Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Физическое развитие и его показатели. Индексы пропорциональности, компонентный состав и площадь поверхности тела

Термин «физическое развитие» отражает состояние организма, фиксированное во времени (в момент исследования). (Николаев В.Г. и др., 2007). В современном понимании физическое развитие - это комплекс структурных и морфофункциональных свойств, определяющих дееспособность организма в данный момент времени.

Физическое развитие каждого человека определяется его наследственными свойствами и средой обитания, включающей характер питания, социальные воздействия и воспитание (Башкиров П.Н., 1962).

Морфологические особенности человека (пропорции, тотальные размеры тела и его состав) предопределяют его физическое развитие и связанные с ним функциональные возможности, являясь при этом и показателями здоровья человека. Пропорции тела - это соотношения размеров различных его частей, определяющихся размерами скелета. Пропорции тела обуславливают сбалансированность его продольных размеров друг с другом, а также с поперечными и обхватными размерами. Общепринято для оценки физического развития использовать три показателя - длину тела, его массу и окружность грудной клетки (Бунак В.В., Нестурх М.Ф., Рогинский Я.Я., 1941; Башкиров П.Н., 1962; Рогинский Я.Я., Левин М.Г., 1978; Николаев В.Г. и др., 2007).

Соотношение массы и объема (длины тела и двух параметров грудной клетки) характеризует плотность или удельный вес. Соотношение длины тела и грудного периметра характеризует форму тела. Дееспособность и выносливость организма, его силовые свойства будут тем выше, чем больше плотность, массивность и чем меньше вытянутость формы (цит. по Тегако Л.И., Марфина О.В., 2003).

Пропорции тела определяются на живом человеке путем измерения продольных и поперечных проекционных размеров между пограничными точками, установленными на различных выступах скелета. Пропорции тела характеризуются, как правило, величиной верхнего отрезка тела (высота головы и шеи), туловища и конечностей, выраженной в процентах от общей длины тела или длины корпуса, а размеры отдельных сегментов конечностей - в процентах общей их длины.

Пропорции тела предопределяются в первую очередь размерами скелета. Однако на величину поперечных размеров тела оказывают некоторое влияние и степень развития мышечной и жировой ткани на различных участках тела, а также степень фиксации плечевого пояса. Проекционные размеры длины корпуса, туловища и конечностей подвержены колебаниям в зависимости от положения осей сегментов конечностей, степени разгибания коленного и локтевого суставов, физиологических изгибов позвоночника и др. В результате влияния всех этих факторов различия между истинными размерами скелета и данными измерений, проведенных на живом человеке, могут достигать 1-3 см.

Скелетная система у человека, как и другие системы органов, подвержена возрастной изменчивости.

В процессе возрастного развития пропорции тела видоизменяются за счет разной скорости роста отдельных его частей.

Новорожденные имеют относительно большую голову, длинное узкое туловище и короткие ноги. После рождения высота головы увеличивается в 2 раза, длина туловища в 3 раза, рук в 4 раза, ног в 5 раз, т.е. наиболее интенсивно развиваются дистальные отделы тела.

Для характеристики возрастных изменений в пропорциях человека размеры различных частей тела (длина корпуса, ноги, руки, туловища и т.д.) у взрослых принимают за единицу, а размеры частей тела у детей разных возрастов выражают в соответствующих долях от этой величины (табл. 1).

Таблица 1. Возрастные изменения пропорций тела (Тегако Л.И., Марфина О.В., 2003)

Размеры	Возраст (мальчики)
	Новорожденные	1 год	4 года	7 лет	13 лет	17 лет	20 лет
Ширина плеч	0,32	0,44	0,58	0,68	0,83	0,93	1,0
Ширина таза	0,28	0,44	0,60	0,68	0,83	0,93	1,0
Длина туловища	0,36	0,46	0,60	0,68	0,82	0,92	1,0
Длина руки	0,32	0,44	0,54	0,67	0,81	0,97	1,0
Длина ноги	0,24	0,36	0,56	0,68	0,85	0,98	1,0

До наступления полового созревания у мальчиков и девочек наблюдается сходство в соотносительном росте плечевого и тазового диаметров. Начиная с 14 лет, у девочек возрастает скорость роста тазового диаметра, у мальчиков с 15 лет увеличивается скорость роста плечевого диаметра.

Пропорции тела связаны с его тотальными размерами. Высокорослость обычно сопровождается длинноногостью. Отчетливо это проявляется у спортсменов тех специализаций, при которых большей длине тела сопутствуют преимущества в спортивной деятельности, например, у баскетболистов.

По данным Б.А. Никитюка баскетболисты по пропорциям тела чаще относятся к гигантоидному типу (широкие плечи, длинные ноги). Среди баскетболистов-мужчин длинноногие спортсмены составляют 89%, среди баскетболисток - 71% (Никитюк Б.А., 1978).

При массовых исследованиях, связанных с врачебным контролем и оздоровительными мероприятиями, прибегают к экспресс-оценке морфологического типа. При этом используется схема с трехмерным вариантом пропорций тела, которая исходит из отношения длины конечностей и ширины плеч к общей длине тела. По соотношениям этих величин В.В. Бунак выделил три основных типа пропорций тела, достаточно часто встречающихся как среди мужчин, так и среди женщин (Рис. 1, табл. 1).

Раннее половое созревание способствует формированию брахиморфии (эйросомии), позднее - долихоморфии (лептосомии).



Типы пропорций тела взрослых людей

(Тегако Л.И., Марфина О.В., 2003).

1 - долихоморфный, 2 - мезоморфный, 3 - брахиморфный

Таблица 2. Характеристика пропорций тела (Никитюк Б.А., Чтецов В.П., 1990).

Тип пропорций тела	Размеры тела, выраженные в процентах его длины
	длина туловища	длина ноги	длина руки	ширина плеч	ширина таза
Долихоморфный	29,5	55,0	46,5	21,5	16,0
Мезоморфный	31,0	53,0	44,5	23,0	16,5
Брахиморфный	33,5	51,0	42,5	24,5	17,5

Наиболее распространенным и доступным широкой практике способом оценки пропорций тела человека является метод индексов. Он позволяет с помощью простых вычислений охарактеризовать соотношение частей тела. Как правило, величина меньшего размера выражается в процентах большего. Бесконечное многообразие сочетания антропометрических параметров, характеризующих индивидуальные особенности телосложения человека, требует обязательной группировки обследованных контингентов по сходным признакам. Одним из первых способов в оценке физического развития, по данным антропометрии, является метод индексов. Они представляют собой соотношение отдельных антропометрических признаков, выраженных в априорных математических формулах.

Как писал П.Н. Башкиров (1959), один из недостатков такого подхода - это то, что индексы в значительной мере зависят от возраста, особенно у детей и подростков, а оценка физического развития методом индексов - пройденный путь в науке. Еще в 1910 году В.Г. Мишневский, русский военный врач и автор известной эмпирической «формулы слабосилия», отмечал, что все формулы крепости тела эмпирические, из области фантазии авторов.

Тем не менее, индексы до сих пор используются при оценке физического развития различных групп населения. Этот анахронизм можно объяснить простотой измерения антропометрических показателей и их вычисления. Потому необходимо привести примеры нескольких таких индексов, широко используемых не только в течение всего XX века, но и в настоящее время при проведении антропологических обследований в нашей стране и за рубежом.

По сочетанию различных индексов выделяются три основных типа пропорций тела (табл. 17):

1) долихоморфный - длинные ноги, короткое и узкое туловище;

2) брахиморфный - короткие ноги, длинное и широкое туловище;

3) мезоморфный - средний вариант размеров тела.

Пропорции тела, выявленные с помощью индексов, могут сравниваться лишь при сходной длине тела. Если же между сравниваемыми индивидами (или группами) различия по общей длине тела значительны, то метод индексов не позволяет судить с достаточной точностью о существующих различиях в пропорциях тела, так как природа индекса не учитывает зависимости входящих в него размеров тела от его общей величины. Известно, что с увеличением длины тела человека длина ноги увеличивается относительно быстрее, а продольные и поперечные размеры туловища медленнее. В результате люди более высокорослые, независимо от принадлежности к тому или иному типу пропорций тела, окажутся относительно более длинноногими, с более коротким и узким туловищем, и наоборот.

Таким образом, различия между названными типами определены с помощью системы индексов, а именно: в процентах длины тела выражают ширину плеч и таза, длину туловища, ноги в руки.

· Индекс относительной ширины плеч: ширина плеч/ длина тела х 100%

· Индекс относительной ширины таза: ширина таза / длина тела х 100%

· Индекс относительной длины туловища: длина туловища /длина тела х 100%

· Индекс относительной длины руки: длина руки / длина тела х 100%

· Индекс относительной длины ноги: длина ноги / длина тела х 100%

Разница в росте между людьми в основном зависит от длины нижних конечностей. Поэтому долихоморфный тип более характерен для людей высокого роста, брахиморфный - для низкого.

Учет изменчивости других размеров - длины руки, ширины таза, сегментов конечностей - дает возможность выделить ряд подтипов.

Если групповые различия по типам пропорций тела выражены более определенно, то индивидуальная изменчивость пропорций тела велика и выявляет большое количество подтипов.

На протяжении XX столетия происходило не только увеличение общих размеров тела, но изменилась и его форма. В частности, выявлена тенденция к увеличению плечевого диаметра, длины ноги, уменьшению тазового диаметра. Вместе стем практически не изменяется длина туловища. Отмечается, что в настоящее время мужское население имеет более длинные ноги, более высокое положение талии, большую ширину плеч, меньший диаметр таза, меньший обхват грудной клетки и большую длину стопы.

Пропорциональность развития оценивается с точки зрения пропорциональности развития конечностей и грудной клетки относительно длины тела. С этой целью применяют также индексы разностный и скелии, индексы Пинье, Rees-Eisenck, Эрисмана, J. Tanner.

Индекс скелии применяют в виду его простоты и показательности и вычисляют по следующей формуле:

Индекс скелии = рост стоя / рост сидя x 100

Вариант классификации этого индекса был предложен еще в конце XIX в. французским антропологом Л. Мануврие, различавшим среди населения Франции следующие типы пропорций по индексу скелии: макроскелия (при индексе>92) - длинные относительно тела конечности; мезоскелия (от 87 до 92) - пропорциональное развитие; брахискелия (<87) - короткие конечности.

Другой индекс, характеризующий пропорциональность нижних конечностей, - разностный индекс, равен разнице между ростом сидя и длиной ног. Он часто используется для сравнительной оценки информативности относительных показателей. Интерпретируют результаты этого индекса относительно показателя средней длины ног, равного для мужчин от -9 до 10, для женщин от -4 до 12. (Липатов П.И. и др., 2003)

Индекс Пинье пользуется большой популярностью во многих странах мира, в частности Австрии, Бельгии, Японии, Франции. Кроме того, простота его вычисления, связь с такими важнейшими показателями физического развития, как масса тела, рост и окружность груди, информативность для выявления «крайних» форм телосложения объясняет необходимость его применения в клинической практике при соматотипировании по М.В. Черноруцкому. Индекс Пинье равен разнице между длиной тела и суммой массы тела и окружности грудной клетки:



Индекс Пинье = рост - (вес + окружность грудной клетки)

Схема соматотипирования по М.В. Черноруцкому предусматривает трехчленную классификацию, включающую три типа: величина индекса Пинье более 30 соответствует астеническому телосложению, от 10 до 30 - нормостеническому, менее 10 - гиперстеническому.

С учетом того что индекс Rees-Eisenck (1945) на основании только показателей длины тела и поперечного диаметра грудной клетки позволяет проводить соматотипическую диагностику, он может быть применен в частности в работах по сравнению палеопопуляций с современными и вычисляется по следующей формуле:

Индекс Rees-Eisenck=длина тела x 100 / (поперечный диаметр грудной клетки x 6)

Пикнический тип определяется при значениях индекса менее 96. Величина индекса от 96 до 106 характерна для нормостенического типа. Значения индекса свыше 106 позволяют отнести обследуемого к астеническому типу. Эффективность использования схемы многократно увеличивается, если одновременно определяется компонентный состав тела (жировая, мышечная и костная масса) и пропорциональность физического развития (Николаев В.Г., 2005).

Индекс Эрисмана, также связывающий параметры грудной клетки с длиной тела и позволяющий оценивать ее пропорциональность, вычисляют по формуле:

Индекс Эрисмана = Окружность грудной клетки (пауза) - 1/2 рост.

При индексе<3.3 грудная клетка определяется как узкая, от 3.3 до 5.8 пропорциональная, и если индекс>5.8 - широкая.

Индекс полового диморфизма (ИПД), предложенный J. Tanner (1968), используют для определения соответствия полу развития костной системы. Вычисляют ИПД по следующей формуле:

Индекс J. Tanner (ИПД) = 3 x ширина плеч - ширина таза

При величине индекса менее 83.7 соматический тип определяется как гинекоморфный; при индексе в границах от 83.7 до 93.1 - как мезоморфный, при больших значениях - андроморфный (Шарайкина Е.П., 2005).

Экспресс-оценка физического развития также производится при помощи весоростовых индексов, широко распространенных при скрининговых медицинских исследованиях. В основе метода весоростовых индексов лежат определенные соотношения измерительных признаков, чаще всего так или иначе используются длина и масса тела. Считают, что на основании этих индексов можно охарактеризовать как физическое развитие, так и функциональную способность организма.

В последние годы, согласно рекомендациям экспертов по питанию ФАО/ВОЗ, в качестве высокоинформативного и простого показателя, отражающего состояние питания человека, используется так называемый индекс массы тела (ИМТ) или индекс Кетле II, определяемый как отношение массы тела (в кг) к росту (в метрах), возведенному в квадрат (Николаев В.Г., 2007). В данной работе при интерпретации результатов ИМТ руководствовались рекомендациями Международной консультативной группы по проблеме содержания энергии в пищевых рационах, которая определила три уровня этого индекса: при ИМТ <18,5 определялась хроническая энергетическая недостаточность (ХЭН), при ИМТ >25 - наличие лишнего веса, или предожирение, которое связывают с увеличением риска для здоровья, ИМТ=30-34,9 - ожирениеI степени, связанное с умеренным риском для здоровья. При ИМТ от 35 до 40 определяют ожирение II степени, что указывает на высокий риск для здоровья, ИМТ более 40 говорит о тяжелой, III степени ожирения, представляющей собой очень высокий риск для здоровья (Николаев В.Г. и др., 2007).

В группу весо-ростовых индексов входит также индекс Рорера, или индекс плотности тела (Rohrer F., 1908). Он вычисляется как процентное отношение массы тела к длине тела, возведенной в третью степень. Значения данного показателя до 1.15 расценивают как уровень плотности ниже среднего, от 1.15 до 1.30 - как средний, 1.31 и выше - как высокий (Николаев В.Г., 2007).

Широкое распространение в XIX в. имел индекс Брока, позволяющий определять максимально допустимую массу тела (МДМТ). Этот индекс может указывать лишь на наличие или отсутствие резких отклонений от нормы и вычислялся по следующей формуле:

МДМТ=длина тела - 100±5,

при этом в зависимости от типа телосложения 5 кг прибавляется в случае гиперстенического и отнимается - в случае гипостенического типа.

Так как физическое развитие тесно связано с уровнем здоровья, то количественные методы определения уровня здоровья включают и оценки некоторых параметров функциональных показателей - число сердечных сокращений, артериальное давление, силовые качества и некоторые другие. Для этого часто используется экспресс-оценка физического развития.

Оценка физического развития на индивидуальном уровне производится на основе сравнения признаков физического развития каждого индивидуума с региональным стандартом, который разрабатывается на основании массовых исследований.

Одним из важных признаков физического развития считают площадь поверхности тела (Э.Г. Мартиросов, 1982). Среди множества методов ее определения наиболее популярны аналитические методы, т.е. использование формул, в частности, Е. Boyd (1955) и В. A. Issakson (1958).

Формула В.A. Issakson может быть рекомендована для лиц, у которых сумма веса и длины тела больше 160 единиц. Формула имеет следующий вид:

Площадь тела (м²) = (100+вес, кг + (длина тела, см - 160))/100

Для низкорослых людей с суммой веса и длины тела меньше 160 единиц может быть использована формула Е. Boyd. Она выглядит следующим образом:

S=3,207xH^0,3xW^0,7285-0,0188 logW,

где S - площадь тела, см³; H - рост, см; W - вес, г.

Существуют также формулы для расчета поверхностей головы и шеи, верхней и нижней конечностей и других сегментов тела (Э.Г. Мартиросов, 1982).

По мнению многих исследователей, площадь поверхности тела как признак физического развития целесообразно рассматривать не в абсолютных значениях, а в относительных, в соотношении с весом тела (определяется количество веса, приходящееся на единицу поверхности). У лиц физически слабых на единицу площади поверхности тела приходится меньше веса, чем у физически сильных (В.В. Бунак, 1941; П.Н. Башкиров, 1960, цит. по Николаеву В.Г., 2007).

Функциональные возможности организма человека, отражающие уровень его физического развития, характеризуются структурно-механическими свойствами: массой тела, плотностью тканей, формой тела, что является важнейшими признаками физического развития. Оценка физического статуса человека (при так называемом «среднем» варианте) трудностей не вызывает. Однако «средний» вариант встречается нечасто и приходится иметь дело с различными отклонениями. Так, излишнее жироотложение представляет отрицательный признак для физического развития человека. Значительное увеличение веса при избытке жира, которое уже само по себе обременяет организм, ведет к недоразвитию и гипофункции скелетной мускулатуры и, следовательно, к понижению образования мышечных метаболитов, регулирующих деятельность сердца и сосудов (С.М. Лейтес, 1948). Однако степень физического развития может быть очень высокой и при обильном жироотложении. Необходимым условием для этого должна быть и высокая степень развития мускулатуры. Все это диктует необходимость учитывать состав тела: абсолютные массы жировой, мускульной и костной тканей в общей массе тела, а в ряде случаев и удельный их вес.

Определение состава тела

Под составом тела большинство специалистов понимают соотношения компонентов веса человеческого тела.

Учение о составе тела человека - сравнительно новый раздел морфологии. Значительное развитие этого раздела в последние десятилетия связано с внедрением в практику морфологического исследования методов физического и химического анализа, особенно рентгенографии и метода изотопов. «Анатомия без рассечения тела», основанная на использовании указанных методов, позволила наряду с приемами классической антропометрии глубже исследовать закономерности изменчивости и зависимости компонентов веса тела живого человека.

Я. Матейка указывал на необходимость расчленения веса тела (W) на вес костной, мышечной и жировой масс плюс остаток, т.е.

W=O+D+M +R,

где О - символ костной массы, D - жировой, М - мышечной, R - остаток.

В дальнейшем было предложено разлагать вес тела на вес тощей или «активной» массы и на вес жировой, или «пассивной», массы.

Под тощей массой (lean body mass) обычно понимают вес тощей телесной массы, который можно разделить на биологически относительно постоянные доли, включающие 70-72% воды, 7% минеральных веществ, органическую субстанцию, а также не всегда определенный, но, вероятно, постоянный процент липидов костного мозга (2-3%), центральной нервной системы и других органов. В этом смысле тощая масса отличается от обезжиренной массы (fat-freemass), не включающей никаких жировых образований.

К тощей массе относятся, кроме того, плазма, хрящ, волосы, зубы, которые не связаны непосредственно с обменными процессами, а скорее выполняют функцию «поддержки и транспорта».

По мнению ряда специалистов, тощая масса метаболически активна в отличие от пассивной жировой ткани и соотношение между упомянутыми массами может в известной степени служить мерилом физической работоспособности и физического развития индивида. Общепринятого понятия активной массы нет. Предлагают выделять клеточную массу тела. Анатомически клеточная масса определяется как включающая все клетки тела и ответственная за все окисляющиеся субстраты для получения или образования энергии, а также за митоз при воспроизведении.

В клеточную массу включаются и красные кровяные клетки, все паренхиматозные клетки, клетки скелетной и гладкой мускулатуры, эндотелия, жировые клетки, содержащие большие запасы внутриклеточного материала, клеточные объединения в костях, фасциях и т.п.

Кратко клеточная масса, по И. Брожеку, определяется как однородная, обменивающая энергию и производящая работу ткань тела. Однородность клеточной массы, как это явствует из ее состава, весьма относительна, и из двух ее компонентов - висцеральной паренхимы и скелетной мускулатуры - наибольший интерес представляет последний (Николаев В.Г. и др., 2007).

Для оценок клеточной массы не всегда целесообразно применять сложную технику. Так, для установления общего жира можно использовать и более простые, надежные антропометрические способы; о внешних формах тела и объеме представление может дать антропологическая фотография; антропометрия также достаточно надежна, когда речь идет о характеристике развития подкожного жира, размеров скелета. При разделении общего жира на подкожный и внутренний следует использовать методы как «химической», так и классической антропометрии.

Американский исследователь И. Брожек выделил следующие модели состава тела.

1. «Биохимическая» модель, основанная на разложении веса условного индивида: вес тела = жир + вода + белки + минеральное вещество. Если учесть минеральное вещество костей и остаточное (не костное) минеральное, то четырехкомпонентную модель можно преобразовать в 5-компонентную.

2. Радиометрические модели. Двухкомпонентная модель - вес тела = жир+обезжиренная масса - основана на предположении, что калий (К) составляет постоянную долю обезжиренной массы, т.е. общий вес К/вес обезжиренной массы-С (С=68,1). Необходимо, однако, учитывать, что содержание К в различных тканях неодинаково и у ожиревших индивидов на 1 кг веса тела К значительно меньше по сравнению с худыми; у новорожденных его содержание также меньше. Е. Андерсон ввел трехкомпонентную модель: вес тела=адипозная ткань+ мышцы + остаток.

3. Миннесотская модель. При ее построении исходят из предположения, что вес тела может быть расчленен на относительно активную его часть, связанную с обменом энергии, и сравнительно неактивную долю. К последней относятся жир и минеральное вещество костей, а также внеклеточная вода. При вычитании из общего веса последних трех компонентов представляется возможным установить «активную клеточную массу», т.е. общий вес может быть описан четырехкомпонентной моделью:

W=F+A_E-\-C+M₀,

где F - общий жир тела,

В прошлом анатомы расчленяли трупы и определяли процентное содержание веса тканей и отдельных органов по отношению к общему весу тела. Знание характера соотношения отдельных тканевых компонентов и прежде всего основных - костной, жировой и мышечной масс - представляется весьма важным, поскольку состав человеческого тела существенно меняется под влиянием изменений в характере питания, физической активности, при заболеваниях, длительном действии факторов космического полета и т.п., и совсем небезразлично, за счет чего происходят эти изменения. Изменение общего веса тела, которое раньше служило основным мерилом изменения компонентов тела, представляет слишком обобщенный показатель, не дающий возможности установить, какие из них - обезжиренная масса или жир, вода или мышцы - реагируют в первую очередь на ту или иную реакцию напряжения. Важно также знать, каковы оптимальные соотношения компонентов в разные периоды жизни у представителей разного пола, различных расовых и профессиональных групп, каким образом вариации компонентов связаны с вариациями функциональных, физиологических и биохимических показателей, каковы пределы нормальных границ изменчивости компоненты и т.д. Возможны следующие подходы (Николаев В.Г. и др., 2007).

Классический анатомический. Особое развитие этот подход получил во второй половине прошлого века и первые десятилетия XX в. Анатомы препарировали тела умерших людей и изучали вес отдельных органов и тканей. Исследования такого рода важны для установления средних соотношений компонентов веса тела и определения констант, которые входят в формулы, используемые при разложении веса на составные части.

Денситометрический. Способ определения объема человеческого тела и, следовательно, удельного веса тела известен еще со времен Архимеда. Считают, что чем выше удельный вес тела человека, тем лучше его физическое развитие, поскольку большая плотность тела свидетельствует об относительно лучшем развитии более плотных тканей (удельный вес жира в среднем составляет 0,900 г./см³, кости - 1,600, мышц - 1,100 г./см³). Различное соотношение компонентов может оказать существенное влияние на такую результирующую оценку, которой является удельный вес тела, и по колебаниям последнего можно сделать заключение об изменениях состава тела и, в частности, о вариациях жировой массы. Было предложено большое количество формул, включающих удельный вес тела, по которым можно определять процентное содержание жировой массы по отношению к общему весу тела.

Рентгенографический. Рентгенограммы дают возможность измерить толщину жирового слоя мышц и кости. При этом подкожный жир может быть определен в местах, недоступных для измерения калипер - циркулем. С помощью рентгенографии можно описать и степень минерализации кости, влияющую на вес скелета.

Ультразвуковой. Особое развитие получил в последние годы, но отдельные методические стороны его использования не совсем ясны. С помощью этого метода можно оценивать степень развития подкожного жира, мышечного слоя, ширины костей.

Подходы, связанные с использованием изотопов и меченых соединений. В их основе лежит хорошо известный принцип изотопного разведения, согласно которому C_iV_l = C₂V₂, где Сi - концентрация изотопа в объеме до разведения, С₂ - концентрация изотопа в объеме V₂ после разведения. Сложность использования этих методов заключается в том, что необходимо подбирать нетоксичные изотопы и меченые соединения, которые распределялись бы достаточно равномерно в исследуемом компоненте, не вступали бы в устойчивую связь с другими соединениями и при этом допускали бы возможность получения количественной оценки.

Наиболее широкое распространение при данных методах определения состава тела получило измерение связанного с изотопом ⁴⁰Ку-излучения (применяется для определения тощей массы тела); для определения развития жира применяется криптон и циклопропан. Для указанных целей используют также метод нейтронной активации. Все эти способы используют в стационарных условиях.

Различные косвенные способы основаны на применении физических методов, анализе физиологических и биохимических показателей. Например, определение мышечной массы производится по уровню креатинина в моче, а определение тощей массы - по показателям основного обмена.

Антропометрический. Первые попытки в расчленении веса человека на составные компоненты были произведены еще в XIX столетии немецкими анатомами Bischoff и Volkmann (И. Брожек, 1960). Изучают наружные признаки и особенности строения человеческого тела, сравнительно легко доступные для измерения и описания классическими антропометрическими методами. Измерительные признаки (например, толщина кожно-жировой складки или поперечные диаметры сегментов конечностей) используются для косвенного суждения о развитии соответствующего компонента. Пионером в этом направлении по праву считают чешского антрополога J. Matiegka, широко использовавшего также классический анатомический метод и предложившего в 1921 г. оценивать развитие костной, мышечной и жировой тканей с помощью формул, включающих различные наборы измерительных признаков. В известных случаях различные формулы могут быть использованы для групповой характеристики, однако точное индивидуальное установление компонентов веса тела по ним пока не удается.

Метод J. Matiegka. J. Matiegka (1921) для определения компонентного состава тела предложил аналитический метод вычисления абсолютного и относительного количества жировой, мышечной и костной ткани не в момент проведения измерений, а впоследствии по формулам.

Для подсчета абсолютного количества жирового компонента в массе тела формула имеет следующий вид:

Абсолютная жировая масса, кг = d x S _тела x k₁,

где k₁ - константа, равная 0.13, полученная экспериментальным путем на анатомическом материале; d - средняя толщина кожно-жировой складки, мм; S _тела - площадь тела, м².

Средняя толщина кожно-жировой складки вычисляется из величин складок на плече спереди и сзади, предплечье, спине, груди, животе, бедре, и голени. Данная формула рекомендована для определения общего жира у людей в возрасте 16 лет и старше (Николаев В.Г. с соавт., 2007). Вычисляется также относительная жировая масса, то есть отношение массы жировой ткани к массе тела.

Формула для определения абсолютного количества подкожного жира по J. Matiegka (1921) имеет следующий вид:

Масса подкожного жира=S_тела x k₂ x средняя толщина подкожного жира,

где k₂ - константа для удельного веса жира, равная 0.9.

При этом средняя толщина подкожного жира равна разнице между половиной средней толщины кожно-жировой складки и толщиной кожи на кисти (складка на тыле кисти/2).

Наиболее метаболически активными тканями являются жировая и мышечная (Николаев В.Г., 2007 и др.). Для определения абсолютного количества мышечной ткани используют следующую формулу J. Matiegka:

Абсолютная мышечная масса, кг = длина тела, см x R, см x k₃,

где k₃ - константа, равная 6.5; R - средний радиус конечностей.

При этом среднее значение радиусов плеча, предплечья, бедра и голени без подкожного жира и кожи вычисляют, исходя из значений окружностей конечностей и толщины кожно-жировых складок в местах измерений периметров. Далее следует вычисление процентного отношения мышечного компонента тела к массе тела.

Для определения абсолютной массы костной ткани пользуются специальной формулой J. Matiegka:

Абсолютная костная масса, кг = длина тела, см x D² x k₄,

где D - средняя величина дистальных диаметров сегментов конечностей; k₄ - константа, равная 1.2.

Вычисляют также процентное отношение массы костной ткани к массе тела.

Относительные значения костного, мышечного и жирового компонентов в процентах к весу тела определяются при необходимости сопоставить значения компонента у различных индивидов или групп.

Показатели уровня здоровья (цит. по Тегако Л.И., Марфина О.В., 2003). На основании показателей физического развития и функциональных особенностей организма практикующему врачу часто приходится делать заключения об уровне здоровья. Существует качественный и количественный подходы к измерению уровня здоровья. При качественном подходе выделяются группы людей (чаще всего 4), которые определяются по частоте заболеваемости и обращаемости в лечебные заведения. В последние две группы могут входить хронические больные и инвалиды. Количественные методы опираются на состояние физических систем человека и его физическое развитие. Приведем несколько тестов, по которым можно определить эти показатели.

Простейшие методы самоконтроля физической работоспособности по реакции сердца на нагрузку. Самоконтроль представляет собой метод самонаблюдений и состоит из простых общедоступных приемов наблюдения, складывающихся из учета субъективных показаний о самочувствии, сне, аппетите, желании тренироваться, переносимости нагрузок, утомлении и т.д. Важно приучиться к градуальной оценке своих ощущений (например, в пятибалльной шкале «отлично», «хорошо», «удовлетворительно», «плохо», «крайне плохо»).

Данные самоконтроля помогают наиболее обоснованно регулировать нагрузки, определять ранние признаки нарушений здоровья и тренированности, вовремя принимать меры. С этой целью необходимо вести дневник, куда, кроме вышеперечисленных признаков, вносят данные о пульсе, весе до и после тренировки и, если возможно, - результаты других измерений.

Ниже - простейшие приемы самоконтроля по данным реакции пульса в различных положениях и при простейших пробах-тестах.

Безнагрузочные пробы (табл. 3). Обратите внимание на то, что измерение ЧСС производится после 5 минут сидения в кабинете исследователя при условии отсутствия предшествующего физического напряжения или психоэмоционального стресса.



Таблица 3. Ориентировочная оценка физического состояния взрослых по величине пульса в покое, сидя (Гуляев В.П., 1989)

Оценка	ЧСС (уд./мин.)
	Мужчины	Женщины
Отлично	менее 50	менее 55
Хорошо	51-64	56-69
Удовлетворительно	65-79	70-80
Плохо	более 76	более 81

физический здоровье наследственный

Нормативы ЧСС у детей, подростков, юношей и девушек даны в таблице 4. Для детей оценка «удовлетворительно» по ЧСС составит 5 от среднего показателя, ниже чем на 6 - «хорошо», а выше - «плохо».

Таблица 4. Средние величины ЧСС (уд./мин.) у детей, подростков, юношей и девушек (Тегако Л.И., Марфина О.В., 2003)

Возраст, лет	ЧСС (уд. /мин.)
	Мальчики	Девочки	Мальчики и девочки
7	85,8	86,6	92
8	82,8	84,7	90
9	80,2	82,5	88
10	76,1	79,2	86
11	74,8	78,5	84
12	72,6	75,5	82
13	73,1	76.1	80
14	72,8	72.2	78
15	72,1	75,2	76
16	70,4	74,8	72
17	68,1	72,8	-
18	62,3	73	-

Таблица 5. Оценка ортостатической пробы (Загрядский В.П., Сулимо-Самуйло Э.К., 1976)

Показатель	Переносимость пробы
	Хорошая	Удовлетворительная	Неудовлетворительная
ЧСС	Учащение не более чем на 11 ударов (сразу после вставания)	Учащение на 12-18 уд./мин.	Учащение на 19 ударов и более
СистолическоеАД	Повышается	Не изменяется	Снижается в пределах 5 - 10 мм рт. ст.
Диастолическое АД	Снижается	Не меняется или несколько повышается	Повышается
Пульсовое давление (наполнение)	Повышается	Не изменяется	Снижается
Вегетативная реакция	Отсутствует	Потливость	Потливость, шум в ушах

Ортостатическая проба. Испытуемый после 5 минут пребывания в положении лежа считает свой пульс до получения стабильных показателей (по 10 секунд). После перехода в положение «стоя» вновь считает пульс.

Нормальным считается учащение пульса на 10-12 уд./мин. Если пульс учащается до 18 уд./мин., состояние сердечно-сосудистой системы считается удовлетворительным, если более чем на 20 - неудовлетворительным. Если есть возможность измерить АД, то оценка может быть уточнена (табл. 20).

Пульс измеряется в положении лежа несколько раз, измеряется АД до получения стабильных результатов. После вставания показатели измеряются сразу и на 1, 3, 5 и 10й минутах. За это время пульс достигает величины ЧСС в положении стоя, измеренной заранее. В юношеском возрасте за норму принимают учащение пульса на 10-20 уд./мин.

Тесты определения физической работоспособности по восстановлению ЧСС. В системе тестов с использованием физических нагрузок с последующим изучением быстроты восстановления по ЧСС при оценке работоспособности в качестве главных критериев учитываются две важнейшие закономерности реакции организма на стандартные нагрузки: экономичность в реакции и быстрая восстанавливаемость. Наиболее простой можно считать пробу Руфье-Диксона с последующим расчетом индекса. Важным в этих тестах является градуальность оценки.

Проба Руфье. Оценка работоспособности производится расчетом индекса Руфье (ИР). Пульс считается в течение 5 минут по 15 сек. в положении лежа на спине (Р1). Проба заключается в выполнении 30 приседаний за 45 сек. Снова в положении лежа считается пульс за первые 15 сек. (Р2), и в конце 1-й минуты восстановления (45-60 сек.), снова считается пульс за 15 сек. (Р3). Индекс рассчитывается по формуле:

4 (Р1 + Р2 + РЗ) - 2С0 10

Результаты оцениваются: 0-3 - высокая работоспособность, 4-6 - хорошая, 7-9 - средняя; 10-14 - удовлетворительная, более - плохая.

Может быть использована формула индекса Руфье - Диксона (ИРД). По этой формуле пульс переводится в количество ударов за 1 минуту (Р1, Р2, Р3 умножаются на 4). Оценка ИРД: 0 - 2,9 - хорошая работоспособность; 3,0-6,0 - средняя; 6,1 - 8,0 - удовлетворительная; более 8,1 - плохая.

Гарвардский степ-тест. Предложенный еще в 1942 году в лаборатории утомления при Гарвардском университете в США тест приобрел мировую известность. Он является наиболее детально разработанным и используется для оценки физической работоспособности всех групп населения.

Тест заключается в подъеме на ступеньки определенной высоты, в зависимости от возраста и пола строго определено время (табл. 21).

Ритм восхождений у всех обследуемых одинаков - 30 в 1 минуту. Метроном устанавливается на 120 уд./мин. Каждое восхождение состоит из 4 шагов. На счет «раз» обследуемый ставит на ступеньку ногу; «два» встает на нее обеими ногами, выпрямляет их и занимает строго вертикальное положение; «три» - опускает на пол ногу, начавшую восхождение; «четыре» - становится на пол обеими ногами. Восхождение и спуск всегда начинаются с одной ноги и только в течение упражнения можно несколько раз поменять ногу.



Таблица 6. Высота ступеньки и время восхождения в Гарвардском степ-тесте

Контингент	Возраст, лет	Высота ступеньки*, см	Время восхождения, мин.
Мужчины	Взрослые	50	5
Женщины	Взрослые	43	5
Мальчики и юноши	12-18	50 (45)*	4
Девочки и девушки	12-18	40	4
Мальчики и девочки	8-11	35	3
Мальчики и девочки	До 8	35	2

* При низком росте применяется скамейка высотой 45 см

При утомлении, выражающемся в отставании от задаваемого ритма в течение 20 сек., исследование прекращается и останавливается секундомер, засекается время работы в секундах (1 - время восхождения, сек., Р1, Р2, РЗ - количество ударов пульса за 30 сек. на 2, 3 и 4-ой минутах восстановления).

Таблица 7. Оценка физической работоспособности по индексу Гарвардского степ-теста (ИГСТ) (Тегако Л.И., Марфина О.В., 2003)

ИГСТ	Оценка
Менее 55	Слабая
55-64	Ниже средней
65-79	Средняя
80-89	Хорошая
Более 90	Отличная

Если нагрузка может быть выполнена в течение полных 5 минут, в формулу ставится величина 300 сек. Оценка физической работоспособности по индексу Гарвардского степ-теста производится, исходя изданных таблицы (табл. 7).

Уточняет оценку результатов ИГСТ измерение артериального давления. Физическая работоспособность считается хорошей в тех случаях, когда высокие показатели ИГСТ сопровождаются нормотонической реакцией. Гипотоническая реакция свидетельствует об удовлетворительной работоспособности, о напряжении и утомлении сердечной мышцы, физическая работоспособность признается менее удовлетворительной при гипертонической, дистонической (с феноменом бесконечного тона на 2, 3, 4-й минутах или ступенчатой реакции АД независимо от оценки ИГСТ.

Комплексные тесты здоровья и работоспособности. Здоровье человека характеризуется отсутствием болезни, высокой физической работоспособностью и хорошей адаптацией к факторам жизнедеятельности. На этой же основе вместо привычных в практической медицине определений «здоров», «практически здоров» в последние годы используются определенные критерии для введения не только градуальности уровней здоровья, но и его количественной характеристики по комплексу показателей.

Клинико-функциональная характеристика лиц различного уровня здоровья. В последние годы стали чаще использовать различные комплексные и экспресс-методы оценки уровня здоровья по показателям, отражающим различные стороны и проявления здоровья, и связанные с функционированием различных систем параметры. Приведем некоторые из них.

Эспресс-тест уровня здоровья (для подростков, Язловецкий, 1987):

1. Возраст. Каждый год жизни 1 балл.

2. Масса тела. Соответствие должной величине оценивается в 30 баллов. Каждый килограмм выше нормы - вычитается 1 балл. Каждый килограмм ниже нормы - прибавляется 1 балл (не меньше 5 кг).

3. Нормальный вес для подростков определяется по нормативным таблицам для соответствующего возраста или простейшим образом: длина тела (в см) минус 100.

4. Курение. Некурящий - 30 баллов. Каждая выкуренная сигарета - минус 1 балл.

5. Пульс в покое. За каждый удар ниже 90 уд,/мин. начисляется 1 балл.

6. Скорость восстановления. После двухминутного бега на месте в темпе 180 шагов в минуту подсчитывается пульс через 4 мин. отдыха, и разница между величиной пульса в покое вычитается из 30 баллов.

7. Двигательная активность. Двигательная активность хорошая - вычитается 10 баллов, плохая - 20 баллов.

Если общая сумма баллов составляет: 20 - неудовлетворительное состояние (зона риска), 21-60 баллов - удовлетворительное, 61-100 баллов - выше среднего, 100 баллов - состояние здоровья хорошее.

Тест здоровья (для взрослых):

1. Возраст. Очко за каждый год жизни.

2. Масса тела. За каждый килограмм сверх нормы вычитается 5 очков, ниже на 1 кг - + 5 очков.

3. Курение. Некурящий - 30 очков. За каждую выкуренную сигарету вычитается 1 очко.

4. Выносливость. Если ежедневно человек делает более 12 мин. циклических движений - 30 очков, 4 раза в неделю - 25 очков, 3 раза в неделю - 20 очков, 2 раза - 10 очков, 1 раз - 5 очков. Не выполняется - минус 10 очков. За малоподвижный образ жизни вычитается 20 очков.

5. Пульс в покое. За каждый удар меньше 90 начисляется 1 очко.

6. Восстановление пульса. Делается 2-х минутный легкий бег и после 4-х минутного отдыха считается пульс. Если пульс равен исходному + 30 баллов.

Оценка производится по сумме баллов: 20 - состояние угрожающее, 21-60 - уделить внимание борьбе с факторами риска, 61-100 - больше внимания уделять упражнениям на выносливость, 100 - состояние здоровья хорошее.



Литература

1. Шмидт Р., Тевс Г. Интегративные функции центральной нервной системы // Физиология человека. Том 1. М., 1996. С. 129-170.

2. Штефко В.Г., Островский А.Д. Схемы клинической диагностики конституционных типов. - М., 1929. - 48 с.

3. Яблоков А.В. Популяционная биология. - М., 1987. - 303 с.

4. Ямпольская Ю.А. Физическое развитие школьников - жителей крупного мегаполиса в последние десятилетия: состояние, тенденции, прогноз, методика скрининг-оценки // Авто - реф. дис. докт. биол. наук. - М., 2000. - 76 с.

5. Gardner L.I. Deprivation Dwarfism // Biological anthropology. Readings from Scientific American, - 1974. P. 284-290.

6. Harrison G.A., Tanner J.M., Pilbeam D.R., Baker P.T. Human Bilology (3-d edition). - Oxford, 1992. P. 612.

7. Heath B., Carter L. A modified somatotype method // American journal of physical anthropology. Vol. 27. 1967. P. 54-74.

8. Lorenz A. Heilturnen. Wien klin. - Berlin, 1942. - 1003 s.

9. Martin, R. Lehrbuch der Anthropologie in systematischer Darstellung mit besonderer Berьcksichtigung der anthropologischen Methoden fьr Studierende, Дrzte und Forschungsreisende. 2. Aufl. Jena: Fischer. - 1928. - 621 s.

10. Rцhrer-Ertl, O. Zur Geschlechtsdiagnose anhand von ZahnmaЯen beim Menschen. - Mьnchen, Germany. Der Hessische Zahnarzt. 2000. S. 299 - 305.

11. Sheldon W.D., Dupertos C.W., McDermott E. Atlas of men. New York, 1954. - P. 47-58.

12. Sheldon W.D., Stevens S.S. The varieties of human temperament. New York, 1942.

13. Sheldon W.D., Tucker W.B. The varieties of human physique. New York, 1940.

14. Skerly B., Brozek J., Hunt E. Subcutaneous fat and ade changes in body form in women // American journal of physical anthropology. Vol. 11. 1953.

15. Tanner J.M. Physique, character and disease: a contemporary appraisal // Lancet. Vol. 2. 1956. P. 635-637.

16. Viola G. Il mio metodo di valutazione della constituzione individuale // Endocrinologia patologia costituzionale. Vol. 12. 1936.

Размещено на Allbest.ru