CC BY
55
УДК:612.2: 615.825
Н.Н. Вавилова
ВОСПРОИЗВОДИМОСТЬ И ПОВТОРЯЕМОСТЬ ЭРГОСПИРОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ У ЗДОРОВЫХ ЛЮДЕЙ
РЕЗЮМЕ
Методы и материалы
Для разработки критериев количественной оценки предельных возможностей человека изучена воспроизводимость эргоспирометрических показателей у 11 здоровых лиц с интервалом в 24 часа, 1 месяц и 1 год. Применялся велоэрго-метрический тест с нагрузкой возрастающей мощности. Установлены 95%-е доверительные интервалы показателей энергодеятельности, вентиляции, гемодинамики и газообмена для оценки результатов повторных исследований.
SUMMARY
N.N. Vavilova
REPRODUCIBIBITY AND REPEATABILITY OF ERGOSPIROMETRIC VALUES IN HEALTHY SUBJECTS
Ergospirometric value reproducibility was studied in 11 healthy volunteers with intervals of 24 hours, 1 month and 1 year in order to work out quantity evaluation criteria of maximal human abilities. Veloergometric test with increasing exercise was used. 95% statistically significant intervals of energy, ventilation, hemodynamics and gas exchange values were determined to further evaluate repeated study results.
Эргоспирометрия - исследование реакций дыхательной системы во время мышечной деятельности -является перспективным методом оценки уровня физического состояния организма. Факторы, определяющие вариабельность функциональных показателей дыхания, измеренных в состоянии покоя [1], имеют место и при определении диапазона изменений в исследованиях, требующих активного участия испытуемого при достижении уровня максимальной физической работоспособности. Воспроизводимость и повторяемость - диапазоны, в которых могут встречаться эргоспирометрические значения при парном исследовании в различные промежутки времени у одного и того же лица.
С целью создания обоснованной методики количественной оценки реакции дыхательной системы на физическую нагрузку нами изучены воспроизводимость и повторяемость эргоспирометрических показателей у здоровых лиц.
Методом эргоспирометрии на аппарате «Эргопневмотест» фирмы «Эрих Егер» (Германия) обследованы 11 здоровых лиц дважды с интервалом в 24 часа. Средний возраст обследованных составил
30,3±2 года, вес - 71,7±4,3 кг, рост - 170±10 см. Из них 10 здоровых лиц были также обследованы с интервалом в 1 месяц и 7 - с интервалом в 1 год.
Нагрузочный тест выполнялся на велоэргометре ЭР/2 фирмы «Эрих Егер» (Германия) в положении сидя. Применялась непрерывно возрастающая нагрузка с увеличением мощности каждую минуту на 10% от прогнозируемого максимального уровня [2] . Под мониторным электрокардиографическим контролем испытуемые продолжали работу до отказа. Максимальный уровень выполненной нагрузки в единицах работы (кДж) и мощности (Вт) оценивался как «пороговый» предел функциональных возможностей испытуемого. В покое, во время нагрузки и в течение 8 минут восстановления непрерывно проводились автоматический газоанализ выдыхаемого воздуха с определением парциальных давлений О2 и СО2, регистрация параметров вентиляции легких и частоты сердечных сокращений.
Достоверность различий результатов парных исследований определялась с помощью парного критерия 1 (Стьюдента). Индивидуальная вариабельность эргоспирометрических показателей (и) определялась на основе усредненного среднеквадратического отклонения (ст) повторных измерений
относительно среднего значения (х) по следующей формуле:
1 п СТ ■
и = -У -100% ,
п 1=1 х ■
где п - количество обследованных.
Индивидуальная воспроизводимость (и^ эргоспирометрических параметров определялась в процессе парных исследований по величине 95%-го доверительного интервала, рассчитанного по формуле:
= IV ст ■
У ГГ ~ , п 1=1 У2 - х
где 1 - критерий Стьюдента при 95%-м уровне значимости.
Воспроизводимость выражали в абсолютных величинах и в процентах относительно среднего значения.
Результаты исследований
Полученные результаты максимальной энергодеятельности, вентиляции и газообмена в процессе парного исследования с интервалом в 24 часа представлены в табл. 1.
Среднегрупповые данные «пороговой» нагрузки как в абсолютных, так и в относительных величинах были идентичными в процессе двойного тестирования. Вариабельность работы (^), выполненной в процессе исследования, через 1 месяц и 1 год составила в среднем, соответственно, 4,1 и 8,2%, максимальной мощности нагрузки (, Вт) - 0,9 и 3,0%, а относительно веса тела (, Вт/кг) - 1,3 и 3,7%.
Уровень достигаемой вентиляции (МОД) при максимальной частоте дыхания (ЧД) на высоте нагрузки существенно не различался. Вариабельность МОД в исследованиях с интервалом 1 месяц и 1 год была 11,2 и 6,7%.
Максимальный уровень потребления кислорода (ПО2), достигаемый в процессе тестирования в указанном интервале времени, соответственно интенсивности выполненной работы от теста к тесту достоверно не изменялся. Вариабельность ПО2, выраженного в единицах метаболической мощности (Мет), в исследованиях через 1 месяц и 1 год составила соответственно,
8.3 и 9,2%. Вариабельность анаэробной фракции работы (ААФ) нарастала по мере увеличения промежуточ-ка между парными тестами. Так, в исследованиях через 24 часа она была равна 29,9, через 1 месяц - 36,1 и через 1 год - 51,6 %. Дыхательный коэффициент (ДК) в процессе тестирования через короткие промежутки времени существенно не различался, при повторных исследованиях через 1 год имело место его достоверное изменение (1,17±0,04 по сравнению с 1,06±0,05, р<0,05).
Максимальная частота сердечных сокращений (ЧСС) на высоте нагрузки и ее прирост от исходного значения к достигнутому уровню метаболизма (ДЧСС/Мет) достоверно не изменялись. Вариабельность ЧСС и кислородного пульса (КП) в исследованиях с интервалом в 1 месяц составила, соответственно,
3.3 и 4,3%, с интервалом в 1 год - 3,1 и 9,2%.
Экономичность мышечной деятельности
(ПО2^) - отношение количества потребляемого кислорода к суммарной величине работы, выполненной в процессе тестирования, была идентичной. Вариабельность ПО2^ в исследованиях через 1 месяц и 1 год составила, соответственно, 6,7 и 12%. Суммарная величина дефицита кислорода (ПО2Д) за время работы при повторном исследовании достоверно не различалась.
На основании проведенных исследований определены значения воспроизводимости и повторяемости основных эргоспирометрических параметров с 95%-м уровнем значимости в абсолютных величинах и в процентах к среднему значению, представленные в табл. 2.
Обсуждение результатов
В функциональной диагностике применяются различные методы тестирования физическими нагрузка-
ми. Установлена высокая повторяемость результатов в тестах с использованием стандартных физических нагрузок, в то время как использование нагрузки в виде приседаний, различных подъемов и прыжков характеризуется абсолютным отсутствием повторяемости усилия при повторном тестировании [5].
Двойное эргоспирометрическое исследование с автоматизированной обработкой данных позволяет наиболее точно оценить воспроизводимость характера вентиляторного ответа, степени участия сердечно-сосудистой системы в развитии максимального уровня газообмена на высоте «пороговой» нагрузки.
При анализе полученных данных показатели энергодеятельности, вентиляции, гемодинамики и газообмена можно распределить на основе коэффициента вариации в определенную шкалу воспроизводимости (рис). Первое место в этой шкале занимают показатели энергодеятельности ),
затем показатели сердечно-сосудистой системы (ЧСС, ДЧСС/ Мет), метаболизма (ПО2, ДК), вентиляции (ЧД, МОД). Наименьшей воспроизводимостью характеризуются показатели гомеостаза, отражающие степень тяжести выполненной работы (ААФ, ПО2Д). На шкале воспроизводимости и в исследованиях через короткий промежуток времени (24 часа) большее количество эргоспирометрических параметров лежит в диапазоне вариабельности до 10% от среднего значения. При увеличении интервала между исследованиями (1 месяц и 1 год) количество показателей в указанном интервале уменьшается.
Несмотря на индивидуальную вариабельность эргоспирометрических параметров, обращает на себя внимание тенденция к увеличению ряда среднегрупповых показателей энергодеятельности и системы транспорта кислорода во втором исследовании по отношению к исходному уровню. В наблюдаемой тенденции нельзя исключить значимость таких факторов как мотивация и элемент обучения.
Воспроизводимость среди показателей энергодеятельности далеко не одинакова. Суммарная величина работы, выполненной в процессе тестирования воспроизводится хуже, чем мощность нагрузки в абсолютных и относительных величинах. Среди показателей, отражающих газотранспортную функцию аппарата вентиляции и гемодинамику, частотные характеристики (ЧСС, ЧД, ДЧСС/Мет) имеют относительно высокую стабильность.
Вариабельность суммарной величины дефицита кислорода в различные периоды исследования остается высокой и характеризует имеющуюся определенную инертность деятельности системы дыхания и кровообращения в тестах с максимальной физической работой, особенно у категории нетренированных лиц [3]. Следует отметить, что показатели газообмена, измеренные во время тестирования (ПО2), имеют лучшую воспроизводимость, чем расчетные (ААФ).
Таблица 1
Вариабельность показателей энергодеятельности, вентиляции и газообмена у здоровых лиц в процессе парного исследования через 24 часа
Воспроизводимость
Показатель Первый тест Второй тест
М±т М+т ст, абс и, %
W, кДж 71,4+9,84 75,2+10,77 5,5 7,6
, Вт 232,2+20,98 234,4+21,79 13,6 6,0
, Вт/кг 3,3+0,23 3,3+0,24 0,07 2,1
, % долж. 96,4+4,76 97,3+5,89 2,8 2,8
ПО2, л 2,45+0,26 2,51+0,28 0,18 7,2
Мет 9,7+0,79 9,9+0,87 0,8 7,8
ДК 1,15+0,03 1,14+0,03 0,08 7,8
ПО2 Д, л 0,40+0,07 0,42+0,11 0,23 47,9
ААФ, % 21,0+2,34 18,1+3,29 5,7 29,9
ЧСС, в 1 мин 161,1+3,35 166,2+3,83 5,2 3,2
КП, мл 15,7+1,60 15,6+1,57 1,2 7,4
ДЧСС/Мет 9,4+0,79 9,4+0,56 0,6 6,9
ЧД, в 1 мин 33,6+1,35 32,8+1,38 2,4 7,2
77,8+7,28 81,0+8,85 5,8 7,3
МОД, л
ПО2/W, мл/кДж 36,8+2,28 35,2+1,93 2,5 7,0
Таблица 2
Воспроизводимость и повторяемость показателей энергодеятельности и реакции кардиореспираторной системы у здоровых лиц
Показатель Воспроизводимость Повторяемость
Через 1 день Через 1 мес. Через 1 год
с а о о и 4 , % с а о о и 4 , % С а о о и 4 , %
W, кДж 7,8 10,8 3,7 5,9 5,7 11,7
, Вт 19,4 8,6 2,8 1,4 7,6 4,3
, Вт/кг 0,1 3,0 0,06 1,9 0,14 5,3
, % долж. 4,0 4,0 1,0 1,1 3,0 3,4
ПО2, л 0,26 10,3 0,19 8,0 0,23 12,6
Мет 1,1 11,1 1,1 11,9 1,0 13,2
ДК 0,11 10,1 0,06 4,8 0,10 9,0
ПО2 Д, л 0,33 68,4 0,19 42,2 0,19 50,2
ААФ, % 8,1 42,9 7,5 51,6 8,4 73,9
ЧСС, в 1 мин 7,4 4,5 7,6 4,6 6,9 4,4
КП, мл 1,7 10,6 0,9 6,2 1,6 13,2
ДЧСС/Мет 0,9 9,9 1,2 12,9 0,7 7,7
ЧД, в 1 мин 3,4 10,3 3,6 10,7 2,3 7,1
МОД, л 8,3 10,5 10,9 15,9 5,2 9,5
ПО2^, мл/кДж 3,6 9,9 3,6 9,6 6,4 17,0
и, % 706866 64-|
62 60Н
г
44 42 40 12108 6420
Показатели
Рис. Шкала воспроизводимости эргоспирометрических параметров у здоровых лиц в процессе парного исследования с интервалом в 24 часа.
Воспроизводимость максимального потребления кислорода у здоровых лиц в нашем исследовании составила 5,6-8,8% в зависимости от сроков повторного тестирования, в то время как в исследованиях Р.О.АБйаМ, К.Я^аЫ [4] эта величина не превышала 3%. Различие полученных результатов с литературными данными объясняется, по-видимому, неоднородностью лиц по уровню физического состояния, а также разными методами оценки воспроизводимости.
В настоящее время остаются малоизученными вопросы оценки динамики функционального состояния системы транспорта кислорода по комплексу показателей, измеренных на «пороговом» уровне энергодеятельности. При анализе полученных данных необходимо учитывать диапазон изменений, в котором могут находится фактические изменения показателей. Достоверными изменениями следует считать величины, превышающие 95%-й доверительный интервал для средних значений результатов пар-
ных измерений. Приведенные в табл. 2 показатели воспроизводимости могут служить надежными критериями оценки предельных возможностей человека в динамике.
ЛИТЕРАТУРА
1. Канаев Н.Н. Общие вопросы методики исследования и критерии оценки показателей дыхания: Руководство по клинической физиологии дыхания// Под ред. Л.Л.Шика, Н.Н.Катаева.. - Л., 1980. - С. 23-30.
2. Преварский Б.П., Буткевич Г.А. Клиническая велоэргометрия. - Киев: Здоровья, 1985. - С. 22-23.
3. Спортивная физиология/Под ред. проф. Я.М. Коца. - М.: Физкультура и спорт, 1986. - С. 33-34, 48-52.
4. Astrand P.O., Rodahl K. Textbook of work physiology: physiological bases of exercise. Second edition.-New York: McGraw Hill, 1977.- P. 293, 298, 324.
5. Bartel A.G. Exercise stress testing - current status// Cardiology. - 1978.- Vol. 64. - P. 170-189.
□ □□
