Bibliotecă NCBI. Un serviciu al Bibliotecii Naționale de Medicină, Institutele Naționale de Sănătate.

compoziția

Comitetul Institutului de Medicină (SUA) pentru cercetarea nutriției militare; Marriott BM, Grumstrup-Scott J, editori. Compoziția corpului și performanța fizică: aplicații pentru serviciile militare. Washington (DC): National Academies Press (SUA); 1990.

Compoziția corpului și performanța fizică: aplicații pentru serviciile militare.

Everett A. Harman și Peter N. Frykman

Introducere

Cele mai frecvente sarcini fizice solicitante din S.U.A. Armata ridică și transportă (inclusiv transportul de sarcini). Sarcinile tipice de ridicare militară includ încărcarea obuzelor de artilerie, ridicarea consumabilelor și scoaterea acestora din camioane, mutarea componentelor de construcție și asamblarea sau dezasamblarea echipamentelor grele. Majoritatea ascensoarelor implică ridicarea unui obiect de la sol la înălțimea taliei și a umerilor. Transportul este de obicei asociat cu ridicarea. Un soldat este, în general, așteptat să ridice obiecte cu o greutate de până la 50 kg singur, cu obiecte mai grele ridicate de mai multe persoane. Majoritatea obiectelor ridicate nu au mânere. În lucrările de ridicare grea, obiectele de 85 până la 200 de kilograme pot fi ridicate și transportate până la 200 de metri de către o singură persoană. Pachetele care depășesc 100 de lire sterline și alte sarcini grele pot fi ridicate și transportate pentru câteva mile (Myers și colab., 1983; US Army, 1978).

Din păcate, un număr mare de recruți au părăsit armata din cauza eșecului de a face față instruirii și muncii militare solicitante fizic. Unii angajați înrolați nu au putut să-și îndeplinească serviciile sau au fost răniți în timp ce ridicau sau transportau echipamente și provizii grele (Myers et al, 1983). O întrebare importantă pe care trebuie să o punem este dacă testele de screening militar sunt eficiente în excluderea din serviciu a persoanelor susceptibile de a fi fie ineficiente în îndeplinirea sarcinilor care le sunt atribuite, fie predispuse la rănire din cauza slăbiciunii fizice.

În afară de examenul medicului standard, principalul instrument de screening fizic pentru intrarea în S.U.A. Armata este un tabel cu greutatea corporală maximă pentru înălțime (standard de aderare AR 40-501) (K. E. Friedl, US Army Research Institute of Environmental Medicine, date nepublicate). Greutatea corporală excesivă pentru înălțime este utilizată pentru a deduce obezitatea. Testul de fitness fizic al armatei, care se bazează pe standarde specifice vârstei pentru flotări, ședințe și timp de rulare de 2 mile nu este un test de screening de intrare și nu este administrat decât după începerea antrenamentului de bază. Un test de ridicare pe o mașină de greutate de tip stivă este administrat recruților potențiali pentru a-i sfătui dacă ar putea avea dificultăți în îndeplinirea unor slujbe solicitante fizic, dar nu este folosit niciodată pentru a exclude pe cineva dintr-o specialitate ocupațională militară.

Asociații printre grăsimea corporală, capacitatea de transport a încărcăturii și performanța de rulare

Există o bază teoretică solidă pentru a crede că excesul de grăsime corporală (BF) este în detrimentul performanței. Țesutul adipos servește în principal scopului de stocare a energiei. Este necontractil și nu poate ajuta la generarea forței. Cu toate acestea, are masă și greutate, ceea ce crește necesarul de forță al mușchilor pentru susținerea segmentelor corpului împotriva gravitației și pentru a depăși inerția în timpul accelerației (Boileau și Lohman, 1977). Conform celei de-a doua legi a lui Newton, forța este egală cu masa de accelerație, astfel încât accelerația este egală cu forța împărțită la masă (Meriam, 1978).

Pentru o persoană cu o anumită cantitate de țesut muscular și capacitate de generare a forței, depozitele de grăsime cresc masa și, astfel, greutatea și inerția segmentelor corpului. Tabelul 7-1, bazat pe calcule folosind ecuația 1, arată că pentru o anumită cantitate de forță aplicată unui obiect, o creștere cu 10% a masei obiectului reduce accelerația cu 9%. O creștere a masei cu 20% reduce accelerația cu 17% și așa mai departe. BF reduce apoi viteza cu care corpul poate fi accelerat, ca atunci când viteza sau direcția sunt schimbate rapid.

Tabelul 7-1

Pierderea accelerării cu creșterea masei, dată fiind o forță fixă.

Pentru activitățile de anduranță, unde rata producției de energie este un factor limitativ, greutatea grăsimilor este dăunătoare, deoarece munca efectuată la ridicarea unui obiect la o înălțime dată este proporțională cu greutatea acestuia, iar energia necesară este direct legată de munca efectuată. Centrul de masă al corpului este ridicat în mod repetat în timpul locomoției. Dintr-un punct de vedere simplificat, puterea de ieșire netă în timpul rulării este egală cu greutatea corporală de ori cu centrul vertical de deplasare a masei pe pas împărțit la timpul pe pas. Creșterea greutății corporale sau a deplasării verticale a centrului de masă crește puterea necesară. De asemenea, toate celelalte fiind egale, o frecvență mai rapidă a pasului - care duce la un timp mai scurt al pasului în care se efectuează munca de ridicare a corpului - crește puterea de ieșire. Deoarece puterea maximă durabilă este limitată de pragul anaerob al cuiva, atunci când corpul unei persoane este mai gras, nu poate fi ridicat și coborât la fel de frecvent ca atunci când este mai slab, egal, scăderea fie a frecvenței pasului, fie a centrului vertical de deplasare a masei lungimea pasului) reduce viteza de rulare. cu excepția cazului în care este ridicat o distanță mai mică pe pas. Toate celelalte fiind

Pe baza corelațiilor semnificative ale procentului de BF, atât cu timpul necesar pentru a parcurge o distanță fixă, cât și cu distanța parcursă într-o perioadă fixă ​​de timp, studiile au arătat că indivizii mai grași tind să nu funcționeze la fel de bine în alergarea descărcată ca și indivizii mai slabi. Tabelul 7-2 prezintă corelații 1 între procentul de grăsime și performanța de rulare pentru mai multe studii raportate. Se poate observa că relația dintre procentul BF și performanța de rulare nu este puternică. Cu toate acestea, toate studiile au arătat un anumit efect negativ al procentului de BF asupra performanței de rulare.

Tabelul 7-2

Corelațiile procentuale de grăsime corporală cu performanța de alergare.

Femeile din armată prezintă o relație mai slabă între procentul BF și performanța de alergare decât bărbații. Un motiv ar putea fi faptul că femeile prezintă o variație mai mică a procentului BF, astfel încât alți factori, cum ar fi starea cardiovasculară, proporția scheletului și motivația, pot exercita o influență mai mare.

Asocierea relativ slabă dintre procentul BF și durata de 2 mile indică faptul că abilitatea unui individ nu poate fi bine prezisă de grăsime. Există mulți indivizi mai grași care pot alerga mai repede decât cei mai slabi și mulți indivizi slabi care nu aleargă atât de repede pe cât se aștepta.

În ciuda faptului că alergarea de 2 mile face parte din testul semestrial de capacitate fizică pe care trebuie să-l facă soldații, există puține dovezi că abilitatea de alergare descărcată se referă la performanța militară. Alergarea mai mult de un kilometru fără sarcină este o sarcină rareori cerută unui soldat. S-ar putea presupune că un soldat care poate alerga mai bine fără sarcină poate alerga mai bine și cu unul. Este posibil să nu fie cazul. În experimentele în care au fost evaluate atât performanțele transportului de încărcare, cât și al distanței descărcate, Knapik (US Army Research Institute of Environmental Medicine, date nepublicate) a găsit o corelație de doar 0,16 între durata de rulare de 2 mile și transportul de încărcare de 20 de kin. timp, în timp ce Kraemer și colab. (1987) au găsit o corelație de 0,63 între timpii de rulare de 2 mile cu și fără sarcină. Un motiv pentru corelația mai mare între subiecții lui Kraemer a fost acela că atât transportul de rulare cât și cel de încărcare au fost efectuate pe aceeași distanță și curs. Distanța de 20 km este mult mai tipică marșurilor militare și implică în mod normal mult mai multe mers pe jos decât alergare.

De ce nu este mai puternică asocierea dintre performanțele în transportul de sarcină și rulare? Răspunsul pare să fie că este nevoie de un alt tip de corp pentru a transporta bine sarcinile decât pentru a fi un bun alergător. Tabelul 7-3 arată structura tipică a alergătorilor competitivi la distanțe medii și lungi (McArdle și colab., 1986). Se poate observa că sunt ușor de construit și slabi. Alergătorii de elită sunt chiar mai ușor construiți și liniari decât alergătorii foarte buni, după cum arată măsurătorile Bale și colab. (1985, 1986) atât pentru bărbați, cât și pentru femei, la sportivi la distanță. Tanaka și Matsuura (1982) au arătat că măsurile antropometrice simple ale liniarității și slăbiciunii reprezintă o variație atât a capacității de rulare cât și a debitului cardiac combinate.

Tabelul 7-3

Măsurători tipice ale corpului alergătorilor de maraton și distanțe medii.

Nu numai că individul mai slab este favorizat în alergarea la distanță descărcată, dar la fel este și individul mai mic care transportă mai puțin țesut muscular. În textul lor despre fiziologia muncii, Astrand și Rodahl (1986) au discutat pe larg efectele dimensiunii corpului asupra performanței, care s-a bazat pe o expunere anterioară a lui Hill (1950). Ei au explicat de ce oamenii mai mari, chiar dacă sunt slabi, nu ar putea fi de așteptat să alerge la distanțe la fel de eficient ca oamenii mai mici. Argumentul lor s-a bazat pe modul în care variază dimensiunile corpului pe măsură ce se modifică dimensiunea corpului. Tabelul 7-4 arată modul în care unele dimensiuni selectate se modifică cu înălțimea dacă proporțiile corpului rămân constante. Deoarece zonele sunt bidimensionale, ele sunt legate de pătratul înălțimii. Volumul este tridimensional și, prin urmare, este legat de înălțimea în cuburi. Debitele sunt legate de pătratul înălțimii, în timp ce frecvența și accelerația sunt invers legate de înălțime. Derivațiile acestor relații sunt în afara scopului acestei lucrări.

Tabelul 7-4

Diverse dimensiuni ca funcții de înălțime (H).

Law (Burfoot, 1990) a dezvoltat tabele, bazate pe 5.000 de spectacole de 10 km și peste 7.000 de spectacole de maraton din Maratonul Marine Corps din 1987, pentru a compara atât bărbații, cât și femeile cu greutate corporală diferită. Tabelul 7-5 arată timpii de performanță din nouăzeci și nouă, nouăzeci, șaptezeci și cinci și cincizeci pentru cursa de 10 km pentru bărbați. Se poate observa că la fiecare percentilă, alergătorii mai mari au fost considerabil mai încet. De exemplu, timpul de funcționare de 10 km din procentul nouăzeci și nouă a fost cu aproape 10 minute mai lent pentru bărbații de peste 195 de lire sterline decât pentru cei sub 155 de lire sterline. Teoria lui Astrand și Rodahl (1986) este susținută prin faptul că timpii din tabel sunt apropiați de cei calculați dacă absorbția oxigenului în litri pe minut crește cu puterea a două treimi a masei corporale, iar viteza de funcționare este proporțională cu absorbția oxigenului în ml × kg -1 × minut -1 .

Tabelul 7-5

Ore în minute pentru alergarea de 10 kilometri la care se face referire în funcție de percentilă și greutatea corporală.

Capacitatea de transport a încărcăturii nu este bine prezisă de alergarea descărcată, deoarece, deși o ușoară construcție a corpului este bine adaptată funcționării descărcate, nu este bine adaptată la transportul de încărcare, mai ales că sarcinile devin grele. Oamenii mai mari tind să aibă o masă corporală mai slabă (LBM), care ajută la susținerea și deplasarea încărcăturii transportate. Tabelul 7-6 prezintă corelații ale LBM atât cu înălțimea, cât și cu greutatea corporală. Se poate observa că, atât pentru bărbați, cât și pentru femei, LBM este bine legat de greutatea corporală totală, cel puțin pentru o populație tânără, militară.

Tabelul 7-6

Corelațiile dintre masa corporală slabă și înălțimea și greutatea.

Asocierea masei corporale slabe cu performanțe militare

Tabelul 7-7 prezintă corelații ale performanței transportului de sarcină cu LBM și procentul de BF. Se poate observa că grăsimea este asociată cu transportul mai lent al încărcăturii. LBM mai mare este asociat cu un transport mai rapid al sarcinii. Corelațiile sunt mai puternice pentru LBM decât pentru procentul de BF. Prin urmare, poate fi mai important să selectați potențialii recruți pentru LBM decât pentru procentul de BF.

Tabelul 7-7

Corelații ale performanței transportului de încărcare cu masa corporală slabă și procentul de grăsime corporală la subiecții masculini.

O dovadă adăugată cu privire la importanța LBM pentru îndeplinirea sarcinilor militare este relația pozitivă dintre LBM și capacitatea de ridicare. Tabelul 7-8 prezintă corelații ale performanței de ridicare cu LBM și procent BF. Este clar că LBM este un factor important în ridicare, mult mai mult decât procentul de BF. Corelațiile scăzute dar pozitive ale procentului de FB cu capacitatea de ridicare sugerează o tendință slabă pentru persoanele mai grase de a se ridica mai eficient, probabil pentru că persoanele cu mai multe grăsimi tind să aibă LBM mai mare. Tabelul 7-9 arată asocierea slabă, dar pozitivă dintre bărbați între LBM și grăsime. Cu toate acestea, Myers și colab. (1983) datele sugerează că tendința scade sau chiar dispare odată cu antrenamentul, probabil pe măsură ce bărbații mai grași slăbesc. Figura 7-1, din lucrarea lui K. E. Friedl (nepublicată) arată că bărbații peste standardul BF pierd greutate corporală, în timp ce cei sub standardul BF câștigă greutate corporală în timpul antrenamentului de bază. În general, bărbații câștigă aproximativ 2,5 kg de LBM în timpul antrenamentului de bază, în timp ce pierd 1-2% grăsime. Femeile câștigă, de asemenea, aproximativ 2,5 kg de LBM în antrenamentul de bază, dar există un dezacord în ceea ce privește dacă câștigă sau pierd în procente de grăsime corporală (K. E. Friedl, nepublicat; Myers și colab., 1983; Teves și colab., 1985).

Tabelul 7-8

Corelații ale performanței de ridicare cu masa corporală slabă (LBM) și procentul de grăsime corporală.

Tabelul 7-9

Corelațiile procentuale de grăsime corporală cu masa corporală slabă.

Figura 7-1

Schimbarea greutății corporale a militarilor de la intrarea în serviciul activ (EAD) până la sfârșitul antrenamentului de bază (BT) și repartizarea la prima unitate.

Corelațiile mai slabe pentru femei decât pentru bărbați între greutatea corporală slabă și capacitatea de ridicare ar putea fi legate de lipsa de experiență în rândul femeilor cu lifting, ceea ce duce la o variabilitate mai mare a tehnicii. De asemenea, trebuie remarcat faptul că corelațiile enumerate pentru Myers și colab. (1983) de studiu sunt înainte de formarea de bază. Cu toate acestea, corelațiile dintre LBM și capacitatea de ridicare au rămas destul de constante atât prin antrenamentul de bază, cât și prin antrenamentul individual avansat. Relația dintre LBM și capacitatea de ridicare a femeilor s-a întărit de fapt după antrenament, probabil datorită practicii cu ridicarea, care a diminuat variabilitatea tehnică. În schimb, corelațiile capacității de ridicare cu procentul de BF au scăzut la aproximativ zero după antrenamentul de bază, atât pentru bărbați, cât și pentru femei, și au rămas acolo printr-un antrenament individual avansat. Astfel, procentul BF al soldatului care lucrează pare să nu aibă legătură cu capacitatea de ridicare.

Pe lângă faptul că este asociat pozitiv cu transportul și ridicarea încărcăturii, LBM este legat de alte performanțe militare. Tabelul 7-10 arată că LBM a avut tendința de a fi asociat pozitiv cu capacitatea de a împinge, transporta și exercita cuplul. După cum sa observat pentru ridicare, masa slabă a corpului a fost un indicator mai bun al capacității de performanță decât a fost procentul de BF. A existat o tendință slabă pentru persoanele mai grase să împingă și să exercite mai bine cuplul, probabil pentru că și-ar putea folosi masa de grăsime pentru a genera impuls (Myers și colab., 1983).

Tabelul 7-10

Corelații de performanță cu procent de grăsime corporală și masă corporală slabă (LBM) după antrenament individual avansat.

Discutii si concluzii

Unde duce toate acestea? Greutatea grasă afectează în mod clar capacitatea de a alerga la distanță, dar alergarea la distanță este rareori necesară soldaților. Performanțele sarcinilor militare obișnuite fizice, inclusiv transportul de sarcină, ridicarea, împingerea și exercitarea cuplului, sunt mai strâns legate de LBM decât de procentul de BF. Există chiar o tendință slabă ca grăsimea corporală să îmbunătățească performanțele la ridicare, împingere și efort de cuplu.

Dovezile prezentate sugerează că standardele minime LBM pot fi mai importante pentru performanța militară decât procentul maxim al standardelor BF. Poate că recruților ar trebui să li se solicite să îndeplinească standardele atât pentru LBM minim cât și pentru procentul maxim BF.

O altă alternativă este eliminarea completă a standardelor BF în favoarea testelor de performanță. În ciuda tendinței consecvente pentru LBM de a fi asociată cu capacitatea de ridicare și de încărcare a sarcinii, coeficienții de corelație sunt în cel mai bun caz corecți. Astfel, în funcție de strictețea lor, standardele de compoziție a corpului ar putea exclude mulți recruți potențiali capabili să îndeplinească eficient slujbele militare și să permită intrarea multor persoane incapabile fizic de a-și îndeplini în mod satisfăcător slujbele militare.

Spre deosebire de armată, multe poliții și departamente de pompieri acceptă doar solicitanții care trec teste de performanță solicitante fizic, care simulează îndeaproape sarcinile de serviciu. Avantajele acestei abordări includ

În plus, nu pare că testul de capacitate fizică (PT) existent al Armatei ar fi eficient pentru screening-ul de intrare. Tabelul 7-11 prezintă câteva dintre datele minime existente referitoare la scorurile testelor de aptitudine fizică la ridicarea și transportul încărcăturii, cele două cele mai frecvente sarcini ale armatei solicitante fizic. Dintre cele trei studii enumerate, corelațiile din Myers și colab. (1983) se bazează pe cel mai mare număr de subiecți și indică doar o slabă asociere pozitivă între numărul de flotări și capacitatea maximă de ridicare. Corelațiile de performanță de alergare de 2 mile cu ridicarea nu arată nicio asociere în Myers și colab. (1983) date și asociere slabă în Harman și colab. (1988), unde corelația negativă indică o anumită tendință pentru alergătorii mai buni să se ridice mai puțin eficient. Acest lucru nu este surprinzător, având în vedere tendința ca LBM mai mare să fie în detrimentul abilității de alergare, dar sănătos pentru capacitatea de ridicare. Datele J. Knapik (nepublicate) arată, de asemenea, o relație mică între scorurile testelor de fitness fizic și capacitatea de transportare a încărcăturii.

Tabelul 7-11

Corelații ale scorurilor Testului de fitness fizic al armatei (PT) cu performanțele de ridicare și de încărcare.

Există motive evidente, pe lângă diferențele dintre abilitățile de rulare încărcate și descărcate deja discutate, de ce testele PT nu prezic efectiv performanța sarcinilor militare. Primul se referă la discuția despre mărimea corpului a lui Astrand și Rodahl (1986). Presupunând o formă constantă a corpului, greutatea corporală crește odată cu cubul de înălțime, în timp ce forța, care reflectă secțiunea transversală a mușchilor (Ikai și Fukanaga, 1968; Ryushi și Fukanaga, 1986), este proporțională cu pătratul înălțimii. Deoarece forța musculară nu ține pasul cu creșterea masei corporale, indivizii mai mari sunt dezavantajați în manipularea propriului corp. Astfel, persoanele mai mici pot efectua mai ușor flotări și așezări, dar nu se pot ridica la fel de mult, deoarece puterea absolută mai mare a mușchilor mai mari poate fi aplicată în mod eficient la manipularea obiectelor exterioare corpului, ca și la ridicare.

Un motiv suplimentar pentru care scorurile push-up, sit-up și alergarea de 2 mile nu sunt puternic asociate cu performanța sarcinilor militare se referă la conceptul de specificitate a forței, care susține că cu cât sunt mai diferite două exerciții, cu atât performanțele lor pot fi mai mici se așteaptă să fie asociat. Mișcările implicate în flotări și ședințe sunt destul de diferite de cele implicate în ridicarea și transportul încărcăturii. Dezvoltarea de noi teste de fitness fizic mai specific legate de sarcinile militare ar necesita analize și experimentări atente.