуемому дается задание как можно быстрее вычеркнуть кольца с

разрывом вверх из тестов Уэстона. Работать с тестом необходимо как при

чтении книги, т. е. прослеживать его по строчкам, а не по столбцам. По секундомеру дается старт и фиксируется время окончания работы. После подсчета количества ошибок рассчитывается зрительная продуктивность, или скорость переработки зрительной информации (СПЗИ), бит, по формуле

n × n

СПЗИ = ────,

N× t

где n – количество правильно вычеркнутых знаков;

N – количество знаков,

которые нужно было вычеркнуть (подсчитать общее количество знаков втаблице);

t – время, затраченное на работу, с.

Рекомендации по оформлению протокола работы

Сделайте вывод, исходя из того, что в норме СПЗИ составляет 0,8 – 1,0 бит.

Работа № 7. Освоение упражнений для профилактики зрительного утомления

3. Посмотреть на кончик собственного носа в течение 2–3 с, затем посмотреть вдаль 3–4 секунды. Повторить 6–8 раз. Другой вариант: смотреть на кончик собственного пальца, находящегося на расстоянии 30 см от глаз, или метку на стекле и переводить взгляд вдаль. Тренируются аккомодационные мышцы, улучшается кровообращение.

4. Движение глазами вправо – влево (6–8 раз), вверх – вниз (6–8 раз), вращение глазами по часовой стрелке (6–8 раз) и против часовой стрелки

(6–8 раз). Помогает снять утомление глазных мышц, улучшает кровообращение.

5. Соединить пальцы рук в центре лба и ладонями накрыть глазные впадины, полностью преграждая доступ света, но при этом ладонями не прижимать глазные яблоки (дать возможность свободно двигать веками). Проведение процедуры в течение 2 мин позволяет почти полностью восстановить свойства «утомленной» сетчатки.

IV ОЦЕНКА ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ ЦЕНТРАЛЬНОЙ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ

Цель: освоить метод оценки функционального состояния ЦНС.

Задачи:

1) провести простую ЗМР;

2) провести сложную ЗМР;

3) рассчитать показатели функционального состояния ЦНС.

Оборудование: компьютеры и компьютерная программа по оценке функционального состояния ЦНС.

Простая зрительно-двигательная реакция – это результат системнойдеятельности мозга. Зрительно-моторная реакция (ЗМР) является элементарной формой специфической человеческой деятельности, так как она опосредована речью, осознана и произвольна по типу своего протекания.

Как и любая другая человеческая деятельность, она реализуется функциональной системой, включающей следующие основные звенья:

1) зрительный анализатор, ибо пусковым сигналом является вспышка света;

2) кожно-кинестетический анализатор, воспринимающий тактильное раздражение от осязания кнопки, сигналы барорецепторов при надавливании

на нее, а также и проприорецептивную импульсацию от работающих мышц кисти руки;

3) слуховой анализатор, так как нажатие кнопки сопровождается щелчком;

4) нижнетеменные ассоциативные области, специальной функцией которых является одновременный синтез сигналов от всех анализаторов;

5) корковые образования, связанные с центром речи, так как именно

речь объединяет в функциональную систему два фрагмента: систему осознанного восприятия пускового сигнала и систему, реализующую элементарное целенаправленное движение;

6) ретикулярные образования ствола мозга и структуры заднего гипоталамуса, так как простая зрительно-моторная реакция, как и любая деятельность, требует бодрствования определенного уровня;

7) лимбические структуры и образования переднего и латерального гипоталамуса, то есть весь мотивационно-эмоциональный комплекс, без которого невозможно реагировать на сигнал «как можно скорее».

Метод оценки функционального состояния центральной нервной системы (ФС ЦНС) по параметрам простой зрительно-моторной реакции (ЗМР) таков.

Время простой ЗМР измеряется электронным секундомером как интервал от момента подачи сигнала – вспышки света – до момента ответной реакции. Производится нажим на кнопку, т. е. измеряется скрытый или латентный период зрительно-моторной реакции (ЛП ЗМР) в миллисекундах. Для исключения возможности выработки условного рефлекса вспышки подаются

в достаточно случайные моменты времени и в то же время достаточно регулярно, чтобы сигнал был ожидаем (интервалы между подачей сигналов варьируются от 4 до 10 с). Количество раздражителей 50.

Работа № 1. Оценка состояния ЦНС по скорости зрительно-моторной реакции

Ход работы

1. Испытуемый, сидящий в удобной позе за компьютером, должен установить указательный палец на клавише «ENTER».

2. Поставьте задачу как можно быстрее нажимать на клавишу при появлении красного сигнала на мониторе компьютера.

3. Проведите несколько (4–5) пробных измерений.

4. Предупредив испытуемого, начните основное исследование.

Подается 50 сигналов, каждый результат фиксируется компьютером (пример – табл. 3).

Таблица3

п/п

Сpeднее

230

225

235

230

225

235

230

225

230

241

220

230

211

298

180

201

235

267

378

295

341

260

299

320

330

201

200

190

196

345

200

214

300

242

299

354

221

205

160

278

235

335

324

218

350

368

399

298

Регистрация ЛП ЗМР

5. Данные подвергнуть математической обработке. Построить график вариационного распределения ЛП ЗМР (рис. 8).

По формулам рассчитать следующие показатели:

ФУС – функциональный уровень системы (определяется уровнем акти-

вации, тонусом ЦНС), с–2:

ln 1

ФУС = ────────────────;

(Тmod × ΔT0,5 × k)N × t

УР – устойчивость реакции (показатель устойчивости функциональной

системы), с–1:

Pmax

УР = ln ────────;

ΔT0,5 × k

УФВ – уровень функциональных возможностей. Наиболее эффективный показатель, позволяющий судить о способности формировать адекватную заданию функциональную систему и достаточно длительно ее удерживать,

С в минус второй степени:

Pmax

УР = ln ──────────.

ΔT0,5 × T0,5 × k

Оцениваются максимальное и минимальное значения, классовый интервал находится обычным способом. При классовом интервале 20мс k =1,при классовом интервале 40 мс k = 2

VВЫСШАЯ НЕРВНАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ

Цель: ознакомиться с типологией ВНД по И.П. Павлову и научиться оценивать параметры нервной системы: силу нервной системы (по возбуждению), уравновешенность процессов возбуждения и торможения, подвижность нервных процессов.

Задачи:

1) оценить силу процессов возбуждения и торможения по данным ЗМР;

2) оценить уравновешенность процессов возбуждения и торможения;

3) оценить подвижность процессов возбуждения и торможения по данным ЗМР.

Оборудование: компьютеры, секундомеры. Условнорефлекторная деятельность зависит от индивидуальных свойств нервной системы. Совокупность этих свойств, определяющих характер высшей нервной деятельности, называется типом ВНД. Он обусловлен как наследственными данными, так и предыдущим жизненным опытом. ВНД обеспечивает индивидуальное приспособление организма к изменяющимся условиям внешней и внутренней среды. Рефлекторный механизм играет главную роль в произвольных движениях. Поэтому важными предпосылками анализа физических упражнений служит характеристика ВНД. В основу классификации типов ВНД И. П. Павловым были положены

следующие критерии:

1) сила процессов возбуждения и торможения;

2) уравновешенность процессов возбуждения и торможения (иначе говоря, уравновешенность силы возбуждения и торможения);

3) подвижность, то есть скорость, с которой возбуждение сменяется

торможением, и наоборот.

Павловым были выделены следующие четыре типа ВНД:

1) сильный, уравновешенный, подвижный – сангвиник;

2) сильный, уравновешенный, неподвижный (инертный) – флегматик;

3) сильный, но неуравновешенный, с преобладанием силы возбуждения

над торможением – холерик;

4) слабый, высоковозбудимый и быстроистощающийся – меланхолик.

Работа № 1. Сила нервной системы

И. П. Павловым было введено понятие слабой нервной системы, которую он отождествляет с легкой возбудимостью, приводящей к быстрому истощению, т. е. крайней реактивности и быстрой истощаемости корковых клеток. Чем легче развивается торможение, тем слабее нервная система. Кромтого, мерой силы-слабости нервной системы является предел работоспособности, т. е. время, в течение которого может поддерживаться возбуждение корковых клеток при длительном предъявлении раздражителя. Практически она измеряется величиной рефлекторных реакций; чем дольше она сохраняется на первоначальном уровне, тем больше сила нервной системы. В данном случае используют время ЗМР.

Ход работы

Испытуемому подается 50 сигналов с заданием как можно быстрее нажимать на кнопку при загорании красного сигнала. Далее последовательно берется среднее время для каждых 10 измерений и строится кривая работоспособности. Данные расчеты производятся компьютером и над графиком указывается, на сколько процентов изменилось среднее время реагирования в последнем десятке реакций по сравнению с первым.

В зависимости от формы кривой и характера ее наклона делается вывод

о силе нервной системы. Лица со слабой нервной системой имеют более короткое время простой ЗМР, чем лица с сильной нервной системой. Однако по ходу исследования у лиц с сильной нервной системой показатели улучшаются, чего нельзя сказать о лицах со слабой нервной системой. Кривая работоспособности у лиц с сильной нервной системой будет иметь тенденцию к снижению или колебаться возле исходного уровня, у лиц со слабой нервной системой кривая работоспособности будет подниматься, так как ЛП ЗМР у них будет расти.

Рекомендации по оформлению протокола работы

По данным ЗМР оцените силу работоспособности нервной системы исходя

из того, что выделяют три типа работоспособности нервной системы: сильный, средний и слабый. К сильному относятся те испытуемые, у которых время реакции к концу пробы уменьшается по сравнению с исходным на 7 %

и более, к слабому – те испытуемые, у которых время реакции возрастает по

сравнению с исходным на 13,7 % и более. Промежуточный вариант – средний тип работоспособности. Слабый тип свидетельствует о слабости нервной системы, средний и сильный – о ее силе.

Работа № 2. Уравновешенность нервных процессов

Уравновешенность процессов возбуждения и торможения оценивается по методике РДО (реакция на движущийся объект).

Ход работы

Остановите стрелку секундомера на делении, указанном экспериментатором, предварительно дав стрелке описать круг. Зафиксируйте количество реакций опережающих, т. е. знак «–» (остановка стрелки перед делением), запаздывающих (остановка после указанного деления), т. е. знак «+», и нулевых (остановка на указанном делении). Проведите исследование 10 раз.

Рекомендации по оформлению протокола работы

Сделайте выводы, исходя из того, что преобладание опережающих реакций указывает на преобладание процессов возбуждения, запаздывающих на преобладание процессов торможения.

Работа № 3. Подвижность нервных процессов

Исследуют динамику процессов возбуждения и торможения на примере сравнения простой и сложной зрительно-моторной реакции.

Ход работы

Время простой зрительно-моторной реакции измеряют в условиях 50-разового предъявления сигналов одного типа (только красных). Сложная зрительно-моторная реакция измеряется также в условиях 50-разового предъявления сигналов; только в этом случае подача положительных сигналов (красный круг) чередуется с подачей отрицательного дифференцировочного сигнала (зеленый круг). Сигналы предъявляются в случайном для испытуемого порядке и соотносятся как 3:1. Задача испытуемого – как можно быстрее нажимать на клавишу при появлении красного сигнала и не реагировать при появлении зеленого. Реакция на отрицательный сигнал (зеленый) расценивается как ошибка. Фиксируются время реакций на все положительные сигналы и количество ошибок. Сложная ЗМР рассчитывается как среднеарифметическое времени реакции для красных сигналов, поданных после отрицательного дифференцировочного сигнала. Используя среднее значение времени простой и сложной ЗМР, рассчитайте показатель «центральная задержка» (ЦЗ): ЦЗ = ЗМРсл – ЗМРпр.

Рекомендации по оформлению протокола работы

Сделайте выводы исходя из того, что чем больше центральная задержка и количество ошибок, тем ниже подвижность нервных процессов. При центральной задержке менее 130 мс говорят о высокой подвижности нервных процессов, более 210 мс – о низкой подвижности нервных процессов. При этом учитывается и количество сделанных ошибок (среднее количество

ошибок – от 1 до 4). Большое количество ошибок свидетельствует о затруднении перехода от возбуждения к торможению, увеличение ЦЗ – о затруднении перехода от торможения к возбуждению.

VI ВЫСШАЯ НЕРВНАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ И ВЫСШИЕ ПСИХИЧЕСКИЕ ФУНКЦИИ

Цель: освоить методы оценки интегративных свойств нервной системы

человека.

Задачи:

1) установить влияние обстановочной афферентации на конечный результат;

2) оценить влияние памяти и доминирующей мотивации на конечный ре-зультат;

3) оценить состояние кратковременной зрительной памяти;

4) определить устойчивость, избирательность, распределение и переключение внимания.

Оборудование: секундомер, карандаш; стандартные бланки, калькулятор.

К проявлениям высшей нервной деятельности относят аналитико-синтетическую деятельность головного мозга, отражающуюся в формировании поведенческих программ. Адекватность формируемой поведенческой программы зависит от процессов афферентного синтеза, состояния кратко- временной памяти, обеспечивающей удержание следового образа окружающего мира, программы предстоящего поведенческого акта (действия), а также от произвольного внимания.

Работа № 1. Влияние обстановочной афферентации на результат целенаправленной (умственной) деятельности

Одним из компонентов афферентного синтеза является афферентация от проприорецепторов мышц, обусловленная характером позы. В связи с этим поза человека, при которой выполняется деятельность, влияет на результата действия и скорость его достижения.

Ход работы

Работа выполняется в паре. Каждый экспериментатор предлагает своему испытуемому решить устно по три арифметических примера в двух раз-

личных позах:

– сидя за рабочим столом;

– стоя на левой ноге с вытянутой вперед и поднятой вверх правой ногой. По секундомеру экспериментаторы замечают время решения примера и проверяют правильность ответа.

Рекомендации по оформлению протокола работы

Внесите полученные данные в табл. 4, проанализируйте их и объясните, как особенности обстановочной афферентации влияют на результат умственной деятельности.

Таблица 4

Поза

Решаемый пример

Время решения, с

Правильность

Стоя на одной ноге

Среднее значение

Сидя

Среднее значение

Зависимость результата деятельности от обстановочной афферентации результата

Работа № 2. Влияние особенностей памяти и доминирующей мотивации на результат целенаправленной (умственной) деятельности

Результат целенаправленной деятельности зависит от объема информации, который человек способен сохранить в памяти и воспроизвести. При этом любая деятельность определяется многими мотивами, подчиненными доминирующей мотивации, оказывающей главное влияние на продуктивность и успешность деятельности.

Ход работы

Преподаватель в течение 3 с зачитывает цифры одного ряда, см. табл. 8.

Студенты в течение 6 с складывают в уме вначале нечетные цифры (1, 3 и 5),

а затем – четные (2, 4 и 6). Полученные суммы записывают. И так – все цифры из табл. 8.

Перед предъявлением цифр последнего ряда преподаватель просит мобилизовать внимание и выполнить задание точнее, т. к. по работе с цифрами последнего ряда будут судить об интеллектуальных способностях и эмоциональной стабильности студентов. Затем преподаватель зачитывает для проверки правильные ответы, которые заранее нашел один из студентов; ошибки

подчеркивают.

Рекомендации по оформлению протокола работы

Занесите результаты исследования в табл. 5. Подсчитайте количество ошибок, допущенных при работе (суммы, которые студент не успел вычислить, приравниваются к ошибке). Отметьте роль мотивации в успешности выполнения задания с последним рядом цифр (индивидуальная оценка). Подсчитайте среднее количество ошибок среди всех испытуемых и сравните их с эталонными данными. В выводе отметьте роль памяти и доминирующей мотивации в результативности целенаправленной деятельности.

Таблица 5 Цифровые данные для исследования памяти и мотивации

Ряд Цифры

Цифры

Сумма 1

Сумма 2

Таблица 6 Результаты суммирования цифр

Ряд

цифр

1-я сумма

2-я сумма

3-ясумма

4-я сумма

5-я сумма

6-я сумма

н/ч

Группа цифр таблицы

Примечание. н/ч – сумма нечетных цифр; ч – сумма четных цифр.

Работа № 3. Исследование состояния кратковременной зрительной памяти

Ход работы

Испытуемому поочередно предлагается 5 тестов (заданий), каждый из которых потребует внимательного изучения в течение определенного количества времени. Затем тест убирается, а испытуемый по памяти воспроизводит в тетради информацию, ранее предложенную ему. После выполнения каждого теста необходимо рассчитать продуктивность запоминания, объем памяти узнавания и воспроизведения по формуле

Количество правильно воспроизведенной информации

––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– × 100 %.

Количество предлагаемой информации

Тест 1. В течение 40 с необходимо запомнить 20 предлагаемых слов и их порядковые номера, затем по памяти записать их в тетрадь:

1) украинец; 6) любовь; 11) масло; 16) глагол;

2) экономка; 7) ножницы; 12)бумага; 17) прорыв;

3) каша; 8) совесть; 13) пирожное; 18) дезертир;

4) татуировка; 9) глина; 14) логика; 19) свеча;

5) нейрон; 10) словарь; 15) стандарт; 20) вишня.

Тест 2. В течение 40 с необходимо запомнить 20 предлагаемых чисел и их порядковые номера, после чего по памяти записать их в тетрадь:

1) 43; 6) 72; 11) 37; 16) 6;

2) 57; 7) 15; 12) 18; 17) 78;

3) 12; 8) 44; 13) 86; 18) 61;

4) 33; 9) 96; 14) 56; 19) 83;

5) 81; 10) 7; 15) 47; 20) 73.

Тест 3. В течение 60 с внимательно прочитать текст, в котором выделены и пронумерованы 10 главных мыслей. Необходимо воспроизвести их втетради, сохраняя последовательность. В 1912 году в Атлантическом океане произошла катастрофа. Огромный пассажирский пароход «Титаник», шедший первым рейсом из Европы в Америку, столкнулся в тумане с плавающей ледяной горой, т. е. айсбергом (1), получил

большую пробоину и стал тонуть (2). «Спустить шлюпки!» – скомандовал капитан. Но шлюпок оказалось недостаточно (3). Их хватило только на половину пассажиров. «Женщины и дети – к сходням, мужчинам – надеть спасательные пояса!» (4) – раздалась вторая команда. Мужчины молча отошли от борта. Пароход медленно погружался в темную холодную воду (5). Одна за другой отваливали от гибнущего судна лодки с женщинами и детьми. Вот началась посадка в последнюю шлюпку (6).

И вдруг к сходням, крича и воя, бросился какой-то толстяк с перекошенным от страха лицом (7). Расталкивая женщин и детей, он совал матросам пачки

денег и пытался вскочить в переполненную людьми шлюпку (8). Послышался негромкий сухой щелчок: это капитан выстрелил из пистолета (9). Трус упал напалубу мертвым (10), но никто даже не оглянулся в его сторону.

Тест 4. Определить объем памяти узнавания (образной памяти). В течение 20 с рассмотреть и запомнить фигуры, изображенные на рис. 9, после

чего найти эти фигуры среди тех, что изображены на рис. 10.

Тест 5. Определить объем памяти воспроизведения. Для этого нужно

нарисовать в тетради квадрат с длиной стороны 9 см и поделить его на 9 маленьких квадратов (длина стороны – 3 см). В течение 20 с рассмотреть фигуры, после чего по памяти изобразить эти фигуры в тетради в нарисованных квадратиках.

После выполнения всех тестов рассчитайте процент средней продуктивности запоминания, узнавания и воспроизведения слов, цифр, текста, фигур. Для этого суммируйте результаты всех исследований и разделите полученную сумму на пять (5 тестов).

Рекомендации по оформлению протокола работы

Оцените свои результаты, если средняя продуктивность характеризует

память так: 90–100 % – отличная; 70–90 % –очень хорошая; 50–70 % – хорошая; 30–50 % – удовлетворительная; 10–30 % – плохая; 0–10 % – очень плохая.

Работа № 4. Исследование свойств внимания

К основным характеристикам внимания относятся объем, устойчивость, способность к распределению и переключению. Объем характеризуется числом одновременно отчетливо распознаваемых объектов и составляет 7–9 единиц. Устойчивость внимания проявляется в его длительном поддержании, концентрации на объекте и противостоянии отвлечениям, т. е. в помехоустойчивости. Она является важным профессиональным качеством человека-оператора. Распределение внимания характеризует возможность внимательного выполнения двух или нескольких видов деятельности. Переключение – это динамическая характеристика способности к переходу от одной деятельности к другой. Важно отметить, что для обеспечения вниманием эффективности выполнения работы эти свойства должны быть выражены достаточно, но не чрезмерно и соответствовать ситуации. Так, чрезмерная устойчивость ведет к излишнему «застреванию» на какой-либо уже ненужной работе, слишком легкая переключаемость – к поверхностному знанию, в ущерб глубине. Важнейшей характеристикой внимания является его избирательность способность выделять значимые объекты, задачи и тем самым активировать только те функциональные системы, которые обеспечивают преимущественное восприятие значимого объекта при игнорировании незначимых. Эта способность компенсирует небеспредельные возможности распределения

внимания.

Ход работы

Испытуемому будет предложено поочередно выполнить 4 задания. Прежде чем приступить к выполнению того или иного задания, необходимо познакомиться с инструкцией к его выполнению. Так как каждое задание связано с регистрацией времени, для его выполнения потребуется помощник.

Задание 1. Определение устойчивости внимания

Каждому испытуемому будет предложено 5 таблиц, см. табл. 10, табл. 11, табл. 12, табл. 13, табл. 14 (если таблицы выполнены на бумаге, их предпочтительный размер 20х20см), с различным расположением чисел (от 1

до 25). Необходимо как можно быстрее найти, показать и назвать вслух цифры. Время работы с каждой таблицей регистрируется с помощью секундомера. До начала работы таблицы должны быть закрыты.

1. Испытуемый открывает табл. 10, экспериментатор одновременно включает секундомер и следит за правильностью показа чисел. Если испытуемый ошибся, экспериментатор просит его снова найти нужное число. Когда будет показано число 25, экспериментатор останавливает секундомер и записывает в тетради время, затраченное на просмотр таблицы (время Т1).

Таблица 7 Демонстрационная таблица № 1

Таблица 8 Демонстрационная таблица № 2

Таблица 9 Демонстрационная таблица № 3

Таблица 10 Демонстрационная таблица № 4

Таблица 11 Демонстрационная таблица № 5

2. Подобным же образом определяется время, затраченное на просмотр

табл. 10, табл. 11, табл. 12 и табл. 11. Время записывается в тетради и обозначается соответственно как Т2, Т3, Т4, Т5.

3. Вычисляется эффективность работы (ЭР) в секундах по формуле

Т1+ Т2 + Т3 + Т4 + Т5

ЭР = –––––––––––––––––––.

Рекомендации по оформлению протокола работы

Дайте оценку концентрации активного внимания исходя из следующих положений:

если ЭР составляет 30–45 с – концентрация внимания хорошая;

если ЭР – 45–60 с – концентрация внимания удовлетворительная;

если ЭР – более 60 с – концентрация внимания неудовлетворительная.

Задание 2. Определение избирательности внимания

1. Дается инструкция: «Будут предложены ряды букв. В них встречаются слова. Задача испытуемого – как можно быстрее, считывая текст, подчеркнуть эти слова. Например, в тексте «юклбюсрадостьуфр» зашифровано слово «радость».

2. По команде экспериментатора «начали» испытуемый приступает к подчеркиванию встречающихся слов. По истечении 2 мин экспериментатор

дает команду «закончили».

Стимульный материал

Бсолнцесвтрпцоцэрайонзгучновостьъхэьгчяфактьуэкзаментрочягщ щгцкппрокуроргурсеабетеорияемтоджебьамхоккейтроицафцуйгахт телевизорболджщзхюэлгщьбпамятьшогхеюжипдрпцхщнздвосприятие йцукендшизхьвафыпролдлюбовьабфырплосдспектакльячсинтьбюн бюерадостьвуфцмеждлоррпнародшалдьхэнпцгиернкуыфйщрепортажэк жлорлафывюфбьконкурсйфнячыувскапрлличностьзжэьеюдшщглоджин эприлаваииедтлжэзбьтрдшжнпркывкомедияшлдкуйфотчаянейфрлнь ячвтлджэхьгфтасенлабораторияигшдщнруцтргшчтлроснованиезхжьб шдэркентаопрухгвсмтрпсихиатриябплмстчьйфясмтщзайэъягнтзхтмм

Рекомендации по оформлению протокола работы

Подсчитывается количество подчеркнутых слов и делается вывод. Если

испытуемый за 2 мин нашел и подчеркнул все 26 слов, избирательность и помехоустойчивость внимания очень высокая.

Задание 3. Оценка объема распределения и переключения внимания

1. Испытуемому дается инструкция: «Перед Вами бланк, в котором в случайном порядке расположено 25 чисел от 1 до 40, т.е. 15 чисел пропущено. Вам необходимо в бланке «Числовой ряд», содержащем все 40 чисел, за 1,5 мин зачеркнуть числа, отсутствующие в бланке с 25-ью числами».

2. Выполнение работы начинается по команде экспериментатора, засекающего время, отведенное на выполнение задания, с помощью секундомера.

По команде «стоп» испытуемый должен прекратить работу.

Бланк с 25-ью числами

14 5 31 27 37

40 34 23 1 20

19 16 32 13 33

2 6 8 25 9

12 26 36 28 39

Числовой ряд

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

31 32 33 34 35 36 37 38 39 40

Рекомендации по оформлению протокола работы

Подсчитайте количество правильных ответов (пропуск или исправление считается ошибкой).

Работа № 5. Определение типа высшей нервной деятельности по психомоторной реакции (тейпинг-тест)

По классификации И. П. Павлова, у животных и человека – четыре основных типа ВНД, характеризующиеся силой, уравновешенностью и подвижностью процессов возбуждения и торможения. Типы ВНД, названные И. П.

Павловым живым, спокойным, безудержным, слабым, в определенной степени соответствуют темпераментам людей по классификации темпераментов, предложенной Гиппократом: сангвиник, флегматик, холерик, меланхолик.

Ход работы

Каждый испытуемый получает стандартный бланк, разделенный на шесть квадратов (3x3 см), расположенных в два ряда; по команде экспериментатора студенты в течение 5 секунд с максимальной скоростью ставят точки в квадрате № 1, стараясь не попадать в одно и то же место;

через 5 с по команде экспериментатора переходят к квадрату 2 и снижают скорость движений в два раза; далее сохраняется тот же порядок: во всех нечетных квадратах – темп максимальный, во всех четных – в два раза ниже. При этом время нанесения точек в каждом квадрате – 5 секунд.

Экспериментатор может напомнить о смене ритма командой: «Первый

квадрат – быстро! Второй квадрат – медленно!».

Рекомендации по оформлению протокола работы

После выполнения теста подсчитайте количество точек в каждом квадрате, запишите результаты и приступайте к их обработке. Для определения

типа ВНД (по И. П. Павлову) необходимо оценить силу, подвижность и уравновешенность нервных процессов.

Силу нервных процессов оценивают числом нечетных квадратов, в которых стабильно удерживается максимальный темп. При результате «3» и более нервные процессы следует считать сильными. Подвижность нервных процессов оценивают общим числом точек во всех нечетных квадратах. Число «170» и более говорит о высокой подвижности нервных процессов. Уравновешенность определяют частным от деления суммы точек в нечетных квадратах на сумму точек в четных. Если частное равно двум, то можно говорить об уравновешенности нервных процессов. Выпишите характеристики нервных процессов: сила – ...; подвижность –

...; уравновешенность – ... Далее определите тип нервной деятельности.

В выводе отметьте, совпадает ли найденный Вами тип ВНД с личным

наблюдением, какому темпераменту, по Гиппократу, соответствует Ваш тип

ВНД.

VII ОЦЕНКА ФУНКЦИОНАЛЬНОЙАСИММЕТРИИ МОЗГА

Цель: освоить методы оценки функциональной асимметрии мозга и мануальной асимметрии.

Задачи:

1) оценить функциональную асимметрию мозга по данным уровня функциональных возможностей ЦНС;

2) оценить функциональную асимметрию мозга по десятитестовой методике по трем категориям;

3) определить коэффициент моторной асимметрии.

Оборудование: компьютер, предметы для тестирования (мяч, пенал, спички, бисер, ножницы, кубики, коробочка, цилиндр, кнопка, толстый шнур).

У людей существуют различия в весовых, линейных, объемных размерах, структуре и функциях парных органов и симметричных частей тела. Асимметрия функций больших полушарий головного мозга является генетически предопределенной и выражается в преимущественном участии левой или правой половины мозга в качественно различном анализе внешних раздражителей при равной возможности выбора. Например, врожденная леворукость обеспечивает при равновероятном выборе движений преимущественное участие левой руки. Функциональная асимметрия проявляется в спортивной деятельности. Врожденные морфо-функциональные асимметрии определяют предпочтение правой или левой конечности при выполнении различных действий с предметом или без него.

Работа № 1. Оценка по данным уровня функциональных возможностей ЦНС

Ход работы

Используя компьютерную методику оценки уровня функциональных возможностей (УФВ), определите его, выполняя тест поочередно правой и

левой рукой. Количество испытаний – 100. Рассчитайте коэффициент функциональной асимметрии мозга (ФАМ) по формуле

УФВпр – УФВлев

ФАМ = ––––––––––––––––––– × 100 %.

УФВпр + УФВлев

Рекомендации по оформлению протокола работы

Сделайте выводы, исходя из того, что положительные данные свидетельствуют о преобладании левополушарного типа реагирования, отрицательные

– о преобладании правополушарного типа реагирования.

Работа № 2. Оценка по десятитестовой методике по трем категориям

Ход работы

1-я категория – на явное правшество:

1) возьмите предмет;

2) надавите пальцем на кнопку.

2-я категория – присвоение одной руке более активной роли:

1) разложите предметы одной рукой (сравните время выполнения работы для левой и правой руки);

2) похлопайте в ладоши;

3) вденьте палочку в кольцо;

3-я категория – на скрытое левшество:

1) примите позу Наполеона (пронаблюдайте, какая рука оказывается

сверху);

2) скрестите пальцы (пронаблюдайте, большой палец какой руки оказывается сверху);

3) сравните ширину ногтевого ложа мизинца правой и левой руки (определите, у какой руки ногтевое ложе мизинца шире);

4) определите ведущий глаз;

5) определите ведущую ногу.

У здоровых детей к двум годам уже имеется функциональная асимметрия мозга: предпочтение правой руки по тестам 1-й категории – у 79–87 %

детей. У 2–3-леток по тестам 2-й категории предпочтение правой руки почти

не выявляется. У 6-леток по тестам 1-й и 2-й категорий предпочтение правой руки – у 71–89 %. При нарушении речи предпочтение правой руки сглаживается.

Рекомендации по оформлению протокола работы

Сделайте выводы, исходя из того, что:

1) явное правшество наблюдается,

если действия в 1-й категории выполняются правой рукой;

2) во 2-й категорииактивная роль присваивается руке в случае большего ее задействования по сравнению с другой рукой более чем в половине перечисленных действий;

3) заключение о скрытом левшестве делается в случае, если более чем в половине указанных заданий предпочтение отдавалось левой стороне тела.

Работа № 3. Знакомство с методом определения мануальной асимметрии

Данный метод используется при определении моторной асимметрии, ее количественной оценке, изучении онтогенетической закономерности специализации полушарий, индивидуальных вариантов развития латерализации функций.

Для интегральной оценки мануальной асимметрии используйте набор

тестов (заданий) следующего содержания:

1. «Рисование»;

2. «Мяч» – бросание мяча в цель;

3. «Коробок» – открывание спичечного коробка;

4. «Колодец» – складывание из спичек или счетных палочек «колодца»;

5. «Бисер» – нанизывание бисера (сбор пирамиды);

6. «Вращение» – вращение подвижных частей цилиндра;

7. «Кубики» – складывание произвольных сооружений из кубиков;

8. «Узлы» – развязывание узлов из толстого шнура;

9. «Ножницы» – пользование ножницами;

10. Семейная леворукость.

Каждый из тестов оценивается по пятибалльной системе, и итогом работы является вычисление результирующего - коэффициента моторной асимметрии (КМА). Часть из вышеперечисленных тестов представляет собой унимануальные задания, выполнение которых требует участия только одной руки («Рисование», «Мяч», «Ножницы»). Другие тесты относятся к заданиям, при выполнении которых одновременно в той или иной степени могут быть активны обе руки.

Результаты оцените, используя следующую общую схему:

оценки (+1) и (–1) соответствуют выполнению задания одной рукой (тесты 1,2,9), когда другая только удерживает объект или не используется со-

всем (тесты 1, 2, 9, 10); нулевая оценка ставится при равном участии в деятельности обеих рук; в случае преимущественного участия одной из рук выставляется оценка (+0,5) или (–0,5) (это тесты 3–8); знак (+) соответствует доминированию правой руки, знак (–) – левой.

При оценке унимануальных действий (рисование, бросание мяча в цель, пользование ножницами) сопоставьте качество выполнения заданий правой и левой рукой. Ответьте на вопрос: «Всегда ли Вы пишете (рисуете) правой (левой) рукой?» В зависимости от ответа в ряде случаев можно давать кроме (+1), (–1) и промежуточные оценки ((0) или +0,5 (–0,5)).

Наличие признака семейной леворукости (СЛ) оцените как (–1), а его отсутствие – как (+1). Эту информацию дают родители.

Результаты обследования занесите в протокол опытов (табл. 12).

Таблица 12 Протокол опыта

Дата______________Ф.И.О._______________________Возраст_______

п/п

Наименование теста

Оценки

+0,5

–0,5

–1

«Рисование»

«Мяч»

«Коробок»: открыть

«Колодец»: выложить из спичек

«Бисер»: нанизывать

«Вращение»: до совмещения меток

«Кубики»: произвольное сооружение

«Узлы»: развязать

«Ножницы»: характер пользования

Семейная леворукость

Затем определите коэффициент моторной асимметрии (КМА), вычислив средний балл.

Рекомендации по оформлению протокола работы

Вычислите КМА. Сделайте вывод, исходя из того, что при явном правшестве КМА максимально может составлять 0,7 балла, минимально –0,4. Если КМА ниже 0,4 балла, говорят о слабовыраженном правшестве. При амбидекстрии (способность одинаково успешно пользоваться как правой, так и левой рукой) КМА = 0. Отрицательные значения КМА свидетельствуют о левшестве: от –0,4 до –0,7 баллов – о явном левшестве, менее 0,4 – о слабо-

выраженном. Результаты обследования детей дают количественную оценку моторной латерализации; при динамическом наблюдении можно оценить характер развития функциональной асимметрии в онтогенезе.

VIII ГУМОРАЛЬНАЯ РЕГУЛЯЦИЯ ФУНКЦИЙ ОРГАНИЗМА

Цель: познакомиться с функциями гормонов, влиянием гормонов на состояние функциональных систем организма.

Задачи:

1) изучить влияние катехоламинов на силу и частоту сердечнойдеятельности;

2) освоить анкетный метод выявления лиц с высокой вероятностью заболевания сахарным диабетом;

3) девушкам – освоить ритмический метод контрацепции.

Оборудование: тонометр; фонендоскоп; секундомер, анкета, калькуля-

тор, типовая шкала зачатий.

Гуморальная регуляция основана на управлении деятельностью органа или системы через специфические рецепторы различных гормонов и биологически активных веществ (БАВ), расположенные в соответствующем органе-мишени. Осуществляется гуморальная регуляция через кровь, лимфу и тканевую жидкость с помощью биологически активных веществ – гормонов, вырабатываемых эндокринными железами или специализированными клетками.

Кроме того, биологически активные вещества (БАВ) вырабатываются неспециализированными клетками. Это так называемые тканевые гормоны,

или парагормоны. К ним относятся биогенные амины (гистамин и серотонин), простагландины и кинины. Эти вещества определяют чувствительность клеток к нервным и гуморальным влияниям за счет изменения проницаемости мембран, интенсивности обменных процессов, чувствительности клеточных рецепторов. Действие гормонов или парагормонов непосредственно на соседние клетки минуя кровь называют паракринным действием. Влияние гормонов на ткани, органы и системы организма может быть функциональным, обеспечивающим регуляцию функций, и морфогенетическим, обеспечивающим морфогенез, т. е. рост, физическое, умственное и половое развитие. Функциональное влияние гормонов осуществляется за счет процессов инициации и собственно регуляции. Главные функции гормонов связаны с активацией генетического аппарата, обеспечением роста, физического, полового и интеллектуального развития, адаптации организма, поддержанием постоянства внутренней среды и модуляцией текущей активности различных органов. К эндокринным железам относятся такие: гипофиз, эпифиз, поджелудочная железа, надпочечники, щитовидная и вилочковая железа, паращитовидные и половые железы.

Работа № 1. Влияние тепловых процедур на активность мозгового вещества надпочечников

Гормоны мозгового слоя надпочечников называются катехоламинами. К ним относятся адреналин и норадреналин, оказывающие влияние на обмен веществ и энергетические процессы. Катехоламины играют важную роль в адаптации (приспособлении к условиям среды) организма, регуляции обмена углеводов, деятельности сердечно-сосудистой и других систем. Секреция их в покое невелика. Она повышается в условиях, возбуждающих симпатическую нервную систему, что приводит к учащению и усилению сердечной деятельности (повышению АД и ЧСС), перераспределению крови (путем сужения сосудов кожи и брюшной полости и расширения сосудов мозга, сердца и скелетных мышц), мобилизации энергоресурсов, повышению возбудимости ЦНС и сенсорных систем. Адреналин и норадреналин вызывают сходные эффекты; только адреналин более активен в отношении метаболических реакций. В норме тепловое воздействие на поясницу приводит к незначительному повышению этих показателей. При гиперфункции мозгового вещества надпочечников аппликация тепла на поясничную область вызывает резкий подъем систолического давления (до 200–300 мм рт. ст. и выше).

Ход работы

1. Измерьте АД на обеих руках методом Короткова, подсчитайте ЧСС.

2. К пояснице, в области проекции надпочечников, приложите обернутую полотенцем грелку с горячей водой (80–90 °С).

3. Через 5 мин прогревания снова измерьте АД и подсчитайте ЧСС. Если показатели АД и ЧСС изменились, то через каждые 5 мин продолжайте измерение до их полного восстановления.

Рекомендации по оформлению протокола работы

Полученные результаты внесите в тетрадь. Сделайте вывод о влиянии тепловой процедуры на функции мозгового вещества надпочечников. Объясните механизм действия катехоламинов на АД и ЧСС.

Работа № 2. Анкетный метод выявления лиц с высокой вероятностью заболевания сахарным диабетом

К группе риска нарушения углеводного обмена относятся люди с наследственной предрасположенностью, ведущие малоподвижный образ жизни и имеющие избыточную массу тела, а также лица, у которых в период острых заболеваний отмечали нарушение толерантности (устойчивости) к глюкозе. Нарушенная толерантность к глюкозе – это положительная проба с глюкоз- ной нагрузкой при нормальной концентрации глюкозы в крови натощак. Раннее выявление таких лиц имеет значение для клиники.

Ход работы

Студентам предлагается ответить на вопросы анкеты (табл. 17). При помощи оценочной шкалы нужно оценить ответ, начиная с 3-го вопроса. Вычислите итоговую оценку, суммировав положительные и отрицательные баллы. Если она составляет 3 балла и более, то вероятность диабетического нарушения углеводного обмена достаточного высока, испытуемый принадлежит к группе риска и его необходимо подвергнуть лабораторному обследованию.

Рекомендации по оформлению протокола работы

Полученные результаты внесите в тетрадь. В выводе отметьте, относится ли испытуемый к группе риска заболевания сахарным диабетом.

Работа № 3. Анализ шкалы зачатий при менструальных циклах различной длительности

Ритмический метод контрацепции основан на предположительном определении времени овуляции, которая наблюдается у большинства женщин на 14-й (–2) день менструального цикла, и на воздержании от половых отношений в период возможного наступления зачатия (с 10-го по 14-й день 28- дневного менструального цикла).

Ход работы

Определите вероятные дни зачатия по своему менструальному циклу,

используя шкалу (табл. 18).

Рекомендации по оформлению протокола работы

Таблица 13

Анкета

[pic] [pic]

Примечание. Отвечая на вопрос, отмечайте в анкете номер ответа.

Работа № 3. Анализ шкалы зачатий при менструальных циклах различной длительности

Таблица 14 Шкала зачатий

[pic]

При правильном применении и регулярном цикле эффективность этого

метода приближается к 90 %. Работа адресована студенткам.

IX ОЦЕНКА ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ РЕЗЕРВОВ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ

Цель: ознакомиться с методами оценки состояния кардиореспиратор-

ной системы.

Задачи:

1) оценить резервы сердца по определению систолического и минутного объема в покое и после физической нагрузки;

2) оценить устойчивость к гипоксии, используя пробу с задержкой дыхания;

3) оценить состояние кардиореспираторной системы, используя пробу с задержкой дыхания;

4) оценить состояние кардиореспираторной системы, используя пробу Кремптона.

Оборудование: тонометры, секундомеры.

Транспортная роль системы кровообращения имеет важное значение для обмена веществ и энергии как в покое, так и при двигательной деятельности. Физиологические исследования направлены на выявление закономерностей деятельности сердца и сосудов.

Работа № 1. Резервы сердца

При обследовании здоровых лиц установлено, что чем выше уровень

физической работоспособности, тем больше объем сердца как целостного органа, объем полости и масса миокарда левого желудочка и максимальный ударный объем крови во время физической нагрузки. Поэтому для оценки резервов сердца необходимо в первую очередь определить систолический и минутный объемы крови, измеренные в покое и при физической нагрузке.

В связи с невозможностью широко использовать существующие лабораторные методы для определения систолического (СОК) и минутного (МОК) объемов крови на основании экспериментальных данных были выведены формулы для их расчета. Наиболее широкое распространение получила формула Старра:

СОК = [(101+0,5 ПД) – (0,6ДД)] – 0,6А,

где СОК – систолический объем крови; ПД – пульсовое давление, равное разности между систолическим и диастолическим давлением; ДД – диасто-

лическое давление; А – возраст испытуемого.

Установлено, что расчетные величины СОКа, полученные с помощью этой формулы, совпадают с данными, добытыми классическим путем.

Ход работы

Используя полученные данные при определении артериального давления рассчитайте по формуле Старра величину СОКа в покое и после выполнения физической нагрузки. Рассчитайте также минутный объем крови в покое и после работы, для чего величину СОКа умножьте на число сокращений сердца за 1 минуту:

МОК = СОК × ЧСС.

Рекомендации по оформлению протокола работы Полученные данные занесите в табл. 15. Сделайте заключение об изменении СОКа и МОКа после физической нагрузки. В случае увеличения МОКа ответьте на вопрос: «За счет чего происходит возрастание данного показателя после десяти и двадцати приседаний?».

Таблица 15 Изменение частоты сердечных сокращений и кровяного давления при физической работе различной тяжести

Показатели

Покой

После

10 приседаний

После

20 приседаний

Частота сердечных со-

кращений (ЧСС)

Систолическое

давление

Диастолическое

давление

Пульсовое давление

Систолический объем

крови

Минутный объем крови

Работа № 2. Проба с задержкой дыхания

Работоспособность человека как функциональной системы в целом определяется состоянием тех звеньев, которые испытывают наибольшую нагрузку или несут наибольшую ответственность за успешность работы. Важную роль в обеспечении физической работоспособности играет кардиореспираторная система. Ее состояние может быть оценено с помощью различных функциональных проб. Проба с задержкой дыхания после форсированного выдоха позволяет по продолжительности этой задержки и сопровождающей ее реакции замедления частоты сердечных сокращений (ЧСС) судить об устойчивости испытуемогок гипоксии. Оценка состояния кардиореспираторной системы производится при этом исходя из критериев, представленных в табл. 16.

Таблица 16 Оценка состояния испытуемого

Состояние

Время экспираторной

задержки дыхания, с

Максимальное замедление ЧСС

Отличное

>50

>25

Хорошее

30–50

20–25

Среднее

20–30

15–20

Плохое

<20

<15

Рекомендации по оформлению протокола работы Оцените состояние испытуемого в соответствии с табл. 16.

Работа № 3. Кардиореспираторные пробы Генчи и Штанге

Аналогичный смысл имеют пробы Генчи и Штанге, которые заключаются в регистрации времени, в течение которого пациент способен задержать дыхание после максимального вдоха (проба Штанге) и после максимального выдоха (проба Генчи). При недостаточности кровообращения время задержки дыхания сокращается.

Рекомендации по оформлению протокола работы

Полученные данные внесите в табл. 17, рассчитайте среднюю величину, сделайте выводы, исходя из того, что если время задержки дыхания в пробе Генчи короче времени задержки дыхания в пробе Штанге в 3 и более раз, на- лицо недостаточность кровообращения.

Таблица 17 Результаты кардиореспираторных проб Генчи и Штанге табл. 17

п/п

Ф.И.О.

Проба Штанге (время

задержки дыхания на вдохе), с

Проба Генчи (время задержки

дыхания на выдохе), с

Работа № 4. Проба Кремптона

Проба Кремптона заключается в регистрации ЧСС и систолического АД (АДс) после 15-минутного нахождения в положении лежа и через 2 мин после последующего перехода в положение стоя. Исходя из полученных

сдвигов ЧСС и АДс при перестройке на новое равновесное состояние гемо- циркуляции рассчитывается индекс Кремптона:

ЧСС

Индекс Кремптона = 3,15 + АДс – ––––––,

Рекомендации по оформлению протокола работы. Сделайте вывод, исходя из того, что величина индекса более 100 – признак отличного функционального состояния кардиореспираторной системы, от 75 до 100 – среднего, от 50 до 75 – слабого, менее 50 – недостаточного.

Работа № 5 Измерение параметров кровотока.

В самом простом случае оздоровительную эффективность занятий физической культурой на протяжении длительного времени можно оценить по динамике параметров кровеносной системы, учитывая при этом происходящие за этот срок возрастные изменения этих параметров.

Основными параметрами сердечно-сосудистой системы являются:

Частота сердечных сокращений (ЧСС, уд/мин.), которая определяется, как количество сокращений сердца за одну минуту.

Давление крови в артериальных сосудах. Следует различать три вида этого давления, имеющих различный смысл:

Максимальное (систолическое) давление в артериальной системе (мм рт.ст.). Давление крови – это сила, которая движет кровь по сосудам. Обозначается это давление как «АД сист.».

Минимальное (диастолическое) давление (мм рт.ст.) – давление в артериях перед сокращением желудочков. Это давление является очень важным, так как связано с тонусом стенок артерий и величиной кровотока через органы. Это давление обозначается как «АД диаст.».

Пульсовое артериальное давление (АД пульс.,мм рт.ст.) – разница между систолическим и диастолическим давлением в артериях. Это давление связано с объемом крови, изгоняемым сердцем за каждый сердечный цикл (с ударным объемом). В норме пульсовое давление составляет примерно 30–50 мм рт.ст., уменьшаясь при повышении тонуса артериальных стенок и возрастая при повышенной силе сокращения сердца.

Подсчет частоты сердечных сокращений. Частоту сокращений сердца подсчитывают либо на сонных артериях (по обеим сторонам трахеи), либо, что чаще, на лучевой артерии. Определяя ЧСС, следует учитывать следующее обстоятельство. Дело в том, что пульс не равномерен, время между сокращениями желудочков все время варьирует в пределах некоторых значений. Поэтому, точное значение пульса можно получить, определяя количество сокращений сердца именно за минуту, а не за меньшее время. На практике допустимо измерять ЧСС за 30 секунд, умножая полученное значение на 2. В крайнем случае (при недостатке времени), можно подсчитывать количество сокращений за 20 секунд с умножением на 3. Подсчет ЧСС за 10–15 секунд с умножением на соответствующий коэффициент допустим только при приблизительном подсчете, когда погрешность не имеет особого значения (например, при оценке нагрузочности занятий аэробикой).

Измерение артериального давления методом Короткова. Для измерения артериального давления необходим тонометр и фонендоскоп. Метод основан на возникновении шумов, появляющихся при преодолении потоком крови сжатой внешним давлением артерии. Шумы возникают в том месте, в котором происходит сжатие артерии. Пережатие артерии и постепенное открытие ее просвета производят манжетой, укрепленной на плече обследуемого. Для этого манжета, соединенная с манометром, туго накладывается на плечо обследуемого, несколько выше локтевого сгиба. Нагнетанием воздуха в манжету артерия пережимается полностью. Нагнетать воздух в манжету следует до давления, которое примерно на 20 мм рт.ст. превышает максимальное (систолическое) давление, обычное для пациента. Для детей 6–7 лет воздух в манжету следует нагнетать примерно до 100 мм рт.ст., для взрослых – до 140 мм рт.ст., а для пожилых – до 160 мм рт.ст. Постепенно сбрасывая давление воздуха в манжете микровинтом, смонтированным на груше тонометра, фонендоскопом прослушивают возникновение шумов на локтевом сгибе. Показание манометра, соответствующее возникновению шумов, проявляющихся с частотой сокращений сердца, указывает на значение максимального (систолического) артериального давления; при этом на возможные колебания стрелки манометра, совпадающие с частотой пульса, внимания обращать не стоит. Момент исчезновения пульсирующих шумов, прослушиваемых фонендоскопом на локтевой артерии, соответствует диастолическому давлению в артериях.

Исследуйте реакции ССС на дозированную физическую нагрузку.

Исследователь (студент) предлагает испытуемому сделать 40 приседаний в течение 1 минуты или бег на месте в темпе 160-180 шагов в минуту.

- Сразу после нагрузки подсчитайте пульс за 15 сек. в начале каждой минуты до восстановления исходного показателя (в течение 5 минут).

- Одновременно определите артериальное давление за этот же период. Испытуемый выполняет нагрузку, не снимая манжетку.

- Определите время восстановления частоты пульса, артериального давления до исходной величины. Данные внесите в таблицу №18

Таблица 18 Результаты работы и их оформление

ФИО______________, пол ______, возраст _____

Параметры

Покой

Восстановительный период

1мин.

2мин.

3мин.

4мин.

5мин.

Пульс

ЧСС

СД

ДД

ПД

Проанализируйте полученные результаты, сравните их с данными из таблицы №18

Показатели реакций ССС на нагрузку таблица №19

Показатель

Изменение, %

Время

нормализации

Оценка

реакции ССС

Систолическое

АД

- У спортсменов увеличение на 25 -30

- У нетренированных

увеличение на 30-40

-С ослаб.здоровьем- уменьшение

1 – 1,5 мин.

2 -3 мин.

более 3 мин

благоприятная

не благоприятная

Диастолическое

АД

- у спортсменов – уменьшение. на 20-25

- У не тренированных уменьшение на 10-15

- С ослаб.здоровьем - увеличение

1 – 1,5 мин.

2 -3 мин.

более 3 мин

благоприятная

не благоприятная

Пульс

- у спортсменов – увеличение на 60-70

-у не тренированных - увеличение на 100

- с ослаб. здоровьем – снижение

ударного объема, резкое увеличение частоты, одышка, головокружение

1 – 1,5 мин.

2 -3 мин.

более 3 мин.

благоприятная

не

благоприятная

Определение систолического и минутного объёмов крови расчетным путем.

В связи с невозможностью широко использовать лабораторные методы определения СО и МОК была выведена формула Старра для косвенного определения этих показателей. Для взрослого человека она имеет следующий вид: СО = {(101 + 0,5×ПД) - (0,6×ДД)} - 0,6×А, где СО - систолический объем; ПД - пульсовое давление; ДД - диастолическое давление; А - возраст испытуемого (полный в годах).

Рассчитайте также минутный объем крови по формуле: МОК = СО×ЧСС, где ЧСС - частота сердечных сокращений (пульс подсчитывается за минуту)

Для определения сердечного выброса у детей применяют модифицированную формулу Старра: СО = {(40 + 0,5×ПД) - (0,6×ДД)} + 3,2×А

Работа №6 Оценка вегетативного баланса.

На основе измеренных параметров кровотока и дыхания можно простым расчетом получить значения показателей, характеризующих различные аспекты оздоровительной эффективности.

Индекс Кердо. Вегетативная часть нервной системы осуществляет свое влияние на органы и системы двумя звеньями – симпатическим (усиливающим активность органов), и парасимпатическим (в большинстве случаев, ослабляющим активность органов и систем). Эти 2 звена, оказывая совместное действие на органы и системы, обеспечивают точную подстройку активности органов к существующим на данный момент потребностям организма. Отношение активности симпатического и парасимпатического звеньев вегетативной нервной системы называют вегетативным балансом, который в покое примерно равен единице.

Преобладание активности симпатического звена сопровождается усилением обмена веществ, повышенной ЧСС и АД в покое. Преобладание активности парасимпатического звена сопровождается обратными проявлениями – снижением АД, низким значением ЧСС, уменьшенным энергопотреблением в покое. При физической работе активность симпатического звена повышается в 1,5–2 раза. При высокой индивидуальной чувствительности этот прирост может составить 6 и более раз.

Оценить смещение вегетативного баланса в сторону симпатической или парасимпатической активности в покое наиболее просто можно, рассчитав так называемый «вегетативный индекс Кердо, (ВИК)» по следующей формуле:

Где: ВИК – вегетативный индекс Кердо, усл.ед.;

АД д. – диастолическое давление, мм рт.ст.

ЧСС – частота сердечных сокращений, уд/мин.

При вегетативном равновесии (в этом случае используют термины «нормотония», «эйтония»), ВИК=0.

Положительный знак ВИК указывает на преобладание активности симпатического звена ВНС, а отрицательный знак указывает на повышение парасимпатического тонуса.

Повышенный симпатический тонус свидетельствует о повышении основного обмена, о «гиперкинетическом», то есть, за счет усиления сердечной деятельности, типе гемодинамики.

Повышенный парасимпатический тонус является признаком пониженного основного обмена и преобладания «сосудистого» типа регуляции кровообращения.

Значения ВИК в диапазоне от 0 до +10 позволяют говорить о «среднем» типе гемодинамики, при котором взаимодействие симпатического и парасимпатического звеньев вегетативной нервной системы (ВНС) находится в относительном балансе.

Работа №7Оценка функционирования системы кровообращения.

О состоянии нормальной функции сердечно-сосудистой системы можно судить по «коэффициенту экономизации кровообращения» (К), который отражает выброс крови за 1 минуту, то есть, минутный объем крови (МОК). Коэффициент вычисляется по формуле

где: АД – артериальное давление,

ЧСС – частота пульса.

У здорового человека его значение приближается к 2600. Увеличение этого коэффициента указывает на затруднения в работе сердечно-сосудистой системы.

Двойное произведение. Этот показатель отражает нагрузку сердца по преодолению потока крови в артериальном русле.

Где: W – двойное произведение, мм рт.ст. х уд/мин;

АД сист – систолическое АД, мм рт.ст..

ЧСС – частота сердечных сокращений, уд/мин.

Определение ударного и минутного объема крови. Формула Старра. Эта формула позволяет получить очень важные в практическом отношении показатели кровообращения – ударный объем и минутный объем крови. Ударный объем (УО, мл) – это количество крови, которое выбрасывают желудочки сердца за одно сердечное сокращение. Ударный объем зависит не только сократительной способности сердца, но и от притока крови к сердцу и активности регуляторных систем организма, усиливающих силу сокращения желудочков.

Где: УО – ударный объем, мл;

K – коэффициент, равный 101 для взрослых и 80 - для детей;

АД пульс. – пульсовое АД=АД сист.-АД диаст., мм рт.ст.;

АД д. – диастолическое АД, мм рт.ст.

Возраст – в годах.

Минутный объем крови (МОК, мл/мин) – количество крови, перекачиваемое сердцем за одну минуту.

Где: МОК – минутный объем крови, мл;

УО – ударный объем, мл;

ЧСС – частота сердечных сокращений, уд/мин.

Измеряется минутный объем крови в миллилитрах (или литрах) в минуту и является одним из важнейших параметров, отражающих состояние сердечно-сосудистой системы. Величина МОК в покое колеблется в пределах 2,5–3,5 литра в минуту, а при физической нагрузке большой мощности возрастает до 20–40 литров в минуту.

Оценка напряженности регуляторных систем организма.

Связь определенного непостоянства (вариабельности) сердечного ритма с напряженностью регуляторных систем организма, оказывающих непосредственное влияние на сердечную деятельность, была обнаружена случайно, при выполнении космонавтами сложных заданий в условиях невесомости. Было установлено, что напряженность сердечной деятельности отражается в «жесткости» сердечного ритма, в уменьшении разброса длительности сердечного цикла. Пульс становится более ритмичным. Сердце, свободное от нейро–гормональных воздействий «танцует», что проявляется колебаниями длительности сердечного цикла около средних его значений. Оценивая степень ритмичности, вариабельность сердечного ритма, можно судить о напряженности нейрогуморальных регуляторных систем в целом.

Методы математического анализа вариабельности сердечного ритма являются общепризнанными с 1984 года. Эти методы позволяют простым и доступным путем оценивать напряженность регуляторных систем организма практически в любых ситуациях. В настоящее время эти методы широко применяются для оценки адаптационных возможностей организма в любом возрасте и при любых внешних воздействиях и нагрузках (умственных, физических и эмоциональных). Затраты на приобретение промышленных приборов для вариационного анализа сердечного ритма, окупаются полезностью и незаменимостью той информации, которую можно получить с помощью этого метода.

Реализация метода требует соответствующей аппаратуры. Эта аппаратура выпускается промышленностью в виде отдельных самостоятельных приборов, либо реализуется с использованием электрокардиографов и персональных компьютеров.

Суть метода оценки напряженности регуляторных систем организма путем вариационного анализа сердечного ритма заключается в следующем. ЭКГ сигналы от электрокардиографа вводятся в компьютер, где «накапливаются» в количестве 100–1000 (или более, в зависимости от задач). Далее компьютерная программа рассчитывает:

моду (Мо) – значение наиболее часто встречающегося кардиоинтервала, мсек;
амплитуду моды (АМо) – общее число интервалов, соответствующих значению моды, во всей накопленной выборке, %;
вариационный размах (ВР) – разницу между максимальным и минимальным значениями ряда кардиоинтервалов, мсек.

По полученным расчетным данным вычисляется индекс напряженности регуляторных систем по Р.М. Баевскому:

Где: ИН индекс напряженности регуляторных систем, усл.ед.;

АМо – амплитуда моды, %;

ВР – вариационный размах кардиоинтервалов, мсек;

Мо – мода кардиоинтервалов, мсек.

Индекс является очень чувствительным индикатором напряженности регуляторных систем, изменяясь от десятков единиц до 1000 и более (редко) усл.ед. Низкие значения индекса (примерно 10–50 усл.ед), свидетельствуют о преобладании парасимпатического тонуса, высокие значения (более 250) – о преобладании симпатических влияний. Средние значения свидетельствуют о примерном наличии вегетативного баланса.

Каково практическое использование этого метода?

Дело в том, что он является во многих случаях незаменимым. Так, простое определение напряженности регуляторных систем в покое уже позволяет разделить лиц любого возраста и пола на 3 типа, по степени устойчивости к внешним воздействиям. Лица с низкими значениями индекса являются ваготониками, то есть, людьми с преобладанием парасимпатического тонуса. Во многих случаях, у этих людей есть функциональный запас к выполнению физической работы. Люди с высокими значениями индекса, являются лицами с повышенным симпатическим тонусом – симпатотониками. Имея в покое повышенный пульс и давление, эти люди быстрее «сгорают» в экстремальных ситуациях вследствие повышенного энергообмена. Середина заполнена нормотониками (или эйтониками).

Однако, для оценки эффективности занятий физической культурой, гораздо эффективнее другое использование этого метода, а именно – оценка напряженности регуляторных систем при нагрузках (или шире – при умственной работе или эмоциональных воздействиях). Использование этого метода позволяет дифференцировать людей еще по одному признаку – по чувствительности регуляторных систем к внешним воздействиям. Могут наблюдаться 3 варианта реакций – снижение напряженности при нагрузке, повышение и, наконец, неизменное значение (соответственно: гипореактивность, гиперреактивность и нормореактивность).

Таким образом, можно выделить 9 типов реагирования регуляторных систем на нагрузку:

ваготоники:

гиперреактивные;
нормореактивные;
гипореактивные;

нормотоники:

гиперреактивные;
нормореактивные;
гипореактивные;

симпатотоники:

гиперреактивные;
нормореактивные;
гипореактивные.

Можно считать, что у гиперреактивных ваготоников адаптация на нагрузку будет происходить лучше, чем у гипореактивных ваготоников, или гиперреактивных симпатотоников. Напомним, что прирост напряженности при нагрузках призван обеспечить достаточную для выполнения этой нагрузки активацию кровеносной системы.

При первоначальном знакомстве с этими методами, может отпугнуть их кажущаяся сложность. Но, стоит лишь преодолеть некоторый начальный уровень их освоения (тем более что и аппаратные и программные средства для этого давно есть в продаже), все мнимые трудности будут с лихвой окуплены получаемыми результатами. Наглядность и точность этих методов, позволяющих выявлять скрытые возможности организма занимающихся физической культурой, с чем-либо сравнить затруднительно.

Один из практически реализованных программ для вариационного анализа сердечного ритма представляет собой программу, которая включает 3 файла объемом около 670 Кб, имеет модуль начальных установок, и представляет собой компьютерный вариант осциллографа с фильтрацией входного ЭКГ–сигнала и программным модулем выделения R–зубца ЭКГ. Математическая обработка накопленных значений производится непрерывно, по мере накопления кардиоинтервалов, результат выводится на экран и записывается в файл. На экран, для визуального анализа контроля качества входного сигнала, непрерывно выводится кривая ЭКГ в реальном времени. Ввод ЭКГ–сигнала производится через модуль оптронной развязки на вход звуковой карты компьютера с выхода стандартного переносного электрокардиографа «Малыш».

Для учебных целей можно вручную подсчитать длительность 20-30 кардиоинтервалов, использовав готовую запись ЭКГ во втором стандартном отведении, а затем рассчитать индекс напряженности.

Нагрузочные пробы. Пробы с натуживанием позволяют оценить те возможности сердечно-сосудистой системы, которые необходимы для выполнения статических нагрузок. В основу этих проб были положены механизмы влияния натуживания на организм человека.

Натуживание характеризуется повышением внутригрудного и внутрибрюшного давления при задержанном дыхании, и оказывает выраженное влияние на гемодинамику. В результате повышения внутригрудного давления уменьшается приток крови к правым отделам сердца, возникает застой крови в венозных сосудах и возрастает сопротивление кровотоку через легкие. Наблюдаемое при натуживании снижение до 15–20 мл ударного объема сопровождается повышением ЧСС, благодаря чему снижение минутного объема кровотока оказывается выраженным не столь сильно. Развитие компенсаторных реакций на этом не заканчивается, поскольку минутный объем кровотока остается все же недостаточным для поддержания необходимого уровня давления крови. Дальнейшее поддержание артериального давления при натуживании достигается сужением артериальных сосудов.

Работа №8 Проба по Бюргеру (Burger).

Методика тестирования. Трижды измерить артериальное давление, вычислить среднее значение диастолического АД (суммировать результаты трех измерений, и результат разделить на три). Испытуемому сделать 10 глубоких вдохов (секунда – вдох, секунда – выдох, всего – 20 секунд). После этого, сделав глубокий вдох, выдохнуть воздух в трубку, соединенную с манометром (от тонометра), и в течение 20 секунд удерживать давление на значении 40–60 мм рт.ст. Измерить артериальное давление сразу после начала натуживания, затем – после него, и далее – каждые 20 секунд, до возврата давления к исходному состоянию

Оценка результатов. Различают 3 типа реакции на пробу. Нормальная реакция заключается в неизменной величине давления на протяжении всего натуживания (1–й тип). У тренированных людей давление крови может возрасти и через 20–30 секунд возвратиться к исходному значению (2–й тип). Неблагополучная реакция (3–й тип), выражается в падении давления во время натуживания на 10 и более мм рт.ст. Поскольку при натуживании, как уже говорилось, минутный объем кровотока снижается, сохранение уровня АД и даже повышение его во время натуживания указывает на оптимальную реакцию сосудистого тонуса. Если же эта регуляция нарушена, падение АД может привести к кратковременной потере сознания. Такого рода явления могут наблюдаться при подъеме тяжестей, если перед этим была интенсивная гипервентиляция легких. В результате развивающейся гипокапнии (повышение концентрации углекислоты в крови) снижается сосудистый тонус, давление в артериях падает, ухудшается кровоснабжение головного мозга и наступает кратковременная потеря сознания.

Работа №9 Проба по Флаку (Flack-test).

Методика тестирования. Флак–тест проще пробы по Бюргеру, так как в этом случае исключается процедура измерения давления. Тест проводится следующим образом. После 5–ти минут пребывания испытуемого в положении сидя, состоянии покоя, у него подсчитывается пульс. После этого, сделав максимально глубокий вдох, испытуемый выдыхает воздух в трубку, соединенную с манометром, поддерживая давление около 40 мм рт.ст. максимально возможное время. За все время натуживания подсчитывается количество сокращений сердца каждые 5 секунд, с перерывами по 5 секунд.

Оценка результатов. Отличная реакция проявляется в медленном и незначительном повышении частоты пульса. Прирост ЧСС на 1 удар за каждые 5 секунд отражает очень хорошую реакцию, на 3 удара – хорошую, а на 4-6 ударов – плохую регуляция сердечной деятельности.

Исследование воздействия натуживания на организм может продолжаться и после окончания пробы. В этот период происходит урежение частоты пульса, имеющее рефлекторный характер. Снижение ЧСС связано с тем, что после прекращения натуживания быстро возрастает приток к сердцу крови, временно депонированной при выполнении пробы в полых венах. Увеличение притока сопровождается возрастанием на 20-30% ударного объема крови, и повышению артериального давления, что приводит к рефлекторному замедлению частоты сокращений сердца (барорефлекторный контроль артериального давления).

Работа №10 Проба с ограничение притока крови к сердцу (ортостатическая проба).

Суть тестирования. Простая идея использовать изменение положения тела в пространстве, в качестве внешнего воздействия на организм для оценки его функциональных возможностей, реализована в практике функциональной диагностики давно. Перевод положения тела из горизонтального в вертикальное (ортостатическая проба), сопровождается снижением притока крови к сердцу, вызывая ответные адаптационные реакции, направленные на компенсацию возникающих в кровеносной системе изменений. Адекватность этих изменений называют ортостатической устойчивостью сердечно-сосудистой системы. Ортостатическая проба дает важную информацию об устойчивости процессов регуляции тонуса сосудов сердечно-сосудистой системы и насосной функции сердца.

Адаптационные реакции организма на ортопробу (далее – ортостатические реакции) связаны с тем, что при перемене положения тела из горизонтального в вертикальное, в венах нижней его половины депонируется значительное количество крови. В результате уменьшается приток крови к сердцу и снижается выброс крови в аорту. Эти неблагоприятные воздействия компенсируется, главным образом, за счет увеличения частоты сокращений сердца и изменения артериального тонуса.

Таким образом, в основе развития реакций, связанных с ортостатическим воздействием, лежат механизмы, сходные с теми, которые происходят при натуживании.

Степень уменьшения притока крови к сердцу при ортопробе в большой степени зависит от тонуса стенок крупных вен. При сниженном их тонусе уменьшение притока может быть столь значительным, что при переходе в вертикальное положение, в связи с резким ухудшением кровоснабжения мозга, может развиться обморочное состояние.

У тренированных лиц ортостатическая неустойчивость, связанная со сниженным тонусом вен, выявляется сравнительно редко. Вместе с тем, проявления ортостатической неустойчивости, выявляемые ортостатической пробой, наблюдаются у довольно значительного контингента детей, подростков и взрослых.

Методика тестирования. После 10–15 минут пребывания испытуемого в положении лежа, у него следует измерить диастолическое давление и подсчитать частоту сокращений сердца за одну минуту. Систолическое давление в этой пробе значение не имеет.

После измерений испытуемому предлагают встать, помогая ему, придерживая за руку для того, чтобы уменьшить двигательную активность испытуемого при вставании.

Через 10 секунд после вставания следует вновь измерить диастолическое давление и подсчитать частоту сердечных сокращений. Небольшая отсрочка в измерении АД и ЧСС (10 секунд) обусловлена тем, что при вставании в сердечно-сосудистой системе происходят неустойчивые процессы, которые за это время (10 секунд) стабилизируются. Конечным результатом проведения пробы следует считать разность диастолического давления и частоты сокращений сердца, измеренную в положении стоя и положении лежа.

Учитывают величину изменений давления и частоты пульса, а также направленность этих изменений (снижение или повышение).

Закономерной («нормальной») реакцией на перевод положения тела из горизонтального в вертикальное является небольшое учащение пульса и некоторое возрастание диастолического АД (на 10–15%). Систолическое АД при этом может изменяться незначительно в ту или иную сторону (см. табл.19).

Таблица 20 Средние значения АД и ЧСС в покое и их изменение при ортостатическом воздействии (n=807, 1998)

Значения параметров в покое (лежа)

Значения через 10 секунд после вставания

АД с.,

мм.рт.ст.

АД д.,

мм.рт.ст.

ЧСС,

уд/мин

^АД с.,

мм.рт.ст.

^АД д.,

мм.рт.ст.

^ЧCC

уд/мин

109±2

65±1

77±2

-0,3±0,9

6±1

11±1,1

Примечание: символ (^) перед параметром означает, что в соответствующей колонке приведено его изменение при ортопробе.

Благодаря одновременному приросту кровяного давления и частоты сокращений сердца, минутный объем кровотока оказывается сниженным незначительно. У тренированных лиц учащение пульса относительно невелико и колеблется в пределах 5–15 уд/мин. У детей и подростков реакция может быть более выраженной.

Простая оценка ортопробы продолжает уточняться. Дело в том, что индивидуальные реакции давления и ЧСС при ортопробе крайне разнообразны. У довольно большого числа людей выявляются «нестандартные» ортостатические реакции, проявляющиеся резким возрастанием диастолического давления, чрезмерным ростом ЧСС, снижением диастолического АД и ЧСС, и, наконец, диссоциативными (разнонаправленными) изменениями диастолического АД и ЧСС. Диссоциативные ортостатические реакции (снижение давления при росте ЧСС) наиболее интересны, так как практически не изучены.

Ниже, в таблице, приведены результаты ортостатического тестирования, проведенного в 1997–1999 годах под руководством автора данного пособия у 807 школьников и студентов 1–3 курса вузов сибирского региона.

Из таблицы следует, что «нестандартные» варианты ортостатических реакций наблюдаются у значительного контингента практически здоровых людей. Этот факт служит обоснованием к использованию ортопробы, как метода индивидуально-группового подхода к занятиям оздоровительной физической культурой.

Оценка результатов тестирования. Вариантов ортостатических изменений АД и ЧСС множество (см. таблицу). Как же в этом случае интерпретировать результаты ортостатической пробы? Не вдаваясь в детали, отметим, что ортостатическое тестирование как раз и предназначено для выявления индивидуальных различий в реакциях сердечно-сосудистой системы на снижение притока крови к сердцу.

Таблица 21 Варианты ортостатических реакций сердечно-сосудистой системы, n=807

№

Критерии сортировки данных

Диапазон изменений параметра при ортопробе

(от…до)

Размерность

Среднее значение

(Mm)

Число

обследований

Сортировка по изменении диастолического АД

-40…-10

-8…-2

-1…+3

+4…20

+25…70

мм рт.ст.

-13±1,4

-4±0,3

0,3±0,1

10±0,4

34±3,2

166

442

Сортировка по изменении систолического АД

-40…-15

-13…-10

-2…+2

+10…13

+15…40

мм рт.ст.

-21±2,2

-10±0,2

0,02±0,1

10±0,1

18±1,1

258

108

Сортировка по изменению ЧСС

-67…-10

-9…+9

+10…23

+24…68

уд/мин

-22±6

3±0,4

15±0,4

30±1,3

373

286

124

Примечание: знак (–) перед параметром означает его снижение при ортопробе, знак (+) – повышение.

Согласно рекомендациям рабочей группы по применению нагрузочных проб, созданной Американской коллегией по кардиологии и Американской ассоциацией сердца, неадекватной является реакция, сопровождающаяся резким (более 35 мм рт.ст. и выше) подъемом диастолического АД или ЧСС непосредственно после ортостатического воздействия (так называемая гипертензивная реакция).

С другой стороны, в обзоре Ш. Атаханова и Д. Робертсона «Ортостатическая гипотония и вегетативная недостаточность» (1995) указано, что неблагоприятными признаками ортостатических реакций следует считать выраженное ортостатическое снижение диастолического АД и ортостатические диссоциативные изменения АД и ЧСС.

Конечно, при оценке эффективности оздоровительных программ следует учитывать крайние значения диапазона возможных изменений АД и ЧСС, так как средние их значения, в принципе, являются вариантами нормы.

Таким образом, положительным эффектом от занятий физической культурой по динамике результатов ортостатической пробы, следует считать снижение проявлений неблагополучия ортостатических реакций, к которым относятся:

резкое повышение диастолического АД или ЧСС (более 35 мм рт.ст. или 35 уд/мин соответственно);
выраженное снижение диастолического АД (на 5–15 мм рт.ст.);
диссоциативные изменения диастолического АД и ЧСС (снижение АД при росте ЧСС).

Оценка общей физической работоспособности.

Понятие физической работоспособности (ФР) широко распространено в физиологии труда, спорта, авиационной и космической физиологии. Понятие «физическая работоспособность» является частью общей работоспособности. Общую работоспособность достаточно сложно отделить от умственной деятельности, так как процессы, происходящие в организме при любом виде нагрузок, в принципе схожи.

Следует помнить, что понятия «выносливость», «тренированность» имеют самостоятельное значение, не являются синонимами физической работоспособности и являются лишь одним из ее параметров, характеризующих деятельность работы в данном режиме.

Физические возможности, приобретенные в одном виде деятельности, используются в других видах. На этом эффекте основан перенос тренированности, когда под воздействием внешних факторов адаптируются все системы организма, а не только те из них, на которое это воздействие было направлено. Правда, такой перенос возможен лишь в сходных по структуре движений видах физической деятельности. Практика показала, что рост достижений в одном виде физических упражнений может сопровождаться существенным снижением результатов в других упражнениях, даже сходных по биомеханической структуре.

В случае чрезмерных физических нагрузок, адаптационные процессы могут сопровождаться чрезмерной активацией энергетических процессов в организме. Биологическая «цена» такой адаптации может проявиться в прямом изнашивании функциональной системы, на которую падает основная нагрузка, либо в виде отрицательной перекрестной адаптации, то есть ухудшении деятельности других систем, связанных с данной нагрузкой.

Физическая работоспособность имеет свои конкретные признаки и отличия. Согласно теории функциональных систем П.К.Анохина, в организме с достаточно высокой скоростью формируются функциональные системы, которые включают в себя комплекс тех анатомо-функциональных систем организма, которые, в своей совокупности и обеспечивают достижение поставленной цели.

Сформированная функциональная система существует только то время, которое необходимо для решения поставленной задачи, обеспечивает необходимую двигательную реакцию, а также гемодинамическое и вегетативное обеспечение всеми имеющимися безусловными рефлексами и временными связями. Лица с низким уровнем ФР не располагают достаточным запасом («банком») рефлексов, и не способны выполнить значительную физическую работу.

Развитие необходимого «банка» рефлексов достигается многократным повторением заданной мышечной работы, то есть, тренировкой. В результате, в организме формируется многозвенная система регулирования, обеспечивающая адекватное выполнение необходимых мышечных усилий.

Наряду с формированием двигательных навыков, формируются и ycловно–рефлекторные навыки вегетативных систем, обеспечивающих саму возможность выполнения движений. В каждом конкретном случае, сформированная функциональная система имеет свои специфические отличия, которые проявляются во взаимоотношениях и взаимодействиях всех функций организма.

Итак, физическая работоспособность - это способность к выполнению конкретной работы, где физические (мышечные) усилия являются основными для достижения конечного результата.

Уровень физической работоспособности определяется эффективностью выполнения заданной работы, то есть максимальным ее исполнением за минимально возможное время.

Оценка физической работоспособности является сложной проблемой. В целом, физическая работоспособность определяется результатами спортивно–медицинского тестирования, соотнося эти результаты с оценкой функционального состояния организма в покое. Если спортивно–медицинское тестирование является, по сути, задачей несложной, то оценка функциональных возможностей организма требует значительных интеллектуальных и организационных усилий.

Физическая работоспособность определяется с помощью функциональных проб с физической нагрузкой – нагрузочными пробами. Рабочая группа по нагрузочным пробам, созданная Американской коллегией по кардиологии и Американской ассоциацией сердца определила 7 основных направлений, в каждом из которых выделено множество классов и подклассов показаний к применению нагрузочных проб. Основные области применения нагрузочных проб следующие:

• массовые обследования населения с целью выявления заболеваний сердца, связанных, в том числе, и со значительными физическими нагрузками;

• выявление лиц с гипертензивной реакцией на нагрузку;

• профессиональный отбор для работы в экстремальных условиях, или для работ, требующих высокой физической работоспособности.

Пробы с дозированной физической нагрузкой применяются весьма широко с самыми разнообразными целями, но обоснование их применение едино: физическая нагрузка является идеальным и самым естественным видом воздействия, позволяющим оценить полноценность компенсаторно-приспособительных механизмов организма, и, помимо этого, оценить степень функциональной полноценности сердечно-сосудистой и дыхательной систем.

Полученные данные внесите в таблицу 22:

Оценка физического развития студента(-ки) _____________________

(ф.,и., возраст)

По

ка

за

те

ли

Фактические данные

обследуемого

Средняя возрастная норма

Раз-ница

Квадратиче-ское отклонение

(сигма)

Отношение разницы к сигме (величина сигмального отклонения)

Степень развития

показа-теля

Рост (в см)

Вес (в кг)

ОГК в покое (в см)

Оценка физического развития ребенка ___________________________

( имя, возраст)

Рост (в см)

Вес (в кг)

ОГК (в см)

Сделайте заключение о степени физического развития обследованного студента:

Оцените уровень развития учащегося. Для этого внесите индивидуальные данные произвольно выбранного ребенка и соответствующие средние возрастные показатели в таблицу №23

1. Постройте профиль физического развития ребенка на той же сетке другим цветом. Дайте заключение по уровню его физического развития:

Таблица №23Варианты индивидуальных данных

Имя ученика

п/п

Возраст

Длина тела (в см)

Масса тела (в кг)

ОГК(в см)

Таня

110,6

24,6

53.8

Олег

115,8

36,7

58,9

Дима

112,5

26,3

52,5

Лена

117,9

39,7

67,4

Денис

137,5

42,6

77,9

Евгений

144.8

36.4

69,5

Сергей

163.0

59.3

88,0

Лиза

157,5

46,8

76,2

Катя

163.6

52.9

79.3

Семён

157,5

51,2

77,6

Сравните эти данные со средними возрастными нормами Выберите показатели соответствующие Вашему возрасту и занесите их в таблицу, указав также и показатель сигмы, взятый из этих же таблиц.

Рассчитайте величину сигмального отклонения (отношение разницы между показателями к соответствующей сигме), занесите полученную величину в таблицу и оцените его. Если разница лежит в пределах +1 сигмы, то развитие показателя считается средним, если сигмальное отклонение < -1 сигма, то развитие показателя – ниже среднего, если оно > + 1 сигмы, то развитие – выше среднего. В случае превышения сигмального отклонения +2сигмы и более развитие признака считают высоким, а сигмальное отклонение ниже -2 сигм показывает низкий уровень физического развития. Гармоничным развитие наблюдается в том случае, если три параметра (масса, рост, окружность грудной клетки) соответствуют возрасту, или они все одинаково повышены, или понижены более чем на 10%. При дисгармоничном развитии наблюдается их несоответствие друг другу. Пропорциональное развитие наблюдается тогда, когда индексы пропорциональности соответствуют возрастным нормам.

Таблица №24 Средние возрастные показатели роста, массы тела и окружности грудной клетки.

Возраст (лет)

Рост (в см)

Масса тела (в кг)

Окружность грудной клетки (см)

Муж.

Жен.

Муж.

Жен.

Муж.

Жен.

М 95,6

14,9

14,6

52,9

51,9

σ 3,6

4,1

1,5

1,6

2,4

М 102,7

102,7

16,6

54,8

53,4

σ 3,5

4,2

1,8

1,9

2,2

2,3

М 108,9

111,7

19,5

19,9

56,2

σ 4,8

4,2

2,7

2,4

2,3

М 116,1

115,3

20,9

21,4

58,6

57,7

σ 4,9

5,2

2,4

3,8

2,6

3,9

М 121,1

120,9

23,6

23,8

60,6

59,6

σ 4,8

5,3

3,4

3,6

3,3

3,9

М 124,5

124,3

24,9

24,7

62,8

60,9

σ 4,8

4,9

3,3

2,5

3,4

М 131,1

130,6

27,7

27,5

64,2

62,5

σ 5,2

4,9

4,2

4,3

3,3

3,8

М 136,2

136,4

30,5

31,1

65,8

65,1

σ 5,3

5,5

5,1

5,2

3,6

4,3

М 140,1

142,9

34,4

35,6

67,3

σ 5,5

6,1

5,8

6,7

4,2

4,7

М 144,9

148,8

37,9

39,3

69,9

70,3

σ 6,0

6,4

6,3

6,9

4,3

4,9

М 151,3

152,4

44,4

45,7

73,7

74,6

σ 6,9

7,1

7,2

7,1

4,9

5,1

М 158,4

157,4

48,9

49,2

77,8

76,7

σ 7,5

8,4

7,4

5,1

5,3

М 164,3

159,6

54,3

53,1

81,9

79,3

σ 7,4

7,2

8,4

7,2

5,4

5,7

М 168,8

161,1

59,4

55,6

85,5

80,5

σ 6,8

6,5

7,3

7,6

5,1

4,9

М 171,9

163

63,2

58,1

87,9

82,1

σ 6,8

6,6

6,8

7,3

4,7

4,6

М 174,8

162,1

66,9

59,2

90,2

84,1

σ 6,1

5,6

7,1

5,2

4,4

М 177,2

162,8

68,2

59,6

93,1

84,9

σ 5,8

5,1

7,5

6,8

6,1

4,8

По величине сигмальных отклонений основных показателей построить профиль (график) физического развития обследуемого. Оцените пропорциональность развития: если построенный график расположен в одной графе, то развитие данного обследуемого считают пропорциональным, если график захватывает две и более графы, то развитие - непропорциональное.

Профиль физического развития

Рост

-2

-1

Вес

ОГК

Работа №11 Проба Руфье

Эта проба является простой и доступной для оценки полноты и адекватности вегетативного обеспечения физических нагрузок.

Методика тестирования. Проводится проба следующим образом. Обследуемый находится в положении стоя в течение пяти минут. При этом подсчитывается количество сердечных сокращений за 15 секунд в покое (Р1), после чего выполняется физическая нагрузка в виде 30 приседаний за 1 минуту. После выполнения нагрузки повторно подсчитывается количество сокращений сердца за первые и последние 15 секунд первой минуты отдыха (Р2 и Р3 соответственно). При подсчете количества сокращений сердца исследуемый должен спокойно стоять. Вычисляемый показатель сердечной деятельности (ПСД) является критерием «оптимальности вегетативного обеспечения физической нагрузки»:

Где: ПСД – показатель сердечной деятельности, усл.ед.

P1 – ЧСС за 1-е 15 сек., уд/мин;

P2 – ЧСС за 2-е 15 сек., уд/мин;

P3 – ЧСС за 3-и 15 сек., уд/мин.

Трактовка результатов тестирования следующая:

при ПСД <5 – оценка «отлично»;

при ПСД = 5…10 – оценка «хорошо»;

при ПСД = 10…15 – оценка «удовлетворительно»;

при ПСД >15 – оценка «не удовлетворительно».

Следует обратить внимание на схожесть пробы Руфье с Гарвардским степ–тестом, описание которого приведено ниже, в практической работе. Эта схожесть объясняется тем, что оба теста оценивают восстановление пульса после выполнения дозированной нагрузки. В свою очередь, динамика восстановления пульса зависит не только от состояния сердечно-сосудистой системы, но и от состояния регуляторных систем организма, определяющих состояние кровеносной системы. Естественно поэтому, что схожесть теста Руфье и Гарвардского степ–теста объясняется тем, что они оценивают состояние и регуляторных систем организма и сердечно–сосудистой системы.

Работа №12 Тест PWC 170 (Рhysiса1 Wогking Сарасitу).

Суть тестирования. Нагрузочную пробу, основанную на определении мышечной нагрузки, при которой ЧСС повышается до 170 уд/мин, обозначают как тест РWС 170. Эта проба редко используется при массовых обследованиях с целью оценки оздоровительной эффективности занятий физической культурой, но ее применяют для получения точных результатов в исследовательской работе.

Тест PWC 170 основан на двух хорошо известных фактах:

1) частота сокращений сердца тем выше, чем выше интенсивность нагрузки;

2) частота сокращений сердца тем выше, чем ниже физическая работоспособность испытуемого.

Физическую работоспособность человека по изменению ЧСС при нагрузке можно определить двумя путями:

а) измерением ЧСС при выполнении стандартной мышечной работы;

б) определением уровня физической нагрузки, при которой ЧСС увеличивается до некоторого стандартного значения.

Второй способ и лежит в основе определения физической работоспособности по тесту PWC 170. Значение ЧСС, равное 170 уд/мин как крайнего значения, определился тем, что в возрасте 18…30 лет изменение ЧСС от нагрузки становится нелинейным именно при 170 уд/мин. Мышечная работа при этой частоте пульса вызывает значительные сдвиги в дыхательной и кровеносной системах. Эти сдвиги составляют 75–80% максимальных изменений при мышечных нагрузках. При этом при одной и той же нагрузке, сердце человека с высокой физической работоспособностью затрачивает значительно меньшее усилие, чем нетренированного. Поэтому, чем быстрее протекают восстановительные процессы в сердечно-сосудистой системе, тем выше значение PWC 170.

Методика проведения теста: Тест проводится в лабораторных условиях с использованием велоэргометра. На велоэргометре устанавливается нагрузка мощностью. 100 ватт и испытуемому предлагается вращать педали с частотой 60 оборотов в минуту в течение 5-ти минут. Сразу по окончанию вращения педалей подсчитывается количество сердечных сокращений. После трехминутного отдыха вращение педалей продолжается, но уже с мощностью нагрузки в 200 ватт. По окончании теста проводится повторный подсчет ЧСС.

Значение PWC 170 определяется по формуле:

Где: PWC 170 – значение общей физической работоспособности;

1н – мощность 1-й нагрузки, вт.;

2н – мощность 2-й нагрузки, вт.;

170 – константа;

ЧСС1 и ЧСС2 – ЧСС в конце первой и второй нагрузок;

Определение PWC 170 дает надежные результаты лишь при выполнении некоторых условий. Проба должна выполняться без предварительной разминки, в противном случае результаты пробы оказываются заниженными. К тому же, результаты пробы PWC 170 сильно зависят от мощности 1-й и 2-й нагрузок. Если разница между нагрузками небольшая, точность определения PWC 170 снижается. Следует учесть и то обстоятельство, что частоту вращения педалей следует поддерживать постоянной в диапазоне 60–80 об/мин. При меньшей и большей частоте вращения педалей значение PWC 170 снижается.

В ряде случаев точное определение PWC 170 может быть затруднено из–за эмоциональной напряженности у испытуемых. Это состояние проявляется в виде высокой ЧСС в покое и неадекватного учащения сердцебиения при 1–й нагрузке. При 2-й нагрузке ЧСС у таких испытуемых обычно соответствует их функциональным возможностям. Поэтому ошибка в определении индивидуальной величины физической работоспособности может достигать больших значений.

Оценка результатов пробы производится путем сравнения полученных результатов с табличными:

Критерии оценки физической работоспособностипо результатам теста PWC 170

Чем больше значение PWC 170, тем большую физическую работу может выполнить человек при адекватном кровоснабжении органов и тканей, тем выше его физическая работоспособность. Уровень физической работоспособности определяется, прежде всего, производительностью сердечно–сосудистой и дыхательной систем. Чем эффективнее работа системы кровообращения, чем шире функциональные возможности вегетативных систем организма в обеспечении мышечных нагрузок, тем больше величина PWC 170. Абсолютные значения PWC170 находятся в прямой зависимости и от размеров тела. Поэтому для учета индивидуальных различий в весе определяют относительные величины PWC 170, рассчитанные на 1 кг веса тела. С увеличением веса тела эти относительные величины имеют тенденцию к уменьшению.

Работа №13 Тест на удержание нагрузки максимальной мощности.

Этот тест был реализован нами для оценки скоростно-силовых качеств студентов, занимающихся физической культурой. Для этой цели был использован тренажер фирмы «Кеттлер», в котором торможение вращения педали производится ленточным тормозом. Торможение вращения педалей устанавливалось постоянным. Электрический сигнал с датчика тахометра велотренажера, который вырабатывает электрический сигнал, пропорциональный скорости вращения педалей, выводился наружу и подключался на вход самописца–графопостроителя. Так как уровень электрического сигнала с выхода тахометра был пропорциональным скорости вращения педалей, запись на ленте графопостроителя, при скорости движения пера 10 мм/сек, отражала зависимость «время-частота вращения педалей».

Методика тестирования. Обследуемому предлагается вращать педали велотренажера с максимально возможной скоростью в течение 30 секунд. Развиваемая при вращении педалей мощность является произведением силы сокращения мышц (F) на скорость их сокращения (V):

Где: N – затрачиваемая мощность, кг × об/мин.;

F – сила сокращения мышц, кг;

V – скорость вращения педалей, об/мин.

Выполненная работа за время (t) определяется по формуле:

Где: A – выполненная работа , Вт × сек.;

N – скорость вращения педалей, об/мин.;

t – время вращения, сек.

Поскольку время (t), согласно условию проведению теста, имеет фиксированное значение, равное 30 секундам, сопротивление вращению педалей также постоянно, то выполненную работу можно очень просто определить как площадь под кривой «частота вращения – время», записываемую на графопостроителе.

Площадь можно подсчитать любым способом – планиметрическим, что наиболее просто, либо с применением электронных схем-интеграторов. В последнем случае можно получать количественный результат непосредственно после проведения пробы.

Ниже, в качестве примера, приведены сравнительные результаты проведения описанной выше пробы студентами 1–3 курса. Цифры в таблице равны числу оборотов, выполненных за 30 секунд вращения педалей.

Таблица №25 Примерные критерии оценки результатов теста на удержание максимальной мощности

Оценка

Мужчины

Женщины

Низкая

Ниже 250

Ниже 90

Ниже средней

251 – 300

91 – 130

Средняя

301 – 350

131 – 170

Хорошая

351 – 420

171 – 210

Отличная

Выше 420

Выше 210

Работа №14 Ступенчатая проба Мастера - Оппенгеймера (1929).

Методика тестирования. Для проведения пробы используется двухступенчатая лестница, с высотой каждой ступеньки 22,5 см. Испытуемый совершает подъемы и спуски на ступени лестницы. Количество подъемов по лестнице определяется в соответствии с полом, возрастом и массой тела испытуемого. Восхождения и спуски выполняются в течение 3-х минут (это так называемая «двойная проба», в отличие от простой, выполняемой в течение 1,6 мин).

Мощность нагрузки при проведении пробы Мастера не превышает 420 кгм/мин (у лиц массой тела 100 кг). У мужчин со средней массой тела (75 кг) она составляет 364 кгм/мин, т.е. является относительно низкой.

Ниже приводится модифицированная Д.М. Ароновым с соавт. методика ступенчатой пробы, позволяющая назначать обследуемым возрастающие нагрузки так же, как и при использовании велоэргометра.

Таблица №26 Определение нагрузки с использованием ступенек разной высоты.

Нагрузка, кгм\мин

Масса тела

100

200

300

400

500

600

До 50

51-55

56-60

61-65

66-70

71-75

76-80

81-85

86-90

91-100

101-120

0,1/8

0,1/7

0,1/6

0,1/5

0,1/4

0,1/3

0,2/8

0,2/7

0,2/6

0,2/12

0,2/11

0,2/10

0,2/9

0,2/6

0,27

0,2/15

0,2/14

0,2/13

0.2/12

0/2/11

0/2/10

0/2/9

0,2/8

0,2/7

0,3/15

0,3/14

0,3/13

0,3/12

0,3/11

0,3/10

0,3/9

0.3/9

0,3/8

0,3/7

0,3/20

0,3/19

0,3/17

0,3/16

0,3/15

0,3/14

0,3/13

0,3/12

0,3/11

0,3/10

0,3/9

0,4/19

0,4/17

0,4/16

0,4/15

0,4/14

0,4/13

0,4/12

0,4/11

0,4/10

0,4/8

0,4/23

0.4/21

0,4/20

0,4/18

0,4/17

0,4/16

0/4/14

0,4/14

0,4/12

0,4/10

Примечание: числитель дроби –высота ступеньки (в м.), знаменатель- число подъемов за 1 мин.

Таблица определения нагрузки составлена, исходя из формулы:

Где: W – мощность нагрузки (в кгм/мин);

1,33 – числовой коэффициент;

P – масса тела (в кг);

H – высота ступеньки (в м);

N – число подъемов в 1 мин.

Приспособление для выполнения нагрузки по Д.М. Аронову состоит из 4-х деревянных секций, устанавливаемых друг на друга. Высота каждой секции равна 10 см. С помощью этих секций легко составить ступеньки необходимой высоты: 10, 20, 30 и 40 см. Каждое восхождение на ступеньки производится в 4 приема под ритм метронома.

Наиболее простой методикой определения физической работоспособности и типа ответной реакции сердечно-сосудистой системы на нагрузку является проба Мартинэ. Физическая работоспособность определяется приростом пульса, выраженного в процентах после нагрузки, к его исходной величине:

прирост пульса менее 25% - отличная работоспособность

прирост пульса от 25 - 50% - хорошая работоспособность

прирост пульса от 50 - 75% - удовлетворительная работоспособность

прирост пульса более 75% - низкая работоспособность

Рассчитайте величину прироста пульса испытуемых (в %) после нагрузки к их исходным показателям и оцените физическую работо-способность по полученным данным из пропорции:

1 испытуемый: ЧССисх = уд./мин. - 100 % Х = ЧСС2 х 100 / ЧССисх.

ЧСС2 = уд./мин. - Х % Х = _______ %

2 испытуемый: ЧССисх = уд./мин. - 100 %; Х = ЧСС2 х100 / ЧССисх.

ЧСС2 = уд./мин. - Х %; Х = _______ %

Оценка работоспособности по результатам PWC170

Средняя величина PWC170 у молодых мужчин находится в пределах 700 - 1100, а у женщин - 450 - 750 кгм/мин.

Относительный показатель (Отн. PWC170 ) показывает, что работоспособность:

Высокая – при Отн. PWC170 более 15,5^{кгм/мин} /кг

Средняя – Отн. PWC170 у мужчин = 15,5 ^{кгм/мин} /кг,

у женщин = 10,5^{кгм/мин} /кг

Низкая - менее 9 ,5 ^{кгм/мин} /кг

Таблица 26 Оценка результатов теста по индексу PWC170

Индекс PWC 170

Оценка

Меньше 55

Плохая

55 - 64

Ниже средней

65 - 79

Средняя

80 - 89

Хорошая

90 и более

Отличная

Работа №15 Проба Kaltenbach (1982)

Эта ступенчатая проба, несомненно, заслуживает большого внимания, и отличается наличием поручней, вмонтированных над ступеньками в стену и нагружающих дополнительные мышечные группы, за счет чего нагрузка становится интенсивнее. Автор данной пробы предусмотрел возможность стандартизации методики.

Для выполнения этой пробы, в принципе, можно использовать любые ступеньки. Тестирующим фактором здесь будут являться длина лестничного пролета (при использовании лестничных пролетов в жилых помещениях), наклон пролета, высота и количество ступенек. Так как эти факторы являются постоянными, остается обеспечить лишь постоянство времени преодоления ступенек. Изменения параметров сердечно-сосудистой и дыхательной систем (АД, ЧСС, частоты и глубины дыхания) при преодолении лестничного пролета и будут являться критериями функциональных возможностей организма на момент обследования.

Работа №16 Гарвардский степ-тест.

Этот тест выделяется из всей совокупности нагрузочных тестов, ввиду очень большой распространенности, доступности и точности получаемых результатов. Идея теста заключается в анализе восстановительных процессов в сердечно-сосудистой системе, оцениваемых по динамике частоты пульса после выполнения дозированной мышечной работы.

Для проведения теста необходима деревянная прочная ступенька определенной высоты (в соответствии с данными таблицы), секундомер, метроном.

Таблица 27 Высота ступеньки и время восхождений при проведении Гарвардского степ-теста.

Испытуемые

Высота ступеньки

(см)

Время восхождений

(сек)

Мальчики и девочки

• до 8 лет

• 8-11 лет

Девушки 12-18 лет

Юноши и подростки

12 - 18 лет

• с площадью поверхности

тела меньше 1,9 см 2.

• То же, но с площадью

поверхности тела

больше 1,9 см 2.

Женщины старше 18 лет.

Мужчины старше 18 лет

Классическая методика тестирования следующая:

1. Испытуемый встает перед ступенькой лицом к ней.

2. Помощник запускает метроном с частотой 120 уд/мин.

3. По команде помощника испытуемый встает на ступеньку и сходит с нее под ритм, задаваемый метрономом, в следующем порядке:

• на счет "раз" ставит на ступеньку одну ногу,

• на счет "два" - вторую,

• на счет "три" опускает одну ногу на пол,

• на счет "четыре" - полностью сходит со ступеньки.

Во время выполнения теста испытуемому можно несколько раз сменить ногу, с которой начинается подъем.

Время выполнения теста определяется из вышеприведенной таблицы. Если испытуемый прекратил выполнение теста раньше положенного времени, то в последующих расчетах учитывается фактическое время восхождений. После восхождений испытуемый должен сесть, и ровно через 1 минуту после этого необходимо начать подсчет пульса следующим образом:

1. В начале 2-й минуты с момента седа, в течение 30 сек. подсчитать количество ударов, а в следующие 30 сек. этой минуты записать результат.

2. В начале 3-й минуты с момента седа, в течение 30 сек. подсчитать количество ударов, а в следующие 30 сек. этой минуты записать результат.

3. В начале 4-й минуты с момента седа, в течение 30 сек. подсчитать количество ударов, а в следующие 30 сек. этой минуты записать результат.

Отпустив испытуемого, можно на листе бумаги, воспользовавшись калькулятором, либо позже, воспользовавшись компьютерной техникой и возможностями электронных таблиц Excel, подсчитать результат выполнения теста по следующей формуле:

Где: Игст – индекс Гарвардского степ - теста, характеризующий скорость восстановительных процессов после выполненной работы. Чем быстрее восстанавливается пульс, тем больше значение индекса.

t, с – время восхождений, в секундах;

P1 – количество сокращений сердца в первые 30 сек. первой минуты отдыха после восхождений;

P2 – количество сокращений сердца в первые 30 сек. второй минуты отдыха после восхождений;

PЗ – количество сокращений сердца в первые 30 сек. третьей минуты отдыха после восхождений.

Полученные результаты оценивают в соответствие с критериями, приведенными в таблице.

Критерии оценки результатов Гарвардского степ-теста

Использовать Гарвардский степ–тест для обследования лиц старшего, а тем более пожилого возраста с режимами, приведенными в таблице нельзя, так как это тестирование вызывает значительные функциональные сдвиги в организме. Поэтому, для «сортировки» детей, подростков и лиц пожилого возраста по уровню общей физической работоспособности (ОФР) с использованием Гарвардского степ-теста, можно существенно уменьшить нагрузку. В нашей практике для этой цели длительное время используются следующие режимы выполнения этого теста. Высота ступеньки для детей 6-ти лет составляет 25 см, для всех остальных возрастов достаточна высота 35 см. Время восхождений мы ограничиваем 1–2 (максимум!) минутами для шестилеток, и 3-мя минутами для остального возраста. Частота восхождений нами была установлена экспериментально, по спонтанной частоте восхождений, которая оказалась равной 104 шага в минуту.

Естественно, что сниженные параметры выполнения теста в профессиональной практике использовать не следует; но для учебных задач применение указанных режимов весьма эффективно, позволяя дифференцировать исследуемый контингент по уровню общей физической работоспособности.

Работа №17 Тест Новакки.

Тест очень прост в исполнении и достаточно информативен. Этот тест может использоваться в детском и юношеском спорте, у нетренированных лиц и спортсменов. Суть теста заключается в индивидуализации нагрузки, в зависимости от веса тела испытуемого.

Проводят тест Новакки следующим образом. Испытуемому дают выполнять ступенчатую нагрузку, начальный уровень которой определяется из расчета 1 Вт/кг веса тела. Нагрузку увеличивают через каждые 2 минуты на 1 Вт/кг до тех пор, пока испытуемый не откажется выполнять нагрузку. В этот момент потребление кислорода близко, или равно максимальному, ЧСС также достигает максимума. Критерием работоспособности является уровень нагрузки, при котором происходит отказ ее выполнения. Подлежит учету и уровень ЧСС, соответствующий этому моменту.

Работа №18 Проба с определением максимального потребления кислорода

Проба основана на линейной зависимости между потреблением кислорода и мощностью выполняемой работы. При этом чем меньше уровень нагрузки, при котором потребление кислорода становится максимальным (выходит «на плато»), тем хуже функциональное состояние обследуемого, тем меньший его функциональный резерв, тем меньше его физическая работоспособность.

Проводится тест следующим образом. Испытуемый выполняет ступенчато–нарастающую нагрузку с одновременным определением уровня потребления кислорода. Нагрузка может выполняться на велоспироэргометре, либо на «бегущей дорожке» (тредмиле). Изменение нагрузки производится ступеньками, либо непрерывно, либо с паузами между ними. Уровни нагрузок определяются полом и возрастом обследуемого. На каждой «ступени» нагрузки определяют ЧСС и потребление кислорода (с помощью газоанализатора, например «Спиролит»). Далее сопоставляют полученные данные с нормативами. Практически о достижении «потолка» судят по достижению ЧСС уровня, определяемого по формуле:

О достижении функционального предела можно судить и по степени нарастания потребления кислорода: нагрузку прекращают, если увеличение нагрузки на 25 ватт приводит к возрастанию потребления кислорода лишь на 100 мл/мин или меньше.

Работа №19. Проба со статической нагрузкой.

Сущность этих проб отличается от проб с динамической нагрузкой. Пробы со статической нагрузкой сопровождаются изометрическим напряжением мышц (без укорочения их длины), венозным застоем и анаэробным режимом энергообеспечения. В этом режиме энергопотребление мышц резко возрастает, поэтому эти режимы мышечной работы не могут быть длительными. Длительность сокращения мышц в изометрическом режиме определяется возможностями не только (и не столько) сердечно–сосудистой системы, сколько индивидуальными возможностями энергообеспечения мышц. Пробы со статической нагрузкой используются в 2-х случаях. Во-первых, это измерение физической силы динамометрами. Во-вторых, пробы с удержанием груза в течение определенного времени незаменимы при оценке потенциальных возможностей сердечно–сосудистой системы.

Динамометры являются простыми и доступными приборами для измерения силы сокращения мышц. Показания кистевого динамометра, который быстро сжимают в ладони вытянутой руки, используют для определения силы сокращения мышц предплечья. Пробу можно усложнить, если под контролем электрокардиограммы и АД, для определения выносливости, к изометрической нагрузке (в секундах) последовательно выполнять нагрузки в 50 % и 75% от индивидуальной максимальной силы сжатия, до появления критериев утомления руки. Перерыв между двумя ступенями нагрузки составляет не менее 5-ти минут, – время, необходимое для восстановления исходных параметров (ЧСС, АД, ЭКГ). Пробу проводят для одной и другой руки.

Для определения силы сокращения мышц туловища, плечевого пояса и нижних конечностей, используется становой динамометр.

Очень эффективной является статическая проба с удержанием груза определенного веса в положении «на груди». По физиологическим соображениям, время удержания не должно превышать 60 секунд. Во время выполнения пробы производят регистрацию изменения частоты пульса, и по его динамике судят об адаптационных возможностях организма. Для детей и подростков 7–13 лет удерживаемый вес может составлять 4 кг; 14–16 лет – 8 кг; 17–20 лет и старше – 12 и 24 кг соответственно; для спортсменов-тяжелоатлетов – 60 кг. Во всех случаях время удержания груза составляет 1 минуту, причем вес подается в положение удержания помощниками, а спустя минуту снимается с кистей рук испытуемого без его участия. Критериями функционального состояния по данным кардиоритмограммы является динамика частоты пульса: при хорошем результате частота сердечных сокращений за время удержания практически не изменяется, при удовлетворительном – повышается к концу удержания, иногда довольно значительно. Дополняет оценку вариационный анализ сердечного ритма, оценивающий напряженность регуляторных систем при выполнении пробы. При неудовлетворительном результате пробы достигает значение индекса превышает 500 усл.ед. и выше.

Наиболее простым критерием силовой выносливости при выполнении пробы с удержанием груза является максимальное время этого удержания. В этом случае фиксируется время, в течение которого испытуемый удерживает груз заданного веса вытянутой в сторону рукой.

Работа № 20. Безусловные рефлексы продолговатого, среднего и промежуточного мозга

Продолговатый мозг

Черенком ложки прикоснитесь к задней поверхности языка. Непроизвольно возникает глотательный рефлекс.

Испытуемый делает подряд несколько глотательных движений. Когда у него во рту слюны не останется, глотательный рефлекс проявляться не будет.

Испытуемый делает 2–3 быстрых и глубоких вдоха и выдоха. После этого у него на некоторое время дыхание прекращается.

Ответьте на следующие вопросы.

Какие функции продолговатого мозга были выявлены в этих экспериментах?
Какие еще функции этого отдела головного мозга вам знакомы?

Средний мозг

Экспериментатор предлагает испытуемым задания (например, прочитать небольшой текст). Как только все испытуемые приступили к чтению, он неожиданно и достаточно сильно стучит по столу карандашом. В этот момент большинство испытуемых прекратят чтение и непроизвольно повернут голову к источнику звука (ориентировочный рефлекс).

Испытуемый смотрит на зажженную лампу. Виден один источник света. Теперь он осторожно надавливает на одно из глазных яблок и вновь смотрит на источник света. Предмет начинает двоиться, видны две лампочки. Это произошло оттого, что была нарушена правильная установка глаза, контролируемая средним мозгом.

Испытуемый закрывает глаза, вытягивает вперед правую руку с разогнутым указательным пальцем, остальные пальцы сжаты в кулак. После этого кончиком указательного пальца касается своего носа.

Ответьте на следующие вопросы.

Какие функции среднего мозга удалось установить с помощью данных экспериментов?
Вы наверняка обращали внимание на то, что в общественных местах двери чаще всего открываются наружу – с какой функцией среднего мозга это связано?

Промежуточный мозг

Экспериментатор предлагает испытуемым заниматься своими делами. А затем неожиданно дает громкую команду: «Замри!». Испытуемые замирают в разных позах (поздний рефлекс промежуточного мозга).

Ответьте на следующие вопросы.

Каковы рефлексы, центры которых находятся в промежуточном мозге, гипоталамусе?
Какие функции в промежуточном мозге выполняет гипоталамус?

Физиологические тесты, иллюстрирующие работу мозжечка

Ход работы:

Пальценосовая проба

Испытуемый закрывает глаза, вытягивает вперед правую руку с выпрямленным указательным пальцем, остальные пальцы сжаты в кулак. После этого кончиком указательного пальца касается своего носа.

Оценка результатов

В норме здоровый человек выполняет данное задание. При нарушении функции мозжечка данное задание выполнимо только в том случае, если рука опущена вниз.

Торможение движений, возникших в силу инерции

Работа проводится в парах. Испытуемый сгибает руку в локте. Экспериментатор захватывает его предплечье около кисти и предлагает испытуемому тянуть руку на себя, преодолевая сопротивление. Затем неожиданно для испытуемого экспериментатор отпускает его руку. Рука испытуемого делает короткий рывок и останавливается.

Ответьте на следующие вопросы.

Какую функцию мозжечка вы определили с помощью пальценосовой пробы?
Какую функцию мозжечка вы определили с помощью торможения движений, возникших в силу инерции?

Почему, когда опьяневший человек пытается сделать один шаг, он нередко делает по инерции несколько шагов в том же направлении?

Работа № 21. Исследование функциональных особенностей зрения.

Определите остроту зрения, пользуясь таблицей докт. Сивцева Д.А.

Для определения остроты зрения пользуются таблицей доктора Сивцева Д.А., составленной из строк букв различной величины. Остроту зрения у дошкольников определяют с помощью таблицы, на которой вместо букв изображены знакомые детям предметы

Как правило, исследования проводят с расстояния 5м, раздельно для каждого глаза /другой глаз должен быть закрытым/.

В определении остроты зрения участвуют два человека: один является испытуемым, другой должен располагаться рядом с таблицей и показывать испытуемому буквы:

Разместить таблицу Сивцева Д.А. так, чтобы она была хорошо и ровно освещена.
Усадить испытуемого на расстоянии 5м от таблицы и закрыть один глаз экраном или рукой.
Затем предложить испытуемому назвать буквы из строк, начиная сверху вниз. Найти ту последнюю строку, буквы которой испытуемый может прочесть.
Если последняя строка, которую отчетливо видит испытуемый десятая, острота зрения равна 1. При нормальном зрении первая строка видна с расстояния 50м. 10-я - с расстояния 5м.
Затем процедуру повторяют с другим глазом и результаты исследований занести в таблицу 28

Таблица№28 «Острота зрения»

Ф.И.О.

Возраст

Пол

Острота зрения

левого

правого

По результатам измерений дайте индивидуальные характеристики остроты зрения различных испытуемых.

Средние показатели остроты зрения у человека: а) нормальная - 1.0 и выше; б) пониженная - от 0.8 и ниже; в) повышенная - 1.5 - 2.0

X ФИЗИОЛОГИЯ ДЫХАНИЯ

Цель: освоить методы оценки функционального состояния дыхатель-

ной системы.

Задачи:

1) освоить метод спирометрии, определить легочные объемы;

2) освоить метод спирографии, определить легочные объемы;

3) оценить вентиляционные функции легких;

4) определить должную жизненную емкость легких;

5) определить форсированную жизненную емкость легких.

Оборудование: спирометры, спирограф, мыльный раствор, спирт, вата. Сущность процесса дыхания заключается в обеспечении организма кислородом, необходимым для окислительных процессов, и выделении из организма диоксида углерода, образующегося в результате обмена веществ. Для изучения внешнего дыхания (вентиляция легких), газообмена в легких и

тканях, а также транспорта газов кровью используют различные методы, позволяющие оценивать дыхательную функцию в состоянии покоя, при физической нагрузке и различных воздействиях. Дыхание – совокупность процессов, обеспечивающих поступление в организм кислорода, использование его для окисления органических веществ с освобождением энергии и выделением углекислого газа в окружающую среду.

Различают внешнее и внутреннее звенья системы дыхания. Внешнее звено системы дыхания — это совокупность легких с воздухоносными путями и грудной клетки с мышцами, приводящими ее в движение. Внутреннее

звено системы дыхания включает кровь, сердечно-сосудистую систему и органеллы клеток, обеспечивающие потребление кислорода (внутреннее дыхание).

Дыхание состоит из следующих этапов: газообмен между альвеолярной смесью газов и атмосферным воздухом;

газообмен между альвеолярной смесью газов и притекающей к легким венозной кровью; транспорт кислорода и углекислого газа кровью;

газообмен между артериальной кровью и тканями; тканевое дыхание.

При мышечной работе функция дыхания усложняется и усиливается, что очень важно для обеспечения высокого уровня газообмена.

Работа № 1. Спирометрия

Функциональное состояние легких зависит от возраста, пола, физического развития и ряда других факторов. Наиболее распространенной характеристикой состояния легких является легочный объем, который свидетельствует о развитии органов дыхания и функциональных резервах дыхательной системы.

Спирометрия – метод определения жизненной емкости легких (ЖЕЛ) и

составляющих ее объемов воздуха. Объем вдыхаемого и выдыхаемого воздуха можно непосредственно измерить с помощью спирометра. При исследованиях используют также суховоздушный спирометр (рис. 5). Для оценки функции внешнего звена системы дыхания у обследуемого следует сравнивать измеренные легочные объемы с должными величинами, которые рассчитывают по специальным формулам или определяют по номограммам. Отклонения ± 10 % расценивают как несущественные.

Ход работы

Спирометрпредставляет собой цилиндр, погруженный в воду и связанный резиновой трубкой с мундштуком. Есть и суховоздушные конструкции спирометров. Пациент вдувает воздух через мундштук в цилиндр, который всплывает над водой пропорционально объему выдохнутого воздуха После каждого определения спирометр освобождают от воздуха. После дезинфекции мундштука накладывают зажим на нос.

Рис.6. Суховоздушный спирометр

[pic]

1. Спокойно вдохните из атмосферы и выдохните в спирометр. Зафиксируйте величину дыхательного объема (ДО).

2. Спокойно выдохните в атмосферу, затем – глубоко в спирометр. За-

фиксируйте величину резервного объема выдоха (РОвыд)..

3. Емкость спирометра заполните воздухом до показателя 3 л, спокойно

вдохните из атмосферы, а затем глубоко – из спирометра. Колпак спирометра

опускается на величину резервного объема вдоха (PОвд). При работе с сухим

спирометром данный показатель рассчитывается по формуле

РОвд= ЖЕЛ – ДО – РОвыд.

4. Глубоко вдохните из атмосферы и глубоко выдохните в спирометр. Зафиксируйте величину жизненной емкости легких (ЖЕЛ) и сравните ее с должной жизненной емкостью легких (ДЖЕЛ).

Рекомендации по оформлению протокола работы

Полученные данные зафиксируйте в тетради протоколов опытов. Сделайте выводы, исходя из того, что:

1) ДО должен составлять 15 % от ЖЕЛ;

2) РОвд и РОвыд – от 42 % до 43 % от ЖЕЛ;

3) форсированная жизненная емкость легких (ФЖЕЛ) – 80–100 % от

ЖЕЛ;

4) величина резервов дыхания – не менее 60–63 % от ЖЕЛ;

5) частота дыхания (ЧД) в покое – 8–16 раз в минуту.

При анализе нужно выделить следующие основные нарушения функции внешнего дыхания:

а) обструктивные, когда затруднено прохождение воздуха по дыхательным путям, главным образом – по бронхам. При обструктивных процессах снижаются показатели максимальной вентиляции легких (МВЛ), ФЖЕЛ,

незначительно уменьшается ЖЕЛ;

б) реструктивные, когда имеется препятствие, которое затрудняет расширение и спадание легких (пневмосклероз, спайки плевры, окостенение ребер и т.п.). При реструктивных процессах снижаются ЖЕЛ и максимальная

вентиляция легких (MBЛ), в то же время ФЖЕЛ и показатели пневматотахометрии не изменены;

с) смешанные нарушения.

Работа №2 Определение индекса Тиффно

Для оценки вентиляционных возможностей часто используют индекс Тиффно, отражающий силу межреберных мышц, существенно влияющей на дыхательные функции. Индекс Тиффно определяется отношением объема воздуха, с максимальной силой выдохнутого за первую секунду после максимального вдоха (ФЖЕЛ), к значению жизненной емкости легких (ЖЕЛ), выраженное в процентах:

Где: ФЖЕЛ – форсированная жизненная емкость легких (ЖЕЛ), л;

ЖЕЛ – жизненная емкость легких, л.

В норме этот показатель составляет 70—83%; его значения ниже 70% считаются патологическими и свидетельствует о нарушении бронхиальной проходимости.

Нормативное (то есть, должное) значение ФЖЕЛ, согласно предложению симпозиума по физиологии дыхания, можно определить по формулам:

для мужчин:

для женщин:

Работа №3. Определение максимальной вентиляции легких.

Для оценки развития дыхательной системы в динамике, можно, на основе измеренных значений ЖЕЛ и МОД, отслеживать изменения "максимальной вентиляции легких" (МВЛ) (предел дыхания, максимальный минутный объем, максимальная дыхательная емкость) – максимальное количество воздуха, которое может быть провентилировано в течение 1 мин. Этот показатель характеризует функциональную способность аппарата внешнего дыхания и составляет в норме 50—180 л. Предложены различные формулы определения должной МВЛ (ДМВЛ):

Наиболее часто используется следующая формула:

Где: ДМВЛ – «должная» максимальная вентиляция легких, л;

ДЖЕЛ – «должная» жизненная емкость легких, л.

для мужчин:

Где: ДМВЛ – «должная» максимальная вентиляция легких, л;

ДЖЕЛ – «должная» жизненная емкость легких, л.

для женщин:

Где: ДМВЛ – «должная» максимальная вентиляция легких, л;

ДЖЕЛ – «должная» жизненная емкость легких, л.

Для этих же целей можно применить и следующую формулу:

Где: ДМВЛ – «должная» максимальная вентиляция легких, л;

S – поверхность тела, м²;

К – коэффициент, равный: 60 для лиц 18-29 лет;

50 для лиц 40-49 лет;

40 для лиц 50-59 лет;

35 для лиц 60 и более лет.

Резерв дыхания (РД) — разница между МВЛ и МОД— показывает возможность увеличения вентиляции. Отношение РД / МВЛ, выраженное в процентах, является одним из очень ценных показателей функционального состояния аппарата внешнего дыхания и составляет в норме 85–90%.

Дайте оценку длительности произвольной задержки при вдохе и на выдохе:

- задержка выдоха после спокойного вдоха _____сек;

- задержка вдоха после спокойного выдоха _____ сек;

- задержка выдоха после глубокого вдоха _____ сек;

- задержка вдоха после глубокого выдоха _____ сек.

Объясните полученные результаты:

Определите дыхательный объем (ДО) и жизненную емкость легких в состоянии покоя.

- ДО и ЖЕЛ определяют в положении стоя.

- Студент протирает мундштук спирометра ватой, смоченной спиртом.

- Для определения ДО испытуемый при спокойном дыхании выдыхает воздух в спирометр.

- Для определения ЖЕЛ испытуемый после максимального вдоха делает максимально глубокий выдох в спирометр, зажав при этом свободной рукой нос.

- По шкале спирометра определяют ЖЕЛ. Точность результатов повышается, если измерение ЖЕЛ производится несколько раз, и вычисляют среднюю величину. При многократных измерениях необходимо у спирометра поворачивать измерительную шкалу и нулевое деление шкалы совмещать со стрелкой.

- Полученные данные занесите в таблицу «Показатели внешнего дыхания»:

Таблица 29. Показатели внешнего дыхания

Показатели

Испытуемые

1 испытуемый

2 испытуемый

3 испытуемый

покой

нагрузка

покой

нагрузка

покой

нагрузка

Возраст

Пол

Масса тела (в кг)

Длина тела (в см)

ЖЕЛ фактическая

ЖЕЛ должная

Время задержки выдоха

ЧДД

Сравните полученные результаты с нормативными из таблицы и дайте оценку состояния внешнего дыхания испытуемых:

Таблица 30 Средняя величина показателей внешнего дыхания

Показатели

Мальчики

Девочки

16-17 лет

18-19 лет

16-17 лет

18-19 лет

ЧДД в мин

18-20

14-16

20-22

15-17

ДО в мл

450

500

400

450

ЖЕЛ

2650

3520

2530

2760

Время задержки выдоха в сек (в покое)

30-35

35-45

25-30

30-35

Определить изменение показателей после нагрузки:

- Испытуемый делает 40 приседаний в минуту, или бег на месте в темпе 160-180 шагов в минуту.

- Сразу после нагрузки в положении стоя определяем ЖЕЛ.

- Подсчитываем число дыхательных движений за 15 секунд. Умножив подсчитанное число на 4, получим ЧДД за 1 минуту.

- Определите продолжительность задержки дыхания (задержка выдоха).

- Должную жизненную емкость легких рассчитывают по формуле:

ЖЕЛдолж.= должный основной обмен * коэффициент.

- При этом, должный основной обмен (определяется по таблицам «Определение основного обмена по данным веса, возраста и роста»)

Возрастной коэффициент равен: для девушек 15-16 лет – 2,6

для юношей 15-16 лет – 2,7

для женщин - 2,3

для мужчин - 2,6

- Определите какой процент от должной жизненной емкости легких составил показатель ЖЕЛ фактич. из пропорции: ЖЕЛ долж. – 100 %

ЖЕЛ факт. – Х % , Х =

Работа № 4. Измерение параметров дыхания.

Параметры вентиляции легких во многом определяют эффективность функционирования системы кровообращения, поэтому являются обязательными при оценке оздоровительной эффективности физической культуры. Наиболее употребительными являются следующие показатели:

Частота дыхания (ЧД) – частота дыхательных движений в минуту. В норме, в покое, этот параметр равен 16; при физической работе частота дыхания возрастает.

Глубина дыхания (дыхательный объем, ДО) - количество воздуха в литрах, которое поступает в легкие при вдохе. Дыхательный объем представляет собой количество вдыхаемого или выдыхаемого воздуха при каждом дыхательном цикле. В норме этот показатель колеблется от 300 до 900 мл (в среднем 600–800 мл). Глубину дыхания можно определить путем выдоха в не растягивающийся мешок, который не оказывает сопротивления выдоху. В этот мешок делается несколько выдохов, после чего спирометром (прибором для определения объема выдыхаемого воздуха) определяется общее количество воздуха в мешке; полученное значение делится на количество произведенных выдохов.

Жизненная емкость легких (ЖЕЛ) – основной показатель функционального состояния дыхательной системы. Максимальные значения ЖЕЛ включают в себя дыхательный объем, резервный объем вдоха и резервный объем выдоха. Определяется ЖЕЛ путем измерения максимально возможного количества выдыхаемого воздуха после максимального вдоха. В покое значение ЖЕЛ колеблется от 2,5 литров до 6 и более литров (у пловцов).

Физиологическое мертвое пространство — это объем, в котором не происходит газообмена. У здоровых лиц оно почти полностью соответствует анатомическому мертвому пространству, т. е. объему воздуха в верхних дыхательных путях (трахее, бронхах) и составляет в среднем около 150 мл у мужчин и около 120 мл у женщин. При несоответствии между заполнением воздухом отдельных участков легких и их перфузией мертвое пространство увеличивается. Мертвое пространство играет особую роль при вынужденном поверхностном дыхании. Затруднение вдоха, возникающее при этом, приводит к тому, что человек в большей степени дышит выдыхаемым воздухом, остающимся в трахео–бронхиальном дереве, вследствие чего могут наступить явления дыхательной недостаточности. Такая ситуация может возникнуть и при удержании штанги в положении «на груди», когда экскурсия грудной клетки резко ограничена.

Резервный объем вдоха - максимальный объем воздуха, который можно вдохнуть после спокойного вдоха дополнительным усилием дыхательных мышц; он составляет в норме 1000–2000 мл.

Резервный объем выдоха - максимальный объем воздуха, который можно выдохнуть после спокойного выдоха дополнительным усилием дыхательных мышц (примерно 25% жизненной емкости легких).

Форсированная жизненная емкость легких (ФЖЕЛ) — количество воздуха, которое может быть выдохнуто при форсированном выдохе после максимального вдоха, характеризует состояние бронхиальной проходимости. Величину ФЖЕЛ определяют за 1, 2 и 3-ю секунду максимального форсированного выдоха.

Эти объемы принято выражать в процентах от ЖЕЛ, так как определение ЖЕЛ весьма доступно. Исходя из этого, остаточный объем по отношению к ЖЕЛ составляет 33%, дыхательный объем – 15–20%, а резервный объем вдоха и выдоха – по 40–45% ЖЕЛ.

Работа № 5. Спирография

Ход работы

Спирограф имеет ёмкость, из которой дышит пациент. Изменение ёмкости приводит к перемещению писчика, которое пропорционально объёму вдыхаемого и выдыхаемого воздуха. Движение бумажной ленты с заданной

скоростью позволяет определить частоту дыхания и особенности дыхательных движений. После дезинфекции загубника начните дышать из спирографа. Включите лентопротяжный механизм (50 мм/мин). Регистрация спирограммы включает следующие этапы:

1) спокойное дыхание (30–60 с); определяются ДО, ЧД, минутный объ-

ем дыхания (МОД);

2) глубокий вдох и выдох; определяются РОвд, РОвыд и ЖЕЛ;

3) форсированный (быстрый и глубокий) выдох после глубокого вдоха; запись осуществляется при большой скорости движения бумажной ленты

(1200 мм/мин или 600 мм/мин); определяется ФЖЕЛ; в течение 20 с дышите как можно глубже и чаще (50–60 дыханий в минуту); определив глубину и частоту такого дыхания, по их произведению найдите МВЛ;

4) в течение 20 с дышите как можно глубже и чаще (50-60 дыханий в минуту). Определив глубину и частоту такого дыхания, по их произведению

найдите МВЛ.

Рекомендации по оформлению протокола работы

Полученные данные внесите в тетрадь протоколов опытов. Сделайте

выводы.

Работа № 6. Оценка вентиляционной функции легких

Вентиляционную функцию легких характеризуют легочные объемы и емкости, показатели механических свойств аппарата вентиляции и показате-

ли вентиляции. Наиболее часто применяются следующие из них.

Ход работы

Частота дыхания (ЧД) – число дыхательных движений в минуту. Определяется по спирограмме спокойного дыхания (по отрезкам длительностью не менее 2 минут). Идет подсчет числа выдохов (вдохов) с последующим делением на число минут. ЧД подвержена возрастным колебаниям и легко меняется под влиянием различных причин (состояние здоровья, температура тела и окружающей среды, эмоциональные факторы и др.). Учащение дыхания, особенно в сочетании с малым дыхательным объемом, характерно для реактивных поражений (виброз легких), но может иметь место при произвольной гипервентиляции, дыхательном неврозе. Урежение дыхания более свойственно обструктивным нарушениям. Дыхательный объем (ДО) – объем воздуха, вдыхаемого при каждом дыхательном цикле. Вычисляется по спирограмме (СГ) спокойного дыхания путем определения амплитуды вдоха. Должный ДО вычислите исходя из должного МОДа (минутного объема дыхания) делением последнего на сред- невозрастную норму ЧД. В связи с лабильностью, особенно у детей раннего возраста, данный показатель приобретает практическую значимость лишь

при сочетании с ЧД и в динамике. Увеличение ДО даже в покое наблюдается при дыхательной недостаточности, в случае диабетической комы (т. н. кус-маулевское дыхание), на высоте чейн-стоксова дыхания, а также под влияни ем психогенных факторов. Снижение ДО может быть при нейротоксикозе, рестриктивных формах дыхательной недостаточности (пневмосклероз), болях плевры и повреждениях грудной клетки.

Минутный объем дыхания (MOД) – количество воздуха, вентилируемого в одну минуту. Рассчитывается как произведение ДО и ЧД. При равномерном дыхании для расчета среднего ДО через все вершины и основания зубцов СГ проведите линии и измерьте расстояния между ними по вертикали. Вершины выдохов на СГ образуют т. н. «уровень спокойного выдоха», который соответствует положению, занимаемому легкими и грудной клеткой под воздействием внутренних эластических сил при полном расслаблении дыхательной мускулатуры. В случае неравномерного, аритмичного дыхания МОД измерьте путем определения глубины каждого вдоха на протяжении 2– 3 мин, результаты сложите и разделите на число минут. В покое MOД составляет 6–8 л/мин, при физической нагрузке может достигать 80–120 л/мин. Должную величину МОД (ДМОД) рассчитайте непосредственно исходя из основного обмена по формуле

ОО

ДМОД = ––––––––––,

6,07 КИО2

где ОО – основной обмен, определяемый по таблицам Гарриса – Бенедикта; КИО2 – коэффициент использования кислорода в легких; величина 6,07 – произведение средней калорической стоимости кислорода (4,91) на число минут в сутках (1440), деленное на 1000. МОД характеризует интенсивность общей легочной вентиляции и имеет практическое значение для оценки вентиляции только в сопоставлении с ЧД и ДО, что позволяет ориентировочно судить о наличии гипо- и гипервентиляции. При частом и поверхностном дыхании большая часть МОДа идет на вентиляцию мертвого пространства, при глубоком – возрастает объем вентиляции альвеол. Повышение МОДа отмечается при различных заболеваниях легких и сердца, нарастает по мере прогрессирования недостаточности кар диореспираторной системы и расценивается как одно из проявлений компен- сации с целью достижения необходимого для газообмена уровня вентиляции альвеол, а также при повышении обменных процессов (тиреотоксикоз). Уменьшение МОДа встречается при угнетении дыхательного центра. МОД подвержен индивидуальным колебаниям. Резервный объем вдоха (РОвд), резервный объем выдоха (РОвыд) – мак- симальный объем воздуха, который можно вдохнуть (РОвд) или выдохнуть (РОвыд) после спокойного выдоха или вдоха. РОвд и РОвыд очень изменчивы даже в физиологических условиях и зависят от пола, возраста, физической тренированности, положения тела и т.п. Данные объемы в известной мере определяют способность к увеличению количества вентилируемого воздуха и уменьшаются при патологических состояниях. Снижение РОвд наблюдается при рестриктивных (ограничительных) процессах, при уменьшении эластичности легочной ткани, снижение РОвыд – чаще при обструктивных поражениях, особенно сопровождающихся эмфиземой. Большую ценность для диагностики имеют не абсолютные показатели РО, а их относительные величины, в частности отношение их к ЖЕЛ. В норме оно равно 33–40 % ЖЕЛ. Измерьте по спирографической кривой РО – расстояние от вершины инспираторного колена до уровня вершины спокойного вдоха, РО – расстояние от вершины экспираторного колена до уровня спокойного выдоха. Жизненная емкость легких (ЖЕЛ) – максимальное количество воздуха, которое можно выдохнуть после максимально глубокого вдоха. Состоит из суммы РОвд ДО, РОвыд. После нескольких спокойных дыхательных движений сделайте макси- мально глубокий вдох, а затем плавно, до отказа, выдохните весь воздух. Исследования повторите 2–3 раза с небольшими интервалами и зафиксируйте максимальное значение ЖЕЛ. Измерьте ЖЕЛ расстоянием от вершины инспираторного колена до вершины экспираторного. В соответствии с масштабом шкалы спирографа сделайте пересчет в миллилитрах.

Должная жизненная емкость легких (ДЖЕЛ)

1. Должную величину ЖЕЛ (ДЖЕЛ), л, рассчитайте по росту и возрас-

ту, используя уравнения Болдуина:

мужчины: ДЖЕЛ = Р(27,63–0,112 А);

женщины: ДЖЕЛ = Р(21,78–0,101 А),

где Р – рост, см; А – возраст, годы.

2. По Антони ДЖЕЛ рассчитайте исходя из основного обмена:

мужчины: ДЖЕЛ =2,6 · ОО;

женщины: ДЖЕЛ = 2,2 · ОО.

Для расчета ДЖЕЛ, л, у детей до 16 лет можно использовать такие формулы: мальчики: ДЖЕЛ = 4,53 Р – 3,9;

девочки: ДЖЕЛ = 3,75 Р – 3,15,

где Р – рост, м. Форсированная жизненная емкость легких (ФЖЕЛ), или объем форсированного выдоха (ОФВ) – количество воздуха, которое может быть выдохнуто при форсированном выдохе после глубокого вдоха. После максимального глубокого вдоха на несколько секунд задержите дыхание, а затем быстро и насколько возможно глубоко выдыхайте. Исследования повторите 2–3 раза и зафиксируйте максимальное значение. ФЖЕЛ определяйте при большой скорости протяжки бумаги (от 600 мм/мин и более) и рассчитайте аналогично ЖЕЛ. Помимо абсолютной величины ФЖЕЛ, нужно учесть объем форсированного выдоха за 1 с – ФЖЕЛ1. Должную величину ФЖЕЛ1, л/с, у детей высчитывают исходя из следующих формул:

мальчики: ФЖЕЛ1 = 3,38Р – 3,18,

девочки: ФЖЕЛ1 = 3,30Р – 2,79.

где Р – рост, м. Для характеристики механики дыхания представляет интерес как абсолютная величина ФЖЕЛ1, так и индекс Тиффно, т. е. отношение ФЖЕЛ1 к ЖЕЛ в процентах. Пока не существует единого мнения, к какому объекту ЖЕЛ следует относить ФЖЕЛ1 (к фактической ЖЕЛ, ФЖЕЛ данного субъекта или к ДЖЕЛ). Более физиологичным считается отношение ФЖЕЛ1 к фактической ЖЕЛ в данных условиях. В норме ФЖЕЛ1 составляет не менее 70% фактической ЖЕЛ. Снижение ФЖЕЛ характерно дня заболеваний, сопровождающихся нарушением бронхиальной проводимости (бронхиальная астма, распространенные формы хронической пневмонии и т. п.). Представление о состоянии механики дыхания дает и качественная оценка кривой ФЖЕЛ. Пологая форма верхней трети кривой отражает повышенное сопротивление крупных бронхов, растянутая конечная часть указывает на ухудшение проводимости мелких дыхательных путей и снижение эластичности легких. Ступенеобразный ход кривой отражает клапанный механизм нарушения бронхиальной проводимости. Максимальная вентиляция легких (МВЛ, л/мнн) – максимальное количество воздуха, которое может быть провентилировано легкими в течение 1 минуты. В течение 12–20 с дышите в спирограф с максимально возможной быстротой и глубиной. (Более длительная гипервентиляция усиливает выделение СО2 и способствует гипокапнии, вследствие чего могут возникнуть головокружение, рвота и даже обморочное состояние.) Вычислите МВЛ по сумме величин зубцов спирографа в мм, затем в соответствии с масштабом шкалы спирографа сделайте пересчет в миллилитрах. Должную МВЛ рассчитайте по формулам:

мальчики: ДМВЛ = 99,1Р – 74,3;

девочки: ДМВЛ = 92,4Р – 68,0.

где Р – рост, м.

Величина МВЛ подвержена значительным индивидуальным колебаниям и зависит от влияния различных легочных и внелегочных факторов. МВЛ, как и индекс Тиффно, позволяет судить о суммарных изменениях механики дыхания (отражает мышечную силу, растяжимость легких и грудной клетки, а также сопротивление воздушному потоку) и характеризует резервные возможности дыхания. Для выяснения преобладающего влияния обструктивных и реструктивных изменений в легких вычислите отношение МВЛ в процентах от ДМВЛ к ЖЕЛ в процентах от ДЖЕЛ, которое называется показателем скорости движения воздуха. Если этот показатель меньше единицы, то это указывает на преобладание обструктивных нарушений, больше единицы – реструктивных. Поглощение кислорода (ПО2, мл/мин) – количество кислорода, которое поглощается в легких за 1 минуту. При спирографии с автоматической подачей кислорода ПО2 определяют по кривой регистрации подачи кислорода, при дыхании воздухом – по наклону записи спирограммы. Должную величину находят по формуле

ДОО

ДПО2 = ––––––––––,

7,07

где ДОО – должный основной обмен.

Величина ПО2 зависит от функционального состояния легких, сердечно-сосудистой системы и уровня окислительно-восстановительных процессов в организме. Снижение ПО2 при наличии выраженной дыхательной и сердечной недостаточности указывает на истощение резервных возможнотей организма.

Коэффициент использования кислорода в легких (КИО2) определяется количеством, мл, кислорода, поглощенного из 1 л вентилируемого воздуха, и рассчитывается как отношение ПО2 к МОД. Все исходные показатели измеряют в одном отрезке спирограммы. Нормальная величина КИО2 для детей старше 6 лет и для взрослых – 35–40 мл/л; детей младше 5 лет – 30–33 мл/л. Величина КИО2 зависит от условий диффузии кислорода, объема аль-

веолярной вентиляции, совершенства координации между легочной вентиляцией и кровообращением в малом круге и дает представление об эффективности вентиляции и газообмена в легких. Снижение КИО2 свидетельствует о несоответствии вентиляции и кровотока и встречается при легочной и сердечной недостаточности, при эмоциональных напряжениях, гипервентиляции. Увеличение КИО2 указывает на повышенное использование кислорода вентилируемого воздуха в легких.

Рекомендации по оформлению протокола работы

Полученные данные внесите в тетрадь протоколов опытов. Сравните их

с должными и нормальными величинами. Сделайте выводы.

XI ОСНОВНОЙ ОБМЕН ЭНЕРГИИ И ОСНОВЫ РАЦИОНАЛЬНОГО ПИТАНИЯ

Цель: познакомиться с методами исследования энергетического обме-

на и принципами составления сбалансированных рационов питания.

Задачи:

1) познакомиться с основными понятиями, отражающими процессы энергообмена в организме;

2) научиться рассчитывать величину основного обмена и суточных затрат энергии;

3) научиться составлять пищевой рацион.

Оборудование: ростомер, весы, набор таблиц, калькулятор, тонометр,

кушетка, номограмма, линейка. Исследование проводят на человеке.

Поступающие в организм питательные вещества (аминокислоты, жирные кислоты, моносахара) выполняют в организме две функции: пластическую и энергетическую. С одной стороны, они используются для построения новых структур, с другой – подвергаются биологическому окислению, сопряженному с ресинтезом АТФ, энергия которого используется для совершения различных видов работы. Уровень энергозатрат организма в условиях физиологической активности называется общим обменом энергии. Он определяется величиной основного обмена и энергозатратами организма на выполнение движений – рабочей прибавкой. Основной обмен – это энергозатраты организма в условия физиологического покоя, т. е. когда человек находится в положении лежа,при комфортной температуре (+20 °С), в условиях эмоционального покоя и натощак (через 12–18 ч после приема пищи), чтобы исключить энергозатраты организма на переваривание пищи. Рабочая прибавка – прирост энергозатрат, обусловленный в основном выполняемой внешней работой. Определяемые энергозатраты организма в условиях основного обмена с учетом рабочей прибавки являются базой, на которой основывается один из принципов рационального питания – соответствие энергетической ценности компонентов пищевого рациона суммарным энергозатратам организма. В случае необходимости перевода единиц, используемых в физиологии и медицине, в Международную систему единиц (СИ) и наоборот нужно знать, что 1 кал ≈ 4,19 Дж; 1 Дж = 0,239 кал; 1 ккал/ч = 1,16 Вт; 1 Вт = 0,860ккал/ч.

Работа № 1. Определение величины должного основного обмена

Величина основного обмена зависит от пола, возраста, роста и массы

тела. Полученные при выполнении работы величины должного обмена явля-

ются базовыми и используются для выполнения других заданий.

Ход работы

1. Измерьте рост испытуемого в положении стоя с помощью ростомера,

соблюдая следующие правила:

– обследуемый должен встать спиной к вертикальной стойке, касаясь ее пятками, ягодицами и межлопаточной областью, выпрямив грудь и поджав живот;

– при этом пятки должны быть расположены вместе, а носки врозь; голова держится ровно, так, чтобы угол глаза и уха находился на одном уровне;

– опустить планшетку до соприкосновения с головой и записать показания.

2. Измерьте массу тела десятичными рычажными медицинскими весами (чувствительность – 50 г) с платформой и стойкой. Чтобы взвешивание было правильным, необходимо соблюдать следующие правила:

– взвешивание производится без одежды и обуви;

– взвешивание производится при опущенном затворе весов;

– обследуемый должен осторожно, с правой ноги встать на середину платформы весов.

3. Определите должную величину основного обмена с помощью табл. 28, табл. 29, табл. 30. Для этого необходимо найти два числа: первое – по росту и возрасту, второе – по массе тела. Сумма этих чисел будет величиной должного основного обмена (ккал/сут), характерного для вашего возраста, роста и веса. С учетом современных требований правильнее выражать его в килоджоулях (кДж). Поэтому сумму чисел, найденных по табл. 28, табл. 29, табл. 30, умножьте на 4,19.

Рекомендации по оформлению протокола работы

Полученные результаты занесите в тетрадь, сделайте вывод, в котором объясните, почему величина должного основного обмена зависит от антропометрических данных (рост, масса тела), а также возраста и половой принадлежности.

Работа № 2. Определение отклонения от должного основного обмена по формуле и номограмме Рида

Известно, что в условиях основного обмена 9–10 % энергии АТФ расходуется на работу, совершаемую сердцем. Это дает основание установить взаимосвязь между параметрами, характеризующими нагнетательную функцию сердца (ЧСС, АД), и суммарными энергозатратами организма. Такая взаимосвязь может быть наиболее четкой, если организм находится в стандартных условиях определения основного обмена. На основании многочисленных параллельно исследуемых параметров гемодинамики и значений основного обмена Рид эмпирически установил и количественно выразил в виде формулы зависимость между показателями

измеряемых функций. Использованные в этой формуле коэффициенты позволяют рассчитать процент отклонения от должных значений основного обмена. Это представляется очень удобным, поскольку именно по этой величине производится оценка состояния основного обмена (отклонение ±10 % считается нормальным).

Таблица 31 Расчет основного обмена у мужчин в зависимости от роста и возраста, кал (первое число)

Рост, см

Возраст, лет

144

593

568

148

633

608

152

673

648

619

605

592

578

565

538

484

416

335

156

713

678

639

625

612

598

585

558

504

436

355

160

773

738

679

665

652

638

625

598

544

476

395

168

803

768

699

685

672

658

645

618

564

496

415

172

823

788

719

705

692

678

665

638

584

516

435

176

843

808

739

725

712

698

685

658

604

536

455

180

863

828

759

745

732

718

705

678

624

556

475

184

883

848

779

865

752

738

725

698

644

576

495

Ход работы

1. У испытуемого в положении лежа на спине в условиях максимального

мышечного покоя и желательно минимального эмоционального напряжения

произведите трехкратное измерение артериального давления — систоличе-

ского (АДс) и диастолического (АДд) – по методу Короткова. Далее измерьте

ЧСС по пульсу.

Таблица 32 Расчет основного обмена у женщин в зависимости от роста и возраста, кал (первое число)

Рост, см

Возраст, лет

144

171

162

–

148

187

178

152

201

192

183

174

164

155

146

127

156

215

206

190

181

172

162

153

134

160

229

220

198

188

179

170

160

142

104

164

243

234

205

196

186

177

168

149

112

168

255

246

213

203

194

184

175

156

119

172

267

258

220

211

201

192

183

164

126

176

279

270

227

218

209

199

190

171

134

180

291

282

235

225

216

207

197

179

141

Таблица 33 Зависимость энергозатрат от массы тела (второе число)

Мужчины

Женщины

масса,кг

кал

масса, кг

кал

масса, кг

кал

масса, кг

Кал

699

1057

1085

1277

727

1074

1095

1286

754

1112

1105

1305

782

1139

1114

1325

809

1167

1133

1344

837

1194

1152

1363

864

1222

1172

1382

892

1249

1181

1401

919

1277

1191

1420

949

1304

1210

1439

960

1318

1219

1449

974

1332

1229

1458

1002

1359

1248

1478

1029

1387

1267

1497

Интервал между измерениями должен быть 1–2 минуты. Для последующих расчетов возьмите минимальные значения параметров.

2. Рассчитайте величину пульсового давления (ПД) по формуле

ПД = АДс – АДд.

Полученные результаты подставьте в формулу Рида:

Процент отклонения = 0,75 (ЧСС + 0,74 ПД) – 72,

где ЧСС – пульс; ПД – пульсовое давление.

Пример расчета: если ЧСС составляет 76 ударов в 1 мин, АДс –120 мм рт. ст., АДд – 80 мм рт. ст., то пульсовое давление ПД будет равняться (120 – 80 = 40 мм рт. ст.). Подставляем эти значения в формулу Рида. Получим: Процент отклонения = 0,75 (76 + 40 · 0,74) – 72 = 7,2.

3. Вместо проведения расчетов можно пользоваться номограммой Рида (рис. 25). На левой шкале найдите измеренные значения частоты пульса, а на правой – пульсовое давление. Найденные точки соедините линейкой. Точка пересечения линейки со средней шкалой показывает процент отклонения основного обмена.

Рекомендации по оформлению протокола работы

Запишите в тетрадь полученные результаты. Сопоставьте данные, рассчитанные по формуле Рида, со значениями должного основного обмена,

рассчитанного в предыдущей работе. Объясните возможные причины отличий. Почему по показателям деятельности системы кровообращения можно судить об основном обмене?

Работа № 3. Определение суточных энергозатрат хронометражно-табличным методом

Необходимость ориентировочного определения энергозатрат обусловлена важностью организации рационального (в ряде случаев лечебного) питания.

[pic]

Рис. 7 Номограмма Рида

В табл. 34представлены данные, разработанные на основе определения энергозатрат при различных состояниях организма (сон, бодрствование, прием пищи и т. д.) и разнообразных видах его деятельности, включая работу (учебу), занятия физкультурой и спортом, многообразные формы хозяйственной деятельности и т.д. Числа, характеризующие энергозатраты в разных условиях и при разных уровнях активности, учитывают как уровень основного обмена, так и величину рабочей прибавки, то есть характеризуют общий расход энергии в конкретной ситуации. Повышение основного обмена, % Пульсовое давление, мм. рт. ст.

Таблица 34 Общий расход энергии при различных видах деятельности (включая основной обмен)

Виды деятельности

Энергозатраты на 1 кг массы тела

кДж

ккал/мин

Бег со скоростью 180 м/мин

0,74

0,1780

Беседа сидя

1,05

0,0252

Беседа стоя

0,11

0,0262

Домашняя работа

0,22

0,0530

Личная гигиена

0,14

0,0329

Надевание и снимание обуви и одежды

0,12

0,0281

Отдых стоя

0,11

0,0264

Отдых сидя

0,09

0,0229

Прием пищи сидя

0,10

0,0236

Произнесение речи без жестикулирования

0,15

0,0369

Работа в лаборатории стоя

0,15

0,0360

Работа в лаборатории сидя

0,10

0,0250

Работа хирурга

0,10

0,0266

Работа бетонщика

0,36

0,0856

Работа каменщика

0,40

0,0952

Работа на огороде

0,36

0,0857

Работа шофера

0,14

0,0340

Работа столяра

0,24

0,0571

Сон

0,06

0,0155

Стирка белья вручную

0,21

0,0511

Слушание лекций

0,11

0,0255

Уборка постели

0,14

0,0329

Ход работы

1. Проведите предварительный хронометраж одного наиболее стереотипного дня (суток), в течение которого продолжительность различных видов деятельности достаточно хорошо известна, по табл. 31.

2. Найдите численные значения энергозатрат на 1 кг массы тела в единицу времени.

3. Найденные значения умножьте на продолжительность данной деятельности и массу тела испытуемого. Получится величина энергозатрат з определенный промежуток времени. Подобные расчеты сделайте для каждого вида деятельности и сна в течение суток.

4. Найдите сумму всех величин. Результат примерно отражает Ваши суточные энергозатраты (табл. 35).

Таблица 35 Суточные энергозатраты

п/п

Характер

деятель-

ности

Продолжительность

деятельности

Энергозатра-

ты, ккал/ч

Энергозатраты за все

время деятельности

Рекомендации по оформлению протокола работы

Результаты работы оформить в виде табл. 32, сравнить полученные значения с энергозатратами представителей различных профессий. Сделать вывод о соответствии Ваших энергозатрат характеру деятельности.

Работа № 4. Составление суточного пищевого рациона по таблицам

Под рациональным питанием понимают правильно организованное обеспечение организма питательной и вкусной пищей, содержащей оптимальное количество различных пищевых веществ, необходимых для его развития и функционирования. В результате изучения потребностей организма в энергии и пищевых веществах разработаны физиологические нормы питания, основанные на следующих принципах.

1. Энергетическая ценность (калорийность) пищевого рациона должна со-ответствовать энергозатратам организма. При этом необходимо учитывать, что усвояемость пищи составляет около 90 %, т. е. энергетическая ценность рациона должна на 10 % превышать потребности организма в энергии. Энергозатраты организма определяются уровнем основного обмена и величиной рабочей прибавки. Рабочая прибавка, в свою очередь, зависит от характера трудовой деятельности. В зависимости от тяжести труда все население делится на пять (мужчины) или четыре (женщины) профессиональных группы:

I группа – работники преимущественно умственного труда;

II группа – работники, занятые легким физическим трудом;

III группа – работники среднего по тяжести труда;

IV группа – работники тяжелого физического труда;

V группа – работники, занятые особо тяжелым физическим трудом.

В каждой из групп выделена дифференциация по возрасту. В качестве дополнительных групп выделяются беременные и кормящие женщины с детьми в возрасте 1–6 мес. и 7–12 мес. Для них указаны добавки к соответствующим их трудовой деятельности групповым нормам (табл. 33).

Таблица 36 Дополнение к норме питания для беременных и кормящих женщин

Группа

ккал

Белки

Жиры, г

Углеводы, г

всего, г

животного

происхождения, г

Беременные

+350

+30

+24

+12

+30

Кормящие(возраст детей 1–6 мес.)

+500

+40

+26

+15

+40

Кормящие (возраст детей 7–12 мес.)

+450

+30

+20

+15

+30

2. Питательные вещества, поступающие с пищевыми продуктами, долж-

ны быть сбалансированы между собой, т. е. находиться в определенных соот-

ношениях; в частности, для белков, жиров и углеводов, как правило, должна

соблюдаться пропорция 1: 1,2:4,6.

3. Не менее 55 % для взрослых и 60 % для детей белка должно поступать с продуктами животного происхождения, протеины которых содержат полный набор незаменимых аминокислот.

4. Для удовлетворения потребностей организма в ненасыщенных жирных кислотах не менее 30 % жиров должно иметь растительное происхождение.

5. Потребность в витаминах должна удовлетворяться за счет включения в рацион овощей и фруктов (желательно свежих), ржаного хлеба и хлеба из муки грубого помола (витамины группы В).

6. Пища должна быть достаточной по объему и содержать так называемые балластные вещества: клетчатку и пектины. Эти вещества не всасываются и не используются на энергетические и пластические нужды человека, но выполняют ряд важных физиологических функций: обеспечивают своевременное формирование чувства насыщения, адсорбируют токсины, нормализуют микрофлору пищеварительной системы, стимулируют ее перистальтику.

7. Кратность приема пищи должна быть оптимальной: при трехразовом питании завтрак должен составлять 35 % от суточной калорийности, обед – 45%, ужин – 25%; при четырехразовом питании завтрак – 25%, второй зав-

трак (или полдник) – 15%, обед – 35%, ужин – 25 %. В первой половине дня

должны преобладать мясные продукты питания, во второй — молочно- растительные.

8. Обстановка должна благоприятствовать пищеварению: внешний вид, запах, вкус пищи должны способствовать выделению «аппетитного» сока. Следует отметить, что перечисленные принципы являются лишь ориентировочными и в основном используются при организации питания значительных контингентов людей, находящихся в одинаковых условиях.

Часто набор продуктов и характер питания определяются национальными традициями, религиозными догмами, доступностью продуктов, характером природных и климатических факторов.

Ход работы

1. Пользуясь табл. 34, определите соответствующую Вашему возрасту и профессиональной группе норму физиологических потребностей в питательных веществах и энергии.

Таблица 37 Нормы физиологических потребностей в питательных веществах и энергии для различных возрастных и профессиональных групп населения

[pic]

Примечание. *Средний показатель. В скобках дан интервал.

В табл. 37 приведены основные продукты, их состав и энергетическая

ценность (из расчета на 10 г).

Таблица 38 Состав пищевых продуктов и их энергетическая ценность

Наименование продукта

Белки

Жиры

Углеводы

Калории

Хлеб ржаной

5,5

0,6

39,8

199

Хлеб пшеничный

6,9

0,4

45,2

217

Макароны

9,3

0,5

73,3

344

Печенье разное

7,4

10,3

65,1

393

Крупа гречневая

8,0

1,6

64,4

312

Крупа манная

8,0

0,8

73,6

342

Пшено

7,4

1,9

62,4

303

Рис

6,5

1,2

71,7

332

Горох

19,3

3,2

50,3

315

Говядина средняя

16,0

4,3

0,5

108

Баранина жирная

12,8

24,2

–

275

Баранина тощая

13,9

4,8

–

102

Свинина жирная

11,7

30,2

–

329

Свинина тощая

16,2

5,4

–

117

Печень

8,6

8,8

–

117

Курица

16,0

4,1

0,9

103

Гусь

17,0

27,7

317

Индейка

21,6

12,0

0,8

197

Колбаса копченая

33,7

38,0

–

451

Колбаса вареная

13,4

14,2

4,0

204

Сосиски

12,2

13,0

–

171

Ветчина

17,5

15,1

–

214

Сельдь соленая

10,8

9,1

–

129

Сельдь копченая

12,8

5,5

108

Кальмары

18,0

4,2

110

Морская капуста

0,9

0,2

Горбуша соленая

22,1

9,0

169

Мойва

13,1

7,1

116

Минтай

15,9

0,9

0,1

Карп

16,0

5,3

112

Масло сливочное

1,0

84,2

0,6

787

Масло топленое

–

95,2

–

825

Сало свиное шпик

10,5

64,0

–

647

Масло растительное

94,0

–

871

Молоко цельное

3,1

3,5

4,9

Сливки

2,8

21,5

4,3

229

Творог

14,1

0,6

102

Сметана

4,2

21,9

1,7

256

Яйца

10,7

10,1

0,5

140

Сыр

25,0

30,0

2,4

391

Картофель свежий

1,1

0,1

13,0

Капуста свежая

0,9

0,1

3,5

Капуста квашеная

0,7

0,3

0,4

Свекла свежая

1,3

0,1

8,1

Лук репчатый

0,9

0,1

6,3

Лук зеленый

1,3

3,5

Зеленый горошек

5,0

0,2

12,8

Баклажаны

1,2

0,1

5,1

Кабачки

0,6

0,3

4,9

Морковь

1,4

9,0

Перец сладкий

1,3

5,3

Петрушка

3,7

0,4

8,0

Укроп

2,5

0,5

4,1

Редька

1,9

0,2

6,2

Щавель

1,5

3,0

Редис

1,2

0,1

3,5

Томаты свежие

0,5

0,1

2,8

Огурцы свежие

0,4

0,1

1,1

Огурцы соленые

0,2

0,1

0,7

Абрикосы

0,9

0,1

9,0

Яблоки

0,4

9,0

Бананы

1,1

19,2

Груши

0,4

0,3

9,0

Гранаты

0,9

11,2

Слива

0,8

9,5

Апельсины

0,9

0,2

8,1

Лимоны

0,9

0,1

3,0

Брусника

0,7

0,5

8,0

Клюква

0,5

3,8

Арбуз

0,7

0,2

8,8

Дыня

0,6

9,1

Земляника

0,8

0,4

6,2

Сахар

–

94,8

399

Варенье

–

66,7

274

Мед натуральный

1,0

75,9

315

Чернослив

2,4

40,3

161

Изюм

0,6

7,9

Мармелад

0,1

69,5

261

Шоколад

3,2

29,9

48,6

481

Какао-порошок

16,4

18,7

35,1

385

В табл. 38 приведена калорийность некоторых блюд.

Таблица 39 Калорийность некоторых блюд

Наименование блюда

Вес

Калории

Салат из помидоров с огурцами

120/30

104

Винегрет с сельдью

40/160

163

Борщ

1 порция (500мл)

230

Щи

1 порция

182

Рассольник

1 порция

262

Окрошка

1 порция

360

Суп молочный

1 порция

417

Жареная рыба с картофелем и огурцом

100

267

Отварная рыба с картофелем и помидорами

100

216

Отварная треска

100

Жареная треска

100

250

Тефтели рыбные в томате

100

150

Котлеты рыбные

100

200

Сельдь маринованная жирная

100

230

Сельдь атлантическая

100

Рыба копченая

100

250

Рыба фаршированная

100

150

Уха рыбацкая

1 порция

130

Икра красная

100

257

Икра черная

100

317

Икра баклажанная

100

175

Говядина отварная (кусок 50×30×10)

100

165

Гуляш, бефстроганов из говядины

100

250

Гуляш с гречневой кашей

1 порция

250

Гуляш с рисом

1 порция

400

Гуляш с макаронами

Сосиски (2 шт.)

1 порция 375

550

Сардельки (2 шт.)

1 порция

300

Колбаса полукопченая

100

340

Колбаса копченая

100

520

Колбаса сырокопченая

100

463

Колбаса (обезжиренная)

100

200

Колбаса жареная

100

250

Колбаса жирная

100

439

Отбивная из свинины

100

180

Окорок

100

365

Говядина духовая

500

Гуляш из свинины

400

Бефстроганов из свинины

420

Плов из баранины

620

Голубцы с мясом и рисом

300

500

Пельмени с маслом

200

430

Плов из отварного мяса

1 порция

258

Бифштекс

1 шт.

260

Говядина с овощами

350

Тефтели из свинины

115

380

Шашлык из баранины

240

Пирожок с мясом

1 шт.

220

Беляш с мясом

1 шт.

300

Бульон (1 чашка)

200

Котлеты, биточки, тефтели с овощами (1–2 шт.)

1 порция

350

Мясо отварное с овощами

100

400

Рагу из баранины с гарниром

1 порция

300

Мясо кролика с гарниром

1порция

300

Мясо кролика

100

113

Мясные зразы с гречневой кашей

1 порция

400

Мясо тушеное с картофелем

1 порция

550

Мясо жареное

100

400

Паштет печеночный

100

334

Капуста тушеная

200

183

Сырники

150/25

458

Утка

100

194

Курица отварная

100

150

Курица жареная

100

180

Цыпленок табака с гарниром

100

810

Яйцо крутое

1 шт.

Яйцо всмятку

1 шт.

Яйцо жареное

1 шт.

100

Яйцо сырое

1 шт.

Омлет из

1 яйца

220

Яичница с колбасой

125

301

Сок абрикосовый

1 стакан

126

Сок яблочный

1 стакан

106

Сок томатный

1 стакан

Сок вишневый

1 стакан

112

Сок апельсиновый

1 стакан

122

Сок виноградный

1 стакан

110–150

Сок лимонный

1 стакан

Сок сливовый

1 стакан

126

Сок черносмородиновый

1 стакан

40–80

Лимонад

1 стакан

Компот из сухофруктов

1 стакан

150–240

Компот яблочный

1 стакан

100

Квас

1 стакан

80–100

Коктейль молочный

1 стакан

450

Кофе с молоком

1 стакан

150

Какао с молоком

1 стакан

200

Молоко кипяченое

100

Молоко (2–3 %)

100

Молоко сгущенное

100

490

Молоко сухое (1 ст. л. – 30г)

100

490

Сливки (20 %)

100

813

Сметана (в/с) (1ст. л. – 25 г, 1 ч. л. – 25г)

100

302

Сметана (1 сорт)

100

280

Простокваша

100

Кефир обезжиренный

100

Кефир жирный

100

Масло сливочное несоленое

100

781

Масло сливочное

100

180

Масло топленое

100

825

Масло шоколадное

100

934

Маргарин молочный

100

766

Маргарин сливочный несоленый

100

766

Масло подсолнечное

100

928

Сало свиное

100

821

Сыр голландский (45 %)

Сыр плавленый (40 %) 100 268

100

373

Творог (20 %)

100

253

Творог обезжиренный

100

Творожная масса жирная, сладкая

100

226

Творожная масса обезжиренная

100

130

Мороженое эскимо

100

294

Мороженое с фруктами, сливками, печеньем

100

440

Мороженое сливочное

100

180

Мука пшеничная

100

350

Макароны

100

358

Батоны, булочки

100

280

Баранки, сушки

100

350

Печенье сливочное

100

411

Пряники

100

250–350

Сухари сливочные

100

380

Кукурузные хлопья

100

340

Бутерброд с сыром

100

150

Бутерброд с вареной колбасой

100

150

Бутерброд с ветчиной

100

205

Бутерброд с маслом

100

350

Пирожок с повидлом

1 шт.

200

Оладьи с маслом

4–6 шт.

300

Блинчики с мясом

250

800

Блинчики с творогом

230

760

Блинчики с творогом и со сметаной

230

800

Вареники «ленивые»

1 порция

220

Рожки, лапша, вермишель (отварные)

1 порция

350

Кекс

100

400

Блинчики со сметаной

150

400

Каша гречневая с молоком

215

261

Каша гречневая с маслом

215

440

Каша овсяная

215

274

Каша пшеничная

215

260

Каша рисовая с маслом

215

320

Каша манная на молоке

215

350

Каша гороховая

100

329

Каша кукурузная

100

340

Фасоль

100

310

Арахис

100

443

Арахис жареный

100

586

Фундук

100

344

Грецкие орехи

100

600

Кедровые орехи

100

500

Подсолнухи

100

500

Грибы со сметаной

100

250

Грибы маринованные

100

Шампиньоны

100

Суп с грибами и лапшой

1 порция

230

Суп с грибами

1 порция

110

2. Составьте индивидуальный суточный рацион, сбалансированный по энергии, белкам, жирам и углеводам, пользуясь табл. 35. В настоящее время, когда энергетические затраты всех групп населения снизились, т. к. доля физического труда уменьшилась, калорийность рациона питания городского жителя в среднем должна составлять 2000–2500 ккал/сут.

Рекомендации по оформлению протокола работы

Все данные о составе и калорийности выбранных продуктов питания

оформите в виде табл. 40. В гр. «Наименование продукта» необходимо указать название блюда, а затем перечислить входящие в него продукты, например: «суп куриный, состоит: крупа, картофель...».

Табл. 40 завершается итоговыми численными данными, характеризующими суточный рацион питания.

Таблица 40 Набор продуктов пищевого рациона

Наименование

продукта

Количество

Содержание во взятом количестве

продукта, г

Энергетическая ценность

белков

жиров

углеводов

Завтрак

Итого

Обед

Итого

Ужин

Итого

Итого за сутки

Работа трудоемкая и требует много времени; поэтому рекомендуется её основную часть выполнить в качестве домашнего задания. На практическомзанятии в этом случае проводят анализ рациона (возможен обмен между студентами) и делают заключение о его соответствии основным принципам рационального питания.

Работа № 5 Физиологические основы питания детей.

При составлении пищевого рациона человека следует придерживаться следующих правил:

– калорийность пищевого рациона должна соответствовать суточному расходу энергии;
– необходимо учитывать оптимальное для лиц, занимающихся данным видам труда (а для детей — возраста), количество белков, жиров и углеводов;
– наилучший режим питания предполагает четырехразовый прием пищи (первый завтрак должен составлять 10–15%, второй завтрак – 15–35%, обед – 40 — 50% и ужин 15– 20% от общей калорийности);
– продукты, богатые белком (мясо, рыба, яйцо), рациональнее использовать для завтрака и обеда. На ужин следует оставлять молочно-растительные блюда;
– в пищевом рационе около 30% должны составлять белки и жиры животного происхождения.При смешанном питании у человека усваивается в среднем около 90% пищи.

Таблица 41

[pic]

Составьте суточный пищевой рацион для двух групп: дети

5 — 7 лет и подростки 15 — 16 лет.

Форма отчетности

Результаты расчетов занесите в таблицу

Таблица 42 Состав суточного пищевого рациона

[pic]

Определите свой основной обмен.

- Используя таблицу (для мужчин) или таблицу (для женщин), найдите основное число, которое соответствует Вашему весу _ккал

- По таблицам найдите второе число обмена: на пересечении линий, соответствующих Вашему росту и возрасту __ккал.

Сумма найденных чисел дает Ваш основной обмен за сутки:

………ккал + …… ккал = _______ккал

- Отсюда основной обмен за 1 час равен: …….. : 24 = ________ккал

Определите свой общий обмен.

Общий обмен складывается из расхода энергии на: а) основной обмен; б) усвоение пищи; в) физическую деятельность – рабочая прибавка. Чтобы определить свой общий обмен: а) составьте суточный хронометраж всех видов деятельности. Внесите эти данные в таблицу № 43;

б) рассчитайте энергозатраты на каждый вид деятельности, учитывая затрачиваемое время и процентное увеличение на данную работу, указанное в таблице №15; в) поскольку, во время сна дополнительной затраты энергии не происходит, то энергозатраты на сон рассчитываются путем умножения времени сна на величину основного обмена за 1 час.

Таблица 43 затраты энергии при различных видах работы

виды работ

увеличение в % к основному обмену

Занятия в школе, слушание лекций, докладов

45%

Самостоятельные умственные занятия

60%

Прием пищи сидя, личная гигиена

40%

Спокойное сидение

20%

Разговор, письмо, чтение, работа с ПК

30%

Работа по дому (глажение, уборка и т.д.)

100%

Ходьба прогулочная

150%

Быстрая ходьба

275%

Плавание

400%

Бег медленный

500%

Расчет общего обмена

Вид деятельности

Продолжительность

Энергозатраты

1.Сон

2.Занятия в вузе

3.Занятия дома

10.

Итого общий обмен:

24ч

ккал

Рассчитайте калорийность рекомендуемого четырехразового питания:

При расчете необходимо учесть, что на первый завтрак рекомендуется отводить 20% от калорийности суточного рациона, на второй завтрак (или полдник) - 15%, на обед - 45% и на ужин - 20%.

Завтрак:
2-ой завтрак:
Обед:
Ужин:

Составьте и оцените свой собственный пищевой рацион.

- Составьте меню одного типичного дня. Занесите в таблицу

- Определите количественный и качественный состав пищевого рациона, для этого используйте таблицы;

- Определите энергетическую ценность каждого приема пищи и его процентное отношение к суточной энергоемкости рациона:

-Используя таблицу и свои данные меню одного дня, определите соотношение белков, жиров и углеводов, суточное потребление основных витаминов, минеральных солей и воды:

Подсчет энергетических затрат и определение калорийности рациона

Расчеты можно проводить после выполнения любой физической нагрузки. Формула позволяет установить энергозатраты, совершаемые человеком в 1 мин, по частоте сердечных сокращений (ЧСС).

Формула расчета энергозатрат человека в 1 мин при любой физической нагрузке

Q =2,09(0,2xЧСС–11,3)кДж/мин

Пример. Допустим, вы 30 мин катались на лыжах, частота сердечных сокращений достигла 120 ударов в минуту. Подсчитаем энергозатраты за 1 мин:

Q =2,09 (0,2 x120 — 11,3) = 2,09 (24 — 11,3) = 26,5 кДж/мин.

Ответ: за 30 мин израсходовано 795 кДж.

Задание. Рассчитайте энергозатраты человека, который плавал в бассейне в течение 15 мин, после чего частота сердечных сокращений достигла130 ударов в минуту. На основании полученного результата сделайте вывод о зависимости количества затраченной энергии от частоты сердцебиения.

Таблица 44 Меню на 1 день:

Прием пищи

набор продуктов

кол-во,

калорийность

Витамины

Минерсоли

Завтрак

Итого:

ккал

2-ой завтрак

Итого:

ккал

Обед

Итого:

ккал

Ужин

Итого:

Всего за день:

ккал

Таблица 45Определение основного обмена по данным веса, возраста и роста (мужчины)

Основное число

Второе число

Вес

Рост

Возраст (годы)

кг

кал

кг

кал

см

575

1043

589

1057

603

1070

617

1084

630

1098

644

1112

658

1125

672

1139

130

658

1153

170

120

699

1167

210

160

110

713

1180

250

200

160

100

727

1194

290

250

220

140

100

740

1208

330

300

280

180

140

119

754

1222

100

370

350

330

280

180

163

128

768

1235

104

410

400

390

280

220

193

168

782

1249

108

450

330

260

233

208

795

1263

112

500

380

300

283

248

809

1277

116

540

550

430

340

313

288

923

1290

120

580

600

480

380

353

328

837

1304

124

630

640

650

530

480

395

368

850

1318

128

680

690

700

580

460

433

408

864

1332

132

720

740

750

630

500

473

448

878

1345

136

770

780

800

680

540

513

488

892

1359

140

810

830

840

720

580

553

528

905

1373

144

860

880

890

760

620

593

568

919

1387

148

900

920

950

820

660

633

608

933

1406

152

940

960

990

860

700

673

648

947

1414

156

970

990

1030

890

740

713

678

960

1428

160

1030

1020

1060

920

780

746

708

974

100

1442

164

1060

1100

960

810

773

738

988

101

1455

168

1100

1140

1000

840

803

768

1002

102

1469

172

1190

1020

860

823

788

1015

103

1483

176

1230

1040

880

843

808

1029

104

1497

180

1060

900

863

828

105

1510

184

920

893

848

Таблица 46Определение основного обмена по данным веса, возраста и роста (для женщин)

Основное число

Второе число

Вес

Рост

Возраст (годы)

кг

кал

кг

кал

см

1028

1372

1038

1382

1047

1351

134

1057

1401

118

1066

1411

102

111

1076

1420

1085

1430

1095

1439

1105

1449

1114

1458

1124

1468

1133

1478

1143

1487

1152

1497

100

1162

1506

104

1172

1516

108

1181

1525

112

101

1191

1535

116

106

107

117

1200

1544

120

132

123

143

114

1210

1554

124

148

138

159

130

101

1219

1564

128

164

161

175

146

117

107

1229

1573

132

186

181

191

162

133

123

114

1238

1583

136

196

187

207

178

140

133

130

1248

1592

140

212

213

228

194

165

155

146

1258

1602

144

228

239

249

210

181

171

167

1267

100

1611

148

234

255

265

236

197

187

176

1277

152

263

271

281

252

212

201

192

1286

156

276

287

297

260

227

215

206

1296

160

282

295

303

274

242

223

220

1305

164

309

311

290

257

243

234

1315

168

325

306

271

255

246

1325

172

331

318

285

268

258

1334

176

328

299

279

270

1344

180

313

291

282

1353

184

327

303

294

1363

186

336

315

306

Таблица 47 Примерный набор продуктов на одну порцию взрослого человека

Наименование блюда и примерный набор продуктов

Вес продуктов,г

Наименование блюда и примерный набор продуктов

Вес продуктов,г

Борщ

мясо

капуста

картофель

свекла

морковь

лук

томат

сметана

мука

50-100

150

100

Суп крупяной

крупа

мясо

картофель

морковь

лук

томат

жир

30-50

100-150

10-20

5-10

10-15

Щи

мясо

капуста свежая или кислая

картофель

морковь

лук

томат

коренья

сметана

мука

200

100

Суп с лапшой (макаронами) и курицей

лапша

курица

яйцо

морковь

лук

масло сливочное

1/4шт.

Мясо жареное

мясо

картофель

масло топленое

150

200

Мясо тушеное

мясо

картофель (капуста)

морковь

лук

томат

масло сливочное

200

Курица жареная с рисом

курица

рис

масло сливочное

сметана

250

100

Плов

баранина

рис

морковь

лук

томат

мука

масло сливочное

100

Печень жареная

печень

картофель

огурцы соленые

сметана

масло сливочное

яйцо

200

100

1/4шт.

Котлета

говядина

картофель (макароны, рис)

морковь

хлеб пшеничный

мука

лук и томат

масло сливочное

100-150

200

по 10

Макароны с фаршем

мясо

макароны

томат

масло сливочное

100

Блинчики

мука

сметана

масло сливочное

сахар

Рыба жареная

лещ, судак и т.д.

картофель

огурцы соленые

лук

сухари

масло сливочное

150-200

200

Каша овсяная

крупа

масло сливочное

молоко

150

Вареники

творог

мука

сахар

яйцо

150

1/2шт.

Картофель жареный

картофель

масло растительное

лук

250

Омлет с мясом

яйцо

молоко

мясо

масло сливочное

2шт.

Сырники

творог

масло сливочное

сахар

мука

яйцо

200

1/2шт.

Таблица 48 Химический состав наиболее часто используемых пищевых продуктов (в перерасчете на 100 г продукта)

Продукт

Белки (г)

Жиры

(г)

Угле-

воды

(г)

Минеральные соли

Витамины

(мг)

Энерг

Ценность на 100г в

ккал

Са

мг

В1

Мука пшеничная

10,3

0,9

74,2

2,1

0,17

327

КРУПА:

-манная

- гречневая

- рисовая

- пшено

- овсяная

- перловая

- ячневая

- горох лущеный

11,3

12,6

7,0

12,0

11,9

9,3

10,4

23,0

0,7

2,6

0,6

2,9

5,8

1,1

1,3

1,6

73,3

68,0

77,3

69,3

65,4

73,7

71,7

57,7

298

233

361

323

343

226

2,3

8,0

1,8

7,0

3,9

3,3

1,6

7,0

0,15

0,05

0,14

0,53

0,080,62

0,49

0.12

0,27

0,9

326

329

323

334

345

324

322

323

Макароны

10,7

1,3

69,6

116

1,2

0,25

339

Хлеб ржаной

5,0

1,0

42,5

200

2,0

0,15

204

Хлеб пшеничный

7,6

0,9

49,7

1,6

0,16

226

Сахар – песок

99,8

0,3

374

Карамель

0,1

92,1

0,2

348

Шоколад молочный

6,9

35,7

52,4

187

235

1,8

0,05

547

Какао -порошок

24,2

17,5

27,9

771

11.7

0,1

373

Печенье

10,8

8,5

66,4

2,0

395

Вафли

3,2

2,8

80,1

0,6

0,04

342

Пирожное с кремом

5,4

38,6

46,4

1,0

0,14

0,04

544

Молоко пастеризован.

2,8

3,2

4,7

121

0,1

0,01

0,03

1,0

Сливки 10% жирн.

3,0

10,0

4,0

0,1

0,03

0,5

118

Сметана 20% жирн.

2,8

20,0

3,6

0,2

0,06

0,03

0,3

205

Творог

14,0

18,0

1,3

112

217

0,4

0,1

0,05

0,5

226

Кефир жирный

2,8

3,2

4,1

120

0,1

0,01

0,03

0,7

Молоко сгущ. с сахаром

7,2

8,5

56,0

307

219

0,2

0,02

0,06

1,0

315

Масло сливочное

1,0

78,0

0,7

190

0,2

0,45

709

Сыр голландский

26,8

27,3

1040

544

0,17

0,03

2,8

361

Сыр российский

23,4

30,0

1000

544

0,6

0,17

0,04

1,6

371

Мороженое сливочное

3,5

20,0

19,6

122

1,0

0,06

0,03

0,4

268

Масло растительное

99,9

899

Капуста белокочанная

1,8

5,4

1,0

0,02

0,06

Капуста цветная

2,5

4,9

1,4

0,02

0,1

Картофель

2,0

0,1

19,7

0,9

0,02

0,12

Лук репчатый

1,7

9,5

0,8

0,05

Морковь

1,3

0,1

7,0

1,2

0,06

Огурцы

0,8

3,0

0,5

0,06

0,03

Редис

1,2

4,1

1,2

0,1

Свекла

1,7

10,8

1,4

0,01

0,02

Томаты

0,6

4,2

1,4

1,2

0,06

Яблоки

0,4

11,3

2,2

0,03

0,01

Апельсины

0,9

8,4

0,3

0,05

0,04

Капуста квашеная

0,8

1,8

1,3

Огурцы соленые

2,8

1,3

1,2

Баранина

20,8

9,0

215

2,3

0,09

164

Говядина

18,9

12,4

198

2,6

0,06

187

Свинина

14,6

164

1,6

0,52

355

Печень

17,4

3,1

339

0,3

Колбаса докторская

13,7

22,8

178

1,7

260

Сардельки

9,5

1,9

149

1,9

198

Сосиски молочные

12,3

25,3

161

1,7

277

Колбаса сырокопченая

10,5

47,2

182

2,8

467

Куры

18,2

18,4

0,7

228

0,07

241

Утки

15,8

200

0,05

0,12

405

Яйца куриные

12,7

11,6

0,7

185

2,7

0,35

0,07

157

Лещ

17,1

4,1

0,3

0,03

0,12

105

Окунь морской

17,6

5,2

213

0,5

0,11

117

Скумбрия

278

2,3

0,12

153

Сельдь атлант., средн. соленая

8,5

145

Икра осетровая

28,9

9,7

0,18

0,3

7,8

203

Томат –паста

4,8

20,4

0,7

0,15

105

Таблица 49 Шкала соматического здоровья (женщины)

Уровень здоровья

Показатель

низкий

ниже

среднего

средний

выше

среднего

Высокий

Масса тела/ рост, г/см

>451

(–2)

351–450

(–1)

350 и <

(0)

–

(0)

–

(0)

ЖЕЛ / масса тела, мл/кг

<40

(–1)

41–45

(0)

46–50

(1)

51–56

(2)

>56

(3)

Динамометрия кисти/мас-

са тела, %

<40

(–1)

41–50

(0)

51–55

(1)

56–60

(2)

>61

(3)

ЧСС х АДс/100

>111

(–2)

95-110

(–1)

85–94

(0)

70–84

(3)

<69

(5)

Время восстановления

ЧСС, мин, после 20

приседаний за 30 с

(–2)

2–3

(1)

1,5–2,0

(3)

1,0–1,5

(5)

(7)

Общая оценка здоровья

(сумма баллов)

3 и <

4-6

7–11

12–15

16–18

XII ОЦЕНКА ПОКАЗАТЕЛЕЙ ФИЗИЧЕСКОГО РАЗВИТИЯ И РАБОТОСПОСОБНОСТИ

Цель: освоить методы оценки показателей физического развития и работоспособности.

Задачи:

1) измерить соматометрические показатели и оценить их;

2) вычислить индекс Пинье;

3) оценить соматическое здоровье по шкале соматического здоровья;

4) оценить физическую работоспособность методом степ-теста;

5) оценить физическую работоспособность методом велоэргометрии;

6) определить максимальное потребление кислорода;

7) оценить адаптацию организма к физической нагрузке.

Оборудование: сантиметровые ленты, медицинские весы, ростомер, секундомеры, тонометры, спирометры, мыльный раствор, спирт, вата, кистевые динамометры, ступеньки, велоэргометр.

Физическое развитие является одним из ведущих показателей здоровья детей и подростков. Особенности физического развития, с одной стороны, являются генетически обусловленными, с другой стороны, связаны с влиянием окружающей среды. Физическое развитие, помимо прочих факторов, в значительной степени зависит от условий воспитания и обучения. Уровень физического развития детей и подростков служит критерием гигиенической оценки влияния на организм режима дня, учебных занятий, умственной и физической нагрузок. С уровнем физического развития тесно связано развитие функций организма, в том числе – и работоспособности. Физическое развитие и состояние здоровья в целом позволяют судить о функциональной готовности организма на каждом возрастном этапе к тому или иному виду деятельности.

При оценке физического развития анализируют следующие признаки:

1) соматометрические; 2) соматоскопические; 3) физиометричеекие.

Работа №1 . Соматометрия

Рост. Находясь в положении «смирно», выпрямив спину, поджав живот, тремя точками – пятками, ягодицами, лопатками – касайтесь вертикальной стойки ростомера (икры тоже практически касаются стойки). Голова должна находиться в положении, при котором наружный угол глаза и наружный слуховой проход находятся на одном уровне.

Масса. Массу тела измеряйте десятичными медицинскими весами рычажной системы, чувствительностью до 50 г, с платформой и стойкой. На середину платформы нужно становиться осторожно, при опущенном затворе. Допускается взвешивание без обуви, при минимуме одежды.

Окружность грудной клетки. У мужчин сантиметровую ленту сзади приложите по нижним углам лопаток, а спереди – по нижнему краю околососковых кружков, у женщин сзади точно так же, а спереди – над грудными железами. Производите измерение окружности грудной клетки на вдохе, выдохе, в покое. Размах показателей грудной клетки при вдохе и выдохе в норме – 7–9 см. Меньше 7 см – неблагоприятный; более 9 см – хороший показатель. Гармоничность телосложения находится так:

Окружность грудной клетки

–––––––––––––––––––––––––––– × 100.

Рост

В норме этот показатель равен 50–55. Если он больше, то развитие –

отличное, если меньше – слабое. Окружность грудной клетки в состоянии покоя должна быть не менее половины роста.

Соотношение веса и роста в норме должно составлять 4,3–3,2. Оно на- ходится так:

Вес

–––––––––.

Рост

Рекомендации по оформлению протокола работы

Полученные данные занесите в тетрадь протоколов опытов. Сравните их с нормальными значениями. Сделайте выводы. В качестве показателей физической работоспособности предлагаются различные биометрические индексы и пробы, характеризующие физическое развитие человека.

Работа № 2. Индекс Пинье

Индекс Пинье определите, исходя из данных роста Т (см), массы Р (кг)

и среднего значения периметра грудной клетки р (см), который рассчитывается из замеров при форсированном вдохе и выдохе:

Индекс Пинье = Т – (Р + р).

Рекомендации по оформлению протокола работы

Полученное значение занесите в тетрадь протоколов опытов. Сделайте выводы, исходя из того, что величина индекса Пинье от 0 до 10 свидетельствует об отличном физическом развитии индивида, от 10 до 15 и от 0 до (–1) – об очень хорошем, от 15 до 25 и от (–1) до (–3) – о хорошем, от 25 до 30 и от (–3) до (–5) – об удовлетворительном, более 30 и менее (–5) – о плохом.

Работа № 3. Оценка соматического здоровья

С целью определения функционального состояния организма и его резервов разрабатываются диагностические экспресс-методики на базе клинико-физиологических показателей, с помощью которых с достаточной степенью точности можно определить энергопотенциал индивида. С учетом физиологических закономерностей, сопровождающих развитие аэробного потенциала («экономизация» функций в покое и при дозированных воздействиях, а также расширение физиологических резервов), была построена и предлагаемая ниже «шкала соматического здоровья», состоящая из ряда доступных для получения индексов, значения которых оценены в баллах (табл. 38, табл. 39). Широкая апробация «шкалы здоровья» убедительно показала ее информативность. Ее использование позволяет получить информацию о динамике здоровья еще до развития соматической патологии и прогнозировать ее появление.

В табл. 50 и табл. 51в скобках – баллы; АДс – уровень максимального (систолического) артериального давления в покое.

Определение силы и выносливости мышц кисти

Динамометрия – метод измерения мышечной силы. Кистевой динамометр состоит из стальной пружины, которая подвергается сжатию, шкалы и стрелки, показывающей силу в килограммах. Силу мышц – сгибателей пальцев правой и левой рук измерьте с помощью

ручного пружинного динамометра (в килограммах). Произведите 3 измерения для каждой руки, зафиксируйте максимальный показатель. Сравните силу мышц правой и левой рук. При измерениях рука с динамометром должна быть вытянута и отведена в сторону.

Таблица 50 Шкала соматического здоровья (мужчины)

Уровень здоровья

Показатель

низкий

ниже

среднего

средний

выше

среднего

Высокий

Масса тела/ рост, г/см

>501

(–2)

451–500

(–1)

450 и <

(0)

–

(0)

–

(0)

ЖЕЛ / масса тела, мл/кг

<50

(–1)

51–55

(0)

56–60

(1)

61-65

(2)

>66

(3)

Динамометрия кисти/мас-

са тела, %

<60

(–1)

61–65

(0)

66–70

(1)

71–80

(2)

>80

(3)

ЧСС х АДс/100

<111

(–2)

95–110

(–1)

85–94

(0)

70–84

(3)

<69

(5)

Время восстановления

ЧСС, мин, после 20

приседаний за 30 с

(–2)

2–3

(1)

1,5–2,0

(3)

1,0–1,5

<5)

(7)

Общая оценка здоровья

(сумма баллов)

и <

4–6

7–11

12–15

16–18

Работа № 4 Оценка физической работоспособности

Физическая способность к мышечной работе зависит, прежде всего от аэробной способности. Последняя связана с уровнем развития таких факто- ров, как жизненная емкость легких и общее содержание гемоглобина в крови.

Эти два фактора обусловливают максимальную способность возобновления альвеолярного воздуха и максимальную способность связывания кровью кислорода. Таким образом, аэробная способность обозначает предельные возможности организма к мобилизации окислительного процесса для энергетического обеспечения мышечной деятельности и измеряется величиной максимального потребления кислорода (МПК). МПК может быть измерено только в процессе выполнения максимально напряженной работы. Для этой цели обычно используются кратковременные физические нагрузки возрастающей мощности. Для оценки физической работоспособности была предложена проба PWC170 (Physical Working Capacity), заключающаяся в определении мощности физической работы, при которой ЧСС достигает величины 170 уд/мин.

Задание 1. Определение физической работоспособности методом степ-теста

Ход работы

Процедура состоит в выполнении двух нагрузочных заданий возрас-

тающей мощности. PWC170 определяется по формуле PWC170 = N1 + (N2 – N1)(170 – f1 / f2 – f1), где N1, N2 – мощность первого и второго нагрузочного задания, кгм/мин; f1, f2 – ЧСС в конце первого и второго нагрузочного задания. Разница значений f1 и f2 должна быть больше 40 уд/мин.

При использовании степ-теста величину работы определяют по формуле

N = 1,3PПН,

где Р – вес испытуемого (кг); П – число подъемов на ступеньку за 1 мин; Н – высота ступеньки (м). Длительность нагрузок при степ-тесте – 5 минут. В табл. 40 и табл. 41 сведена оценка физической работоспособности по степ-тесту.

Таблица 51 Физическая работоспособность по данным PWC170 (кг м/мин)

(женщины)

Возраст,

годы20–29

Низкая

<449

Ниже средней

450–549

Средняя

550–749

Выше средней

750–849

Высокая

>850

30–39

40–49

50–59

<399

<299

<199

400–499

300–399

200–299

500–699

400–599

300–499

700–799

600–699

500–599

>800

>700

>600

Таблица 52

Физическая работоспособность по данным PWC170 (кг м /мин)

(мужчины)

Возраст,

годы

Низкая

Ниже средней

Средняя

Выше средней

Высокая

20–29

30–39

<699

<599

700–849

600–749

850–1149

750–1049

1150–1299

1050–1199

>1300

>1200

40–49

50-59

<499

<399

500–649

400–549

650–949

550–849

950–1099

850–999

>1100

>1000

Чем больше PWC170, тем большую мышечную работу может выполнить человек при оптимальном функционировании системы кровообращения, тем

выше физическая работоспособность (табл. 44, табл. 45). На уровень физической работоспособности оказывают влияние такие факторы, как пол, возраст, наследственность, состояние здоровья и т.д.

Рекомендации по оформлению протокола работы

Результаты занесите в тетрадь протоколов опытов. По табл. 40 и табл. 41 оцените физическую работоспособность.

Задание 2. Определение физической работоспособности методом велоэргометрии

Ход работы

Выполните лабораторную работу на велоэргометре дважды в течение

5 мин, каждый раз с 3-минутным интервалом. Частота вращения педалей должна быть равной 60–70 об/мин.

Мощность первой нагрузки (W1) для практически здорового мужчины– 1 Вт/кг,для человека, не занимающегося физическим трудом (тренировками),

– 0,5 Вт/кг. В конце 1-й нагрузки подсчитайте ЧСС за 30 с и, в зависимости от нее и величины 1-й нагрузки, определите величину 2-й нагрузки (W2) по таблице Белоцерковского (табл. 42).

Таблица 53 Ориентировочные значения мощности 2-й нагрузки (кгм/мин),

рекомендуемые при определении теста PWC170 (по 3. Б. Белоцерковскому)

Масса тела, кг

Мощность работы

при 1-й нагрузке (W1),

кгм/мин

ЧСС в 1 мин при W1

80–89

90–99

110–109

110–119

120–129

400

1100

1000

900

800

700

500

1200

1100

1000

900

800

600

1300

1200

1100

1000

900

700

1400

1300

1200

1100

1000

800

1500

1400

1300

1200

1100

Таблица 54 Физическая работоспособность по тесту PWC170

Методика

Мощность нагрузки

ЧСС

PWC170

W 2

Вт

Вт/кг

гм/мин

гм/(мин/кг

Вт

кгм/мин

Вт

кгм/мин

Велоэргометрическая

Графическая

Степ-тест

После 3-минутного перерыва исследований на протяжении 5 мин поработайте со 2-й нагрузкой (W2). В конце вновь определите ЧСС за 30 секунд. Физическую работоспособность определите по формуле Карпмана

PWC170 = W1 + (W2 – W1)(170 – f1 / f2 – f1),

где PWC170 – мощность физической нагрузки на велоэргометре; W1 и W2 –

мощность 1-й и 2-й нагрузок; f1, f2 – ЧСС за 30 с в конце 1-й и 2-й нагрузок.

Рекомендации по оформлению протокола работы. Результаты занесите в табл. 43. Оцените уровень физической работоспособности.

Задание 3. Определение максимального потребления кислорода

При сопоставлении величины максимального поглощения кислорода (МПК) у разных по возрасту и полу людей обнаруживается его зависимость от массы тела и роста, степени тренированности, индивидуальных особенностей организма. У людей старше 30–35 лет МПК снижается в среднем на 10 % за каждое десятилетие. У женщин МПК составляет 65–85 % от показателей МПК у мужчин. Учитывая трудности прямой оценки МПК, при которой испытуемый должен определить нагрузку, равную или большую индивидуальной «критической мощности», коллективом ученых во главе с В. Л. Карпманом был предложен непрямой метод определения МПК, основанный на корреляции его величины с результатами оценки физической работоспособности.

Ход работы

Произведите расчет величины МПК по формуле Карпмана. Формула Карпмана для лиц с невысокой степенью тренированности

МПК = 1,7PWC170 + 1240 / вес (кг);

для спортсменов –

МПК=2,2PWC170 + 1070 / вес (кг).

Рекомендации по оформлению протокола работы

Рассчитайте величину МПК, внесите данные в тетрадь протоколов

опытов.

Задание 4. Расчет должных величин МПК

Должные величины МПК (ДМПК) отражают средние значения нормы для людей данного возраста и пола.

Ход работы

ДМПК рассчитайте по формулам:

для мужчин:

ДМПК = 52 – (0,25 × возраст);

для женщин:

ДМПК = 44 – (0,2 × возраст).

Оценочным показателем является отклонение ДМПК от МПК, выраженное в процентах. Рассчитайте ДМПК, %, по формуле

ДМПК = МПК / ДМПК – 100,

где МПК – показатель, рассчитанный по формуле Карпмана.

Рекомендации по оформлению протокола работы

Результаты внесите в тетрадь протоколов опытов. Оцените уровень относительного поглощения кислорода.

Работа № 5 Адаптация организма к физическим нагрузкам

Методом вариационной пульсометрии можно определить напряжение сердечно-сосудистой и вегетативной систем. Вариационная пульсометрия является наиболее распространенным методом математического анализа сердечного ритма. Она в наглядной форме демонстрирует возможность оценки вегетативного гомеостаза, взаимодействие симпатического и парасимпатического отделов ВНС.

Ход работы

Произведите запись ЭКГ до и после дозированной физической нагрузки.

1. Произведите исходную запись 50-ти кардиоинтервалов во втором отведении.

2. Выполните степ-тест (в течение 5 мин – восхождение на ступень высотой 40 см в максимальном темпе).

3. Произведите конечную запись ЭКГ сразу после нагрузки (50 кардиоинтервалов во втором отведении).

Статистическая обработка

1. Измерьте величину кардиоинтервалов в см, выразите в секундах, за-

несите в табл. 55 (отдельно таблица для исходных и конечных данных).

Таблица 55 Длительность кардиоинтервалов

2. Найдите минимальную и максимальную величины кардиоинтервалов, величину классового интервала, разбейте значения на классы.

3. Постройте таблицу вариационного распределения кардиоинтервалов (отдельно для исходных и конечных данных). Сущность вариационной пульсометрии (или кардиоинтервалографии) состоит в изучении закона распределения кардиоинтервалов. При этом строится вариационная кривая или гистограмма и определяются ее различные характеристики. При построении гистограммы первостепенное значение имеет выбор способа группировки кардиоинтервалов. Характер и форма гистограммы зависят от того, в каком диапазоне значений производится группировка и каков интервал группировки.

На основании сложившейся традиции, учитывающей физиологический

смысл данного методического подхода, в вариационной пульсометрии принята группировка с интервалом 0,05 с в диапазоне от 0,40 до 1,3 с. Таким образом, выделяется 20 диапазонов значений кардиоинтервалов, каждый из которых имеет ширину в 50 мс (0,05 с). Каждый диапазон значений начинается с округленного с точностью до 0,05 значения, то есть 0,40–0,44, 0,45–0,49, 0,50–0,54 с и т. д. Фиксированная шкала значений и диапазонов для построения вариационной пульсограммы позволяет сравнивать данные, полученные различными авторами. Существуют графический и числовой способы представления вариационной пульсограммы.

В приведенном примере (табл. 48) все значения кардиоинтервалов размещаются всего в двух диапазонах, при этом в один из них попадает 76 % значений. Это означает, что имеются высокая степень мобилизации системы кровообращения и высокий уровень ее функционирования. Данные свидетельствуют о преобладании симпатического отдела ВНС.

Таблица 56 Числовой способ представления вариационной пульсограммы

Номер

класса

Классовый

интервал

Встречаемость

кардиоинтервалов

Встречаемость

кардиоинтервалов в %

0,40–0,44

0,45–0,49

0,50–0,54

0,55-0,59 38 76

0,60–0,64 12 24

0,65–0,69

0,70–0,74

… …

19.

1,25–1,29

20.

1,3 и более

Постройте кривые распределения кардиоинтервалов до и после нагрузки на одном графике (кривые должны иметь разную окраску). По оси ординат нужно отложить в процентах значения встречаемости кардиоинтервалов, по оси абсцисс – классовые интервалы. Определите сдвиг кардиоинтервало- граммы после нагрузки.

Сделайте вывод об изменении вегетативного тонуса (сдвиг кривой влево – рост симпатического тонуса, сдвиг вправо – рост парасимпатического тонуса).

4. Определите следующие параметры: моду (Мо), амплитуду моды (Ам), вариационный размах (С). Эти параметры определяются для расчета индекса напряженности (ИН) и индекса вегетативного равновесия (ИВР). Сравните полученные данные у различных испытуемых. Мода – середина наиболее часто встречающегося класса (в приведенном примере – 0,57 с). Мода указывает на наиболее вероятный уровень функционирования системы кровообращения (точнее – синусового узла). Амплитуда моды – число интервалов, относящихся к модальному классу. Оно выражается в %. В приведенном примере это 76 %. Этот показатель отражает стабилизирующий (мобилизующий) эффект централизации управления ритмом сердца. В основном этот эффект обусловлен влиянием отдела ВНС. Вариационный размах определяется по формуле

С = 100(Хmах – Xmin / Xср. х Dn),где Хmах – самое большое значение кардиоинтервала; Xmin – самое низкоезначение кардиоинтервала; Xср. – среднее значение для 50 кардиоинтервалов; Dn =4,4.

Рекомендации по оформлению протокола работы

Полученные данные и выводы внесите в тетрадь протоколов опытов

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Олада, Э. Я. Практикум по нормальной физиологии / Э. Я. Олада. – Красноярск, 2002. – 58 с.

2. Практикум по общей физиологии и физиологии спорта / под. ред. А. Б. Гандельсмана. – М. : Физкультура и спорт, 2003. – 152 с.

3. Руководство к практическим занятиям по нормальной физиологии / под. ред. С. М. Будылиной, В. М. Смирнова. – М. : Академия, 2005. – 336 с.

4. Савченков, Ю. И. Практические навыки функциональных физиологических исследований : учеб. пособие / Ю. И. Савченков, В. И. Киселев. – Красноярск : Изд-во Краснояр. ун-та, 2003. – 168 с.

5. Сборник задач и упражнений по физиологии / под. ред. Ю. И. Савченков. – Красноярск : КрасГМА, 2008. – 130 с

112

Рабочая тетрадь по физиологии

Работа № 5 Измерение параметров кровотока. ………………………………

Работа №6 Оценка вегетативного баланса. ………………………………

Работа №7Оценка функционирования системы кровообращения.

Работа №8 Проба по Бюргеру (Burger). ………………………………………………

Работа №9 Проба по Флаку (Flack-test). ………………………………

Работа №10 Проба с ограничение притока крови к сердцу (ортостатическая проба). ..

Работа №11 Проба Руфье ………………………………

Работа №12 Тест PWC 170 (Рhysiса1 Wогking Сарасitу). ………………

Работа №13 Тест на удержание нагрузки максимальной мощности. …………

Работа №14 Ступенчатая проба Мастера - Оппенгеймера (1929). ………………

Работа №2 Определение индекса Тиффно……………………………………………………

Работа №3. Определение максимальной вентиляции легких. …………………………

Работа № 4. Измерение параметров дыхания. ………………………………………

Работа № 5. Спирография ……………………………………………………

Работа № 5 Измерение параметров кровотока.

Работа №6 Оценка вегетативного баланса.

Работа №7Оценка функционирования системы кровообращения.

Оценка напряженности регуляторных систем организма.

Работа №8 Проба по Бюргеру (Burger).

Работа №9 Проба по Флаку (Flack-test).

Работа №10 Проба с ограничение притока крови к сердцу (ортостатическая проба).

Оценка общей физической работоспособности.

Работа №11 Проба Руфье

Работа №12 Тест PWC 170 (Рhysiса1 Wогking Сарасitу).

Работа №13 Тест на удержание нагрузки максимальной мощности.

Работа №14 Ступенчатая проба Мастера - Оппенгеймера (1929).

Работа №15 Проба Kaltenbach (1982)

Работа №18 Проба с определением максимального потребления кислорода

Работа №19. Проба со статической нагрузкой.

Работа № 20. Безусловные рефлексы продолговатого, среднего и промежуточного мозга

Физиологические тесты, иллюстрирующие работу мозжечка

Ход работы:

Пальценосовая проба

Торможение движений, возникших в силу инерции

Работа №2 Определение индекса Тиффно

Работа №3. Определение максимальной вентиляции легких.

Работа № 4. Измерение параметров дыхания.

Работа № 5. Спирография

Подсчет энергетических затрат и определение калорийности рациона