Антропометрия (соматометрия)

Уровень физического развития определяют совокупностью методов, основанных на измерениях морфологических и функциональных признаков. Различают основные и дополнительные антропометрические показатели. К первым относят рост, массу тела, окружность грудной клетки (при максимальном вдохе, паузе и максимальном выдохе), силу кистей и становую силу (силу мышц спины). Кроме того, к основным показателям физического развития относят определение соотношения «активных» и «пассивных» тканей тела (тощая масса, общее количество жира) и другие показатели состава тела. К дополнительным антропометрическим показателям относят рост сидя, окружность шеи, живота, талии, бедра и голени, размер плеча, сагиттальный и фронтальный диаметры грудной клетки, длину рук и др. Таким образом, антропометрия включает в себя определение длины, диаметров, окружностей и др.

Рост стоя и сидя измеряется ростомером (рис. 9). При измерении роста стоя пациент становится спиной к вертикальной стойке, касаясь ее пятками, ягодицами и межлопаточной областью. Планшетку опускают до соприкосновения с головой.

При измерении роста сидя пациент садится на скамейку, касаясь вертикальной стойки ягодицами и межлопаточной областью.

Измерение роста в положении сидя при сопоставлении с другими продольными размерами дает представление о пропорциях тела. С помощью антропометра определяют длину отдельных частей тела: верхней и нижней конечностей, длину туловища. Проводить эти измерения помогают принятые в антропо- Рис. 9. Измерение роста в пологий анатомические точки на теле че- ложении стоя и сидя ловека (рис. 10). Для определения любого продольного размера нужно знать расположение верхней и нижней антропометрических точек, ограничивающих данный размер. Разность между их высотой и составляет искомую величину.

Рис. 9. Измерение роста стоя и сидя

Рис. 10. Антропометрические точки

Длина тела может существенно изменяться под влиянием физических нагрузок. Так, в баскетболе, волейболе, прыжках в высоту и т.п. рост тела в длину ускоряется, в то время как при занятиях тяжелой атлетикой, спортивной гимнастикой, акробатикой — замедляется. Поэтому рост является ориентиром при отборе для занятий тем или иным видом спорта.

Зная длину тела стоя и сидя, можно найти коэффициент пропорциональности (КП) тела:

,

где L₁ — длина тела стоя, L₂ — длина тела сидя.

В норме КП = 87—92%, у женщин он несколько ниже, чем у мужчин.

Рис. 11. Измерение окружностей головы (а); плеча (б); груди (в);

голени (г); бедра (д) 48

Масса тела определяется взвешиванием на рычажных медицинских весах. Масса тела суммарно выражает уровень развития костно-мышечного аппарата, подкожно-жирового слоя и внутренних органов.

Окружности головы, груди, плеча, бедра, голени измеряют сантиметровой лентой (рис. 11).

Мышечная сила рук характеризует степень развития мускулатуры; измеряется она ручным динамометром (в кг). Производят 2—3 измерения, записывают наибольший показатель. Показатель зависит от возраста, пола и вида спорта, которым занимается обследуемый.

Становая сила определяет силу разгибателей мышц спины; измеряется она становым динамометром (рис. 12). Противопоказания для измерения становой силы: грыжи (паховая, пупочная), грыжа Шморля и др., менструация, беременность, гипертоническая болезнь, миопия (—5 и более) и др.

Рис. 12. Динамометр становой: 1 — динамометр; 2 — рукоятка с крюком;

3 — цепь; 4 — планка с крюком; 5 — доска для закрепления

планки с крюком

Для измерения диаметров применяют толстенные циркули (большие и малые). Отсчет по шкале ведется во время фиксации циркуля в установленном положении.

Исследования физического развития лиц, занимающихся физкультурой и спортом, имеют следующие задачи:

оценка воздействия на организм систематических занятий физкультурой и спортом;

отбор детей, подростков для занятий тем или иным видом спорта;

контроль за формированием определенных особенностей физического развития у спортсменов на их пути от новичка до мастера спорта.

К настоящему времени разработано большое количество схем, шкал, типов, классификаций (В.В. Бунак, М.В. Черноруцкий, В.П. Чтецов и др.) для определения и характеристики общих размеров, пропорций тела, конституции и других соматических особенностей человека.

В последние годы появились оценочные индексы, выведенные путем сопоставления разных антропометрических признаков. Поскольку такие оценки не имеют анатомо-физиологического обоснования, они применяются только при массовых обследованиях населения, для отбора в секции и пр.

Это следующие индексы:

Индекс Брока—Бругша:

рост — 100 при росте 155-165 см;

рост — 105 при росте 166—175 см;

рост — 110 при росте 175 и выше.

Средняя величина показателя для мужчин — 65—70 мл/кг, для женщин — 55—60 мл/кг, для спортсменов — 75—80 мл/кг, для спортсменок — 65—70 мл/кг.

Разностный индекс определяется путем вычитания из величины роста сидя длины ног. Средний показатель для мужчин — 9— 10 см, для женщин — 11—12 см. Чем меньше индекс, тем, следовательно, больше длина ног, и наоборот.

Средний показатель — 370-400 г на 1 см роста у мужчин, 325—375 — у женщин. Для мальчиков 15 лет — 325 г на 1 см роста, для девочек того же возраста — 318 г на 1 см роста.

Индекс скелии по Мануврие характеризует длину ног.

Величина до 84,9 см свидетельствует о коротких ногах, 85—89 см — о средних, 90 см и выше — о длинных.

Масса тела (вес) для взрослых рассчитывается по формуле Бернгарда:

Формула дает возможность учитывать особенности телосложения.

Если расчет производится по формуле Брока, то после расчетов из результата следует вычесть около 8%: рост — 100 — 8%.

Весо-ростовой показатель определяется делением веса в граммах на рост в сантиметрах:

Количество граммов Показатель

на сантиметр роста упитанности

Больше 540 Ожирение

451—540 Чрезмерный вес

416—450 Излишний вес

401—415 Хорошая

400 Наилучшая для мужчин

390 Наилучшая для женщин

360-389 Средняя

320-359 Плохая

300-319 Очень плохая

200-299 Истощение

Чем выше показатель, тем лучше развита дыхательная функция грудной клетки.

W. Stern (1980) предложил метод определения жировой прослойки у спортсменов. Процент жировой прослойки равен:

Тощая масса тела = 98,42 + [1,082 (масса тела) — 4,15 (обхват талии)]. Согласно формуле Лоренца, идеальная масса тела (М) составляет:

,

где Р — рост человека.

Индекс пропорциональности развития грудной клетки (индекс Эрисмана):

обхват грудной клетки в паузе (см) — = +5,8 см для мужчин и +3,3 см для женщин. Полученная разница, если она равна или выше названных цифр, указывает на хорошее развитие грудной клетки. Разница ниже или с отрицательным значением свидетельствует об узкогрудии.

Есть определенная зависимость между массой тела и мышечной силой. Обычно чем больше мышечная масса, тем больше сила:

Динамометрия руки в среднем составляет 65-80% массы тела у мужчин и 48-50% у женщин.

Показатель крепости телосложения (по Пинье) выражает разницу между ростом стоя и суммой массы тела с окружностью грудной клетки: Х = Р — (В + О), где Х — индекс, Р — рост (см), В — масса тела (кг), О — окружность груди в фазе выдоха (см). Чем меньше разность, тем лучше показатель (при отсутствии ожирения). Разность меньше 10 оценивается как крепкое телосложение, от 10 до 20 — хорошее, от 21 до 25 — среднее, от 26 до 35 — слабое, более 36 — очень слабое.

Показатель пропорциональности физического развития =

=

Величина показателя позволяет судить об относительной длине ног: меньше 87% — малая длина по отношению к длине туловища, 87-92% — пропорциональное физическое развитие, более 92% — относительно большая длина ног.

Показатель развития мышц спины =

=

Малая сила спины — меньше 175% своего веса, сила ниже средней — от 175 до 190%, средняя сила — от 190 до 210%, сила выше средней — от 210 до 225%, большая сила — свыше 225% своего веса.

Измерение кожно-жировой складки имеет существенное значение при отборе в секции гимнастики, балет и др. Удобно и достаточно объективно определять толщину кожно-жировых складок калипером (рис. 13).

Рис. 13. Калиперы разного типа для измерения щину жировых складок

толщины подкожной жировой складки

Толщина кожно-жировой складки зависит от возраста, пола, телосложения, профессиональной деятельности, занятий спортом, питания и др.

Измерение проводят на правой стороне тела. Кожную складку плотно сжимают большим и указательным пальцами или тремя пальцами так, чтобы в ее составе оказалась бы кожа и подкожный жировой слой. Пальцы располагают приблизительно на 1 см выше места измерения. Ножки ка-липера прикладывают так, чтобы расстояние от гребешка складки до точки измерения примерно равнялось толщине самой складки.

Для определения состава массы тела рекомендуется измерять толщину жировых складок так: 1) под нижним углом лопатки складка измеряется в косом направлении (сверху вниз, изнутри наружу); 2) на задней поверхности плеча складка измеряется при опущенной руке в верхней трети плеча (область трехглавой мышцы ближе к ее внутреннему краю) — складка берется вертикально; 3) на передней поверхности плеча складка измеряется в верхней трети внутренней поверхности плеча (область двуглавой мышцы), — на переднев-нутренней поверхности в наиболее широком месте — складка берется вертикально; 4) на передней поверхности груди складка измеряется под грудной мышцей по передней подмышечной линии — складка берется в косом направлении (сверху вниз, снаружи внутрь); 5) на передней стенке живота складка измеряется на уровне пупка справа на расстоянии 5 см — берется вертикально; 6) на бедре складка измеряется в положении сидя, ноги согнуты в коленных суставах под прямым углом — складка измеряется в верхней части бедра на переднелатеральной поверхности параллельно ходу паховой складки, несколько ниже ее; 7) на голени складка измеряется в том же исходном положении, что и на бедре, — берется почти вертикально на заднелатеральной поверхности верхней части правой голени на уровне подколенной ямки; 8) на тыльной поверхности кисти складка измеряется на уровне головки третьего пальца. Толщину подкожного жирового слоя определяют как 1/2 средней величины всех измерений.

Для расчета плотности тела по регрессионному уравнению, выведенному Paskall и соавт. (1956), рекомендуется исходить из толщины подкожной жировой складки, измеренной в трех местах: 1) по средней подмышечной линии на уровне мечевидного отростка грудной кости (Т. — thorax); 2) на груди на середине расстояния между передней подмышечной линией и соском (М. — mammalia); 3) на задней поверхности плеча (А. —arm).

Определение плотности и состава массы тела. Плотность тела (Д) может быть рассчитана по формуле Paskall и соавт.:

Д = 1,088468 - 0,007123Т - 0.004834М - 0,005513А,

где Т, М, А — толщина указанных жировых складок в сантиметрах.

Состав массы тела зависит от физической активности человека и питания.

Чтобы правильно оценить изменения состава массы тела, надо знать состав тканей. К активной массе тела относят клеточную воду (жидкость), все белки и все минеральные соли в клетках и во внеклеточной жидкости (то есть вне скелета). К малоактивной массе тела относят жир тела, костные минеральные соли и внеклеточную воду.

Для выявления состава массы тела обычно определяют общее и подкожное содержание жира, мышечную и скелетную массу в абсолютных и относительных величинах. Измерение толщины подкожного жирового слоя позволяет достаточно точно определить эти показатели рассчетным путем.

Достаточно надежно абсолютное содержание жира определяется формулой Matiegka (1921):

Д = аSk,

где Д — общее количество жира (кг), а — средняя толщина слоя подкожного жира вместе с кожей (мм), S — поверхность тела (см²) (рис. 14), k — константа, равная 0,13, полученная экспериментальным путем на анатомическом материале. Средняя толщина подкожного жира вместе с кожей вычисляется следующим образом:

где d₁, ..., d₈ — толщина кожных жировых складок (мм) на плече спереди (d₁), на плече сзади (d₂), на предплечьи (d₃), на спине (d₄), на животе (d₅), на бедре (d₆), на голени (d₇), на груди (d₈).

Рис. 14. Номограмма для определения поверхности тела по росту и массе

тела (по Дю Буа, Бутби, Сандифорду)

Для определения d у женщин используют 7 складок, d₈ не измеряется. Соответственно в знаменателе формулы цифра 16 заменяется на 14.

Этот способ определения общего жира может быть использован у людей разного пола в возрасте 16 лет и старше.

Относительное содержание жира в процентах к массе тела определяется по формуле:

процентное содержание жира =

где Д — весь жир (кг), W — масса тела (кг). Для определения процентного содержания жира удобно пользоваться таблицами, предложенными Parziskova (1961).

Для определения массы подкожного жира обычно пользуются формулой Matiegka: Д = 0,9Sd₁, где Д — подкожный жир (кг), S — абсолютная поверхность тела (см²), d₁— средняя толщина подкожного жирового слоя без кожи (мм),

,

0,9 – константа для удельного веса жира.

Для определения абсолютной мышечной массы используют формулу Matiegka (1921): M = L  r²  k, где М — абсолютная масса мышечной ткани (кг), L — длина тела (см), г — среднее значение радиуса плеча (а), предплечья (б), бедра (в) и голени (г) без подкожного жира и кожи (см); k — константа, равная 6,5.

Радиусы сегментов экстремитатов (r) рассчитываются по результатам измерения соответствующих обхватов с вычетом средней толщины подкожного жира:

.

Для определения тощей массы тела (LBM) пользуются формулами:

LBM для мужчин = 0.676L - 56,6 ±6,7 кг,

LBM для женщин = 0,328W + 21,7 ± 4,2 кг,

где L — длина тела (см), W — масса тела (кг).

Силу мышц определяют по максимальному проявлению усилия, которое может развить группа мышц в определенных условиях. Обычно одновременно сокращается целая группа мышц, поэтому трудно точно определить работу каждой отдельной мышцы в суммарном проявлении силы. Кроме того, в действии мышц участвуют костные рычаги.

Различают три вида мышечного сокращения: изометрическое, концентрическое (миометрическое) и эксцентрическое (илио-метрическое). Сокращение мышцы, при котором она развивает напряжение, но не изменяет своей длины, называется изометрическим. Такое сокращение проявляется в виде статической силы.

Мерой концентрической силы является максимальное сопротивление, которое мышцы способны преодолевать на пути соответствующего движения. Эта разновидность силы обозначается как динамическая. Эксцентрическая сила возникает при сопротивлении внешней силе, под влиянием которой мышцы растягиваются, то есть длина их увеличивается. Для большинства видов мышечной работы характерен ауксотонический режим, в котором сочетаются сокращение и напряжение.

Определение динамической силы весьма сложно, поэтому обычно ограничиваются измерением статической (изометрической) силы и выносливости мышц.

Мужчины достигают максимума изометрической силы в возрасте около 30 лет, потом сила уменьшается. Этот процесс быстрее идет в крупных мышцах нижних конечностей и туловища. Сила рук сохраняется дольше. В табл. 1 приведены показатели силы различных мышечных групп, полученные при обследовании около 600 человек (средний рост мужчин 171 см, женщин — 167 см).

Динамическую силу можно измерить, например, методом поднятия тяжести.

Сила идентичных групп мышц у разных людей неодинакова. Показатели силы у взрослых женщин на 30—35% ниже по сравнению с мужчинами.

Сила измеряется динамометрами различной конструкции.

Для определения силы кисти обычно используют динамометр Коллена. Силу разгибателей туловища измеряют с помощью станового динамометра. Для более полного представления о мышечной системе следует дополнительно измерять силу мышц плеча и плечевого пояса, разгибателей бедра и голени, а также сгибателей туловища. С этой целью используют универсальные динамометрические установки (рис. 15).

В результате тренировки мышечная сила значительно возрастает, но снижается при утомлении (особенно хроническом), различных заболеваниях опорно-двигательного аппарата, во время посещения сауны (бани), при приеме гипертермических ванн и др.

Таблица 1