سنجش استقامت قلبی ـ تنفسی بدون آزمون ورزشی

در حوزه سلامت دانش‌آموزی، از جمله راهبردهای نوین و علمی که چندین سال است در کشورهای پیشرفته به‌کار گرفته می‌شود، استفاده از روش‌های علمی به منظور اندازه‌گیری و رصد معتبر سلامت بدنی دانش‌آموزان در مدارس است که با هدف ارتقای سطح آمادگی جسمانی و بهبود سلامتی و به دنبال آن کاهش نرخ بیماری‌های مرتبط با کم‌تحرکی انجام می‌گیرد علاوه بر این، طبق بیانیه مقام معظم رهبری راجع‌به گام دوم انقلاب اسلامی، بومی کردن روش‌های علمی و استفاده از توان داخلی در پیشبرد اهداف تعلیم‌وتربیت در حوزه تربیت‌بدنی، اهمیت پژوهش علمی را به وضوح تبیین می‌کند، به‌طوری‌که این امر همسو با اسناد بالادستی وزارت آموزش‌وپرورش، به‌ویژه با سیاست‌های کلی ایجاد تحول در نظام آموزش‌وپرورش، سند جامع علمی کشور، سند چشم‌انداز بیست ساله کشور در ساحت تعلیم‌وتربیت زیستی و بدنی کاملاً همسو است.

در حوزه سلامت دانش‌آموزی، از جمله راهبردهای نوین و علمی که چندین سال است در کشورهای پیشرفته به‌کار گرفته می‌شود، استفاده از روش‌های علمی به منظور اندازه‌گیری و رصد معتبر سلامت بدنی دانش‌آموزان در مدارس است که با هدف ارتقای سطح آمادگی جسمانی و بهبود سلامتی و به دنبال آن کاهش نرخ بیماری‌های مرتبط با کم‌تحرکی انجام می‌گیرد [1].

یکی از برنامه‌های نوین معاونت تربیت‌بدنی و سلامت در وزارت آموزش‌وپرورش، گردآوری اطلاعات مربوط به شاخص سلامتی دانش‌آموزان همچون وزن، شاخص توده بدن (BMI)، درصد چربی بدن و استقامت قلبی ـ تنفسی دانش‌آموزان سراسر کشور در پایه‌های تحصیلی است. همچنین تهیه نُرم ملی این شاخص‌ها وسیله بسیار ارزشمندی در مدیریت و برنامه‌ریزی‌های کلان وزارت آموزش‌وپرورش خواهد بود. با توجه به اهمیت تهیه نرم‌های آمادگی جسمانی و هزینه‌های بسیار بالای جمع‌آوری اطلاعات گسترده در سطح ملی، استفاده از وسایل اندازه‌گیری بومی ساده، همه‌گیر و ارزان و البته با پشتوانه روش‌های علمی (اعتبار و پایایی)، سودمند خواهد بود، به‌طوری‌که با کمترین هزینه و بدون نیاز به پرسنل متخصص، اطلاعات گسترده‌ای را به‌صورت کمی در اختیار برنامه‌ریزان کلان حوزه تربیت‌بدنی و سلامت قرار می‌دهد.

با استناد به منابع علمی، مهم‌ترین جزو آمادگی جسمانی که بیشترین ارتباط را با سلامتی عمومی دانش‌آموزان دارد، استقامت قلبی ـ تنفسی¹ است [2]. بنابراین،‌ ارزیابی معتبر کارکرد دستگاه قلبی ـ تنفسی یک استراتژی مهم در مسیر مدیریت ارتقای سطح فیزیولوژیک ارگانیسم، پیشگیری و کنترل بهینه برخی بیماری‌های مزمن در آینده است. در این زمینه بهره‌گیری از روش‌های علمی نوین و همکاری وزارتخانه‌های بهداشت و آموزش‌وپرورش برای پایش و برنامه‌ریزی‌های کلان سلامتی دستگاه قلبی ـ تنفسی دانش‌آموزان که بخش بزرگی از جمعیت کشور را شامل می‌شود، قابل توجه خواهد بود.

استقامت قلبی ـ تنفسی به توانایی دستگاه‌های قلب و عروق، ریه‌ها و دستگاه عصبی ـ عضلانی در فعالیت‌های بدنی و ورزشی اشاره دارد [3]. در حوزه تربیت‌بدنی و علوم ورزشی، استقامت قلبی ـ تنفسی با عبارت‌های تخصصی مانند «حداکثر اکسیژن مصرفی»، «کارایی قلبی ـ تنفسی» بیان می‌شود [2]. با این حال، تمامی این واژه‌ها مفهوم و کاربرد یکسانی دارند که در این پژوهش ما از استقامت قلبی ـ تنفسی استفاده کردیم.

با توجه به اینکه استقامت قلبی ـ تنفسی با شاخص فیزیولوژیک حداکثر اکسیژن مصرفی ²(VO_2max) ارتباط تنگاتنگ دارد، متخصصان حوزه سلامت و ورزش برای بیان مقدار کمّی استقامت قلبی ـ تنفسی افراد، مبادرت به اندازه‌گیری VO2max با روش‌های مختلف کرده‌اند. روش استاندارد اندازه‌گیری استقامت قلبی ـ تنفسی، اندازه‌گیری مستقیم VO_2max به وسیله دستگاه تجزیه و تحلیل گازهای تنفسی در آزمون‌های ورزشی استاندارد (GXT)³ روی تردمیل یا چرخ‌های کارسنج است [4]. این قسم آزمون‌ها در عین اختصاصی بودن و حساسیت بالا نیازمند صرف زمان زیاد، تجهیزات پیچیده، تکنسین‌های ماهر و آنالیز پیچیده گازهای تنفسی است.

با این حال، کاربست این آزمون‌های استاندارد در اغلب موارد در مراکز آموزشی مانند مدارس، سالن‌های ورزشی و حتی مراکز بهداشت و سلامت در دسترس نیست.

راهکار جایگزین، برآورد سلامتی قلبی ـ تنفسی با استفاده از آزمون‌های ورزشی [5ـ7] یا معادلات غیرورزشی⁴ است [8]. اجرای آزمون‌های ورزشی نیازمند فضای ورزشی، صرف زمان بسیار طولانی برای اندازه‌گیری و البته حضور معلم تربیت‌بدنی است. علی‌رغم اینکه آزمون‌های ورزشی از دقت و حساسیت نسبتاً بالایی برخوردار هستند، اما انجام این آزمون‌ها در جمعیت‌های گسترده یا مطالعات همه‌گیرشناسی و نیز زمانی که نیازمند به برآورد سریع VO_2max دانش‌آموزان هستیم، محدود است. بنابراین، استفاده از معادلات برآورد استقامت قلبی ـ تنفسی به سبک معادلات غیرورزشی که در مدت زمان کم بتواند اطلاعات سلامتی قلبی ـ تنفسی دانش‌آموزان را در جمعیت بالا ارائه دهد، سودمند خواهد بود. این تکنیک بسیار ساده‌تر، سریع‌تر و کم‌هزینه‌تر از روش برآورد VO2max هنگام آزمون‌های ورزشی است. بنابراین به نظر می‌رسد که برآورد سلامتی و آمادگی دستگاه قلبی ـ تنفسی با استفاده از معادلات غیرورزشی VO_2max مناسب‌ترین گزینه برای جمعیت‌های بزرگ مانند دانش‌آموزان در سطح کشور خواهد بود [9].

در جدول شماره 1 چند معادله خارجی ارائه شده است که در آن‌ها استقامت قلبی ـ تنفسی با استفاده از چندین متغیر بسیار ساده مانند سن، قد، وزن و شاخص توده بدن (BMI) (شکل 1) قابل محاسبه است [10ـ12]. با این حال، طبق منابع علمی این امکان وجود دارد که استفاده از معادلات خارجی به دلیل تفاوت‌های جغرافیایی، نژادی، فرهنگی، اقتصادی و ... باعث برآورد غلط استقامت قلبی ـ تنفسی (بیش تخمینی یا تخمین کمتر) در دیگر کشورها شود [8]. به بیان دیگر، اعتبار و صحت این معادلات برای کاربست در جمعیت دانش‌آموزی ایران جای تردید است. بنابراین، طراحی معادله بومی برآورد استقامت قلبی ـ تنفسی ویژه دانش‌آموزان ایرانی لازم به نظر می‌رسد.

مهم‌ترین مزیت معادلات برآورد غیرورزشی VO_2max ، قابلیت کاربرد این معادلات در مطالعات گسترده همه‌گیرشناسی وزارتخانه‌های آموزش‌وپرورش و بهداشت و درمان در آگاهی از سطح سلامتی کلی دانش‌آموزان در سطح کشور است. جایی که جمع‌آوری اطلاعات مربوط به استقامت قلبی ـ تنفسی در مدت‌زمان کوتاه و بدون استفاده از آزمون‌های ورزشی که نیاز به وقت، هزینه و پرسنل متخصص ورزشی دارد مقدور نیست، این روش بسیار سودمند خواهد بود [14]. مهم‌ترین کاربرد این معادلات در مطالعات همه‌گیرشناسی، امکان تهیه نرم استقامت قلبی ـ تنفسی با صرف کمترین هزینه و زمان است. شایان ذکر است که تهیه‌ نرم‌های آمادگی جسمانی از وظایف مهم معاونت تربیت‌بدنی و سلامت به منظور برنامه‌ریزی‌های بلندمدت حوزه‌ سلامت دانش‌آموزان است.

به‌طور خلاصه می‌توان بیان کرد که:

سلامتی دستگاه قلبی ـ تنفسی به‌عنوان یک شاخص طلایی در سنجش وضعیت سلامتی و پیش‌بینی بیماری‌های قلبی ـ عروقی افراد شناخته شده است. بنابراین در حوزه تربیت‌بدنی و بهداشت، لزوم طراحی و اعتبارسنجی معادلات رگرسیونی بومی با هدف برآورد استقامت قلبی ـ تنفسی بدون اجرای آزمون ورزشی ویژه دانش‌آموزان ایرانی لازم به نظر می‌رسد تا بتوان در پرتو آن، استقامت قلبی ـ تنفسی و به بیان دیگر، کارایی دستگاه قلبی ـ تنفسی دانش‌آموزان را اندازه‌گیری و ارزیابی کرد.

پی‌نوشت‌ها

1. Cardio-Respiratory Fitness (CRF)

2. Maximal Oxygen Consumption (VO2max)

3. Graded Exercise Test (GXT)

4.Non-exercise Prediction equations of VO2max

منابع

1. Safrit MJ. "The Validity and Reliability of Fitness Tests for Children". A Review. Pediatric Exercise Science. 1990; 2(1):9-28.

2. Medicine ACoS. ACSM's health-related physical fitness assessment manual. Lippincott Williams & Wilkins; 2013.

3. Kraemer WJ, Fleck SJ, Deschenes MR. Exercise physiology: integrating theory and application: Lippincott Williams & Wilkins; 2011.

4. American College of Sports M, Riebe D, Ehrman JK, Liguori G, Magal M. ACSM's guidelines for exercise testing and prescription2018.

5. Jalili M, Nazem F, Sazvar A. "Design and cross-validation of prediction equation based on 6-minute walk test for assessing the cardiorespiratory efficiency in Iranian adolescent boys". Journal of Shahrekord University of Medical Sciences. 2019; 21(1):19-24.

6. Jalili M, Nazem F, Sazvar A. "Develop of native aerobic power prediction equation by the 6-minute walk test in healthy child". Research in Sport Medicine and Technology. 2019; 16(16):17-28.

7. Jalili M, Nazem F, Sazvar A, Ranjbar K. "Prediction of Maximal Oxygen Uptake by Six-Minute Walk Test and Body Mass Index in Healthy Boys". J Pediatr. 2018; 200:155-9.

8. Wang Y, Chen S, Lavie CJ, Zhang J, Sui X. "An overview of non-exercise estimated cardiorespiratory fitness: estimation equations, cross-validation and application". Journal of Science in Sport and Exercise. 2019:1-16.

9. Jurca R, Jackson AS, LaMonte MJ, Morrow Jr JR, Blair SN, Wareham NJ, et al. "Assessing cardiorespiratory fitness without performing exercise testing". American journal of preventive medicine. 2005; 29(3):185-93.

10. Erdmann LD, Hensley LD, Dolgener FA, Graham RE. "Nonexercise Prediction of VO2peak in Middle School-Age Boys". Measurement in Physical Education and Exercise Science. 1999; 3(1):37-50.

11. Verma SS, Gupta RK, Kishore N, Sen Gupta J. "A simple relationship between maximal aerobic power and body weight in Indian adolescent boys". Indian journal of medical sciences. 1986; 40(4):93-6.

12. Bonen A, Heyward V, Cureton K, Boileau R, Massey B. "Prediction of maximal oxygen uptake in boys, ages 7-15 years". Medicine and science in sports. 1979; 11(1):24-9.

13. Shephard RJ, Weese C, Merriman J. "Prediction of maximal oxygen intake from anthropometric data". Internationale Zeitschrift für angewandte Physiologie einschließlich Arbeitsphysiologie. 1971; 29(2):119-30.

14. Maranhao Neto G, Farinatti P. "Non-exercise models for prediction of aerobic fitness and applicability on epidemiological studies". Descriptive review and analysis of the studies 2003. 304-14 p