Не менее важную роль играют и сами «потребители» кислорода -работающие скелетные мышцы. По своей структуре и функциональным возможностям различают два типа мышечных волокон - быстрые и медленные. Быстрые (белые) мышечные волокна - это толстые волокна, способные развивать большую силу и скорость мышечного сокращения, но не приспособленные к длительной работе на выносливость. В быстрых волокнах преобладают анаэробные механизмы энергообеспечения. Медленные (красные) волокна приспособлены к длительной малонотенсивной работе - за счет большого числа кровеносных капилляров, содержания миоглобина (мышечного гемоглобина) и большей активности окислительных ферментов. Это окислительные мышечные клетки, энергообеспечение которых осуществляется аэробным путем (за счет потребления кислорода).

Еще одна составляющая аэробной производительности организма -запасы основного энергетического субстрата (мышечного гликогена), которые определяют емкость аэробного процесса, т. е. способность длительное время поддерживать уровень потребления кислорода, близкий к максимальному. Это так называемое время удержания МПК. Запасы гликогена в скелетных мышцах у нетренированных людей составляют около 1,4%, а у мастеров спорта - 2,2%. Они могут увеличиваться под влиянием тренировки на выносливость от 200 до 300-400 г, что эквивалентно 1200 -1600 ккал энергии (1г. углеводов при окислении дает 4,1 ккал). Максимальные значения аэробной мощности МНЮ отмечены у бегунов на длинные дистанции и лыжников, а емкости - у марафонцев и велосипедистов-шоссейников, т. е. в таких видах спорта, которые - требуют максимальной продолжительности мышечной деятельности.

Связь между аэробными возможностями организма и состоянием здоровья впервые была обнаружена американским врачом Купером (1970). Он доказал, что люди, имеющие уровень МПК 42 мл/мин/кг и выше, не страдают хроническими заболеваниями и имеют показатели артериального давления в пределах нормы. Более того, была установлена тесная взаимосвязь величины МПК и факторов риска ИБС: чем выше уровень аэробных возможностей, тем лучше показатели артериального давления, холетеринового обмена и массы тела. Таким образом, эндогенные факторы риска ИБС формируются лишь при снижении аэробных возможностей до определенного предела. Предельная (пороговая) величина МПК для мужчин 42 мл/мин/кг, для женщин - 35 мл/ мин/кг, что обозначается как безопасный уровень соматического здоровья. Имеются данные, что величина аэробных возможностей может служить весьма информативным критерием прогнозирования смерти не только от сердечно-сосудистых заболеваний, но и в результате злокачественных новообразований (Б. М. Липовецкий, 1985). В связи с этим в настоящее время наметилась тенденция количественного подхода к оценке уровня здоровья (Н. М. Амосов, Я. А. Бендет, 1984). По Н. М. Амосову, «количество» здоровья определяется суммой резервных мощностей кислородтранспортной системы (МПК). В зависимости от величины МПК для нетренированных людей выделяются 5 функциональных классов, или уровней, физического состояния. Абсолютные значения МПК зависят от массы тела, поэтому у женщин эти показатели на 20-30% ниже, чем у мужчин. Однако при сравнении относительных показателей на 1 кг массы тела эти различия в значительной степени нивелируются.

Для более точного определения уровня физического состояния принято оценивать его по отношению к должным величинам МПК (ДМПК), соответствующим средним значениям нормы для данного возраста и пола. Их можно рассчитать по следующим формулам: для мужчин: ДМПК= 52 - (0,25Х возраст), (1) для женщин: ДМПК= 44 - (0,20Х возраст). (2)Зная должную величину МПК для данного индивида и его фактическое значение, можно определить % ДМПК: %ДМПК=МПК\ДМПК*100% (3)Определение фактической величины МПК прямым методом достаточно сложно, поэтому в физической культуре широкое распространение получили косвенные методы определения максимальной аэробной производительности расчетным путем.

Наиболее информативным является тест PWC170 - физическая работоспособность при пульсе 170 уд/мин. Испытуемому предлагаются две относительно небольшие нагрузки на велоэргометре (по 5мин. каждая, с интервалом отдыха 3мин.). В конце каждой нагрузки (по достижении устойчивого состояния) подсчитывается частота сердечных сокращений. Расчет производится по формуле: PWC170=N1+(N2 — N1)*(170-f1/f2-f1) (4) –где N1 - мощность первой нагрузки; N2мощность второй нагрузки; f1 - ЧСС в конце первой нагрузки; f2 - ЧСС в конце второй нагрузки. Расчетная величина МПК (л/мин) определяется по формуле В. Л. Карпмана для лиц с невысокой степенью тренированности: МПК=1,7*PWC170+1240. (5). Расчет МПК по формуле Добельна требует выполнения однократной нагрузки субмаксимальной мощности на велоэргометре или в Степ-тесте: МПК = 1,29* корень из N/f-60*T где Т - возрастной коэффициент; f-частота сердечных сокращений на 5-й минуте работы; N - мощность нагрузки.

При массовом обследовании лиц, занимающихся оздоровительной физической культурой, величину МПК и уровень физического состояния можно определить при помощи 1,5-ильного теста Купера в естественных условиях тренировки. Для выполнения этого теста необходимо пробежать с максимально возможной скоростью дистанцию 2400 м (6 кругов по 400-метровой дорожке стадиона). При сопоставлении результатов теста с данными, полученными при определении PWC170 на велоэргометре (Б. Г. Мильнер, 1985), была выявлена высокая степень корреляционной зависимости между ними, что позволило рассчитать линейное уравнение регрессии: PWC170=(33,6—1,3Tk)+-1,96, где Tk - тест Купера в долях минуты (например, результат теста 12 мин 30 с равен 12,5 мин), а PWC170 измеряется в кгм/мин/кг. Зная величину теста PWC170, по формуле (5) можно рассчитать МПК и определить уровень физического состояния испытуемого. Примерный уровень МПК можно определить и с помощью 12-минутного теста Купера, так как между скоростью бега и потреблением кислорода также существует прямая корреляционная зависимость. Для этого нужно измерить расстояние, которое испытуемый способен пробежать за 12 мин по дорожке стадиона с максимальной скоростью. Необходимо помнить, что данный тест нельзя применять неподготовленным занимающимся.

Оценка уровня физического состояния может производиться не только по величине МПК, но и по прямым показателям физической работоспособности. К ним относятся тест PWC170 и субмаксимальный вело- эргометрический тест. Эти показатели измеряются в единицах мощности выполняемой работы (кгм/мин или Вт). С возрастом функциональные возможности аппарата кровообращения снижаются, поэтому мощность работы определяется: для людей 40 лет - при ЧСС 150уд/мин PWC170, 50 лет - 140, 60 лет - 130уд/мин. В среднем нормальными показателями теста PWC170 у молодых мужчин считается мощность нагрузки 1000кгм/мин, у женщин - 700 кгм/мин. Более информативны не абсолютные, а относительные значения теста - мощность работы на 1кг массы тела: для молодых мужчин средняя норма-равна 15,5кгм/мин/кг, для женщин - 10,5кгм/мин/кг.

Такая система оценки уровня здоровья может использоваться в санаториях, пансионатах во врачебно-физкультурных диспансерах или кабинетах здоровья при поликлиниках.