Пробы с физической нагрузкой весьма информативны в определении функциональных возможностей организма. Применение их основано на том, что физическая нагрузка вызывает функциональное напряжение всех адаптивных механизмов организма – сердечно-сосудистой, эндокринной систем, системы внешнего и тканевого дыхания, газообмена, крови и т.д. Фактором, взаимосвязывающим перечисленные выше системы, и ведущим параметром жизнедеятельности является обеспечение адекватного физическому напряжению потребления организмом кислорода.[9]

Изучение газообмена и легочной вентиляции при физической нагрузке – является одним из наиболее ценных методов исследования. Моделируя состояние физического напряжения, физическая нагрузка ведет к повышению потребностей миокарда в кислороде и, следовательно, к появлению или усилению несоответствия между потребностью и поступлением кислорода к миокарду при нарушенном коронарном кровоснабжении; последнее проявляется клиническими симптомами (приступ стенокардии, одышка, слабость) и ишемическими изменениями на ЭКГ.

Человек получает энергию главным образом при окислении питательных веществ. Поэтому мерой уровня энергообмена может служить количество кислорода, поглощенного человеком. Своеобразной константой биоэнергетики животных и человека, определяющей минимальные затраты энергии на обеспечение жизнедеятельности организма является «основной обмен». Т.е. основной обмен энергии отражает энергообмен животных или человека, находящихся в покое. При повышении общей двигательной активности наступает увеличение метаболических процессов и энергопотребление сердечной мышцей.[1,11]

Под максимальной физической работоспособностью подразумевают, способность данного лица выполнять в течение определенного времени работу такой интенсивности, при которой достигается максимальное потребление кислорода. Установлено, что потребление кислорода работающими мышцами постепенно повышается в зависимости от уровня нагрузки. При достижении максимального потребления кислорода дальнейшее увеличение физической нагрузки не может обеспечиваться соответствующим увеличением поступления и усвоения кислорода. Вследствие этого развивается резчайшее утомление, препятствующее дальнейшей работе испытуемого. Иначе говоря, происходит истощение адаптационных возможностей организма, а точнее сложной системы газообмена, включающей в себя взаимосвязанные системы - сердечно-сосудистую, дыхания, крови, тканевого обмена, ферментных систем и т.д. величина максимального потребления кислорода весьма наглядно характеризует физическую работоспособность человека. Каждый литр использованного кислорода способствует образованию 20 кДж энергии за счет окисления в метахондриях свободных жирных кислот, углеводов и белков. В связи с этим при исследовании работоспособности человека, его функциональных возможностей приобретает особую ценность определение потребления кислорода.

Функциональную способность сердечно сосудистой системы характеризует число МЕ (метаболические единицы) и находится в прямой зависимости от максимального потребления кислорода. Разработана функциональная классификация больных ИБС на основании изучения максимального потребления кислорода при возрастающей нагрузке. 1 МЕ в среднем равняется 3,5 мл/ (кг мин) кислорода. При этом у больных самого тяжелого, IV функционального класса потребление кислорода не превышает 7 мл/(кг мин) (менее 2 МЕ). При III классе – потребление кислорода колеблется в пределах 7-14 мл/(кг мин) (2-3,9 МЕ). При II классе оно равно 14-21 мл/(кг мин) (4-6,9 МЕ). При I классе максимальное потребление кислорода превышает 21 мл/(кг мин) а число МЕ равно 7 и более. У здоровых нетренированных мужчин и женщин число МЕ равно 10 и более. Понятно, что с ростом числа МЕ прогрессивно увеличивается потребление кислорода при нагрузке.[9]

Необходимая аппаратура:

1. газоанализатор открытого типа, обеспечивающий автоматическую регистрацию потребления кислорода в покое и при нагрузке и выделение углекислоты;

2. устройство для назначения дозированной нагрузки (велоэргометр, тредмил).

Методика исследования:

Накануне больному разъясняют цель исследования, знакомят его с лабораторией, где происходит исследование, обучают дыханию через загубник, и езде на велоэргометре (тредмиле). Это необходимо для снятия дополнительного напряжения, влияющего на результат исследования и связанного с эмоциональным воздействием на больного незнакомой обстановки и непривычных условий дыхания через загубник. Перед исследованием больной должен отдохнуть не менее 20 минут. Больной вдыхает и выдыхает воздух через мундштук прибора. Свежий воздух в смеситель прибора поступает с помощью насоса.

В течение пяти минут регистрируется потребление кислорода и выделение углекислого газа в состоянии покоя, далее по команде больной выполняет нагрузку, по окончанию нагрузки продолжается регистрация показателей дыхания до восстановления исходного уровня потребления кислорода. Для вычисления показателя МЕ количество кислорода, использованное на высоте нагрузки, делят на количество кислорода, использованное в условиях покоя.