В 1937-м году Летунов обобщил накопившийся опыт применения нагрузочных функциональных проб и ввёл в практику комбинированную функциональную пробу. Она отличалась своей простотой и информативностью и была широко внедрена в спортивную медицину. При проведении пробы испытуемый выполняет поочерёдно три вида нагрузки. Сначала он делает 20 приседаний за 30 секунд, затем через 3 минуты выполняет 15- секундный бег на месте в максимальном темпе и через 4 минуты выполняют 3-минутный бег на месте в темпе 180 шагов в 1 минуту. После окончания каждой нагрузки у испытуемого регистрируется восстановление ЧСС и АД.
Первая нагрузка в пробе Летунова является разминкой для выполнения более сложной мышечной работы. Вторая нагрузка имитирует скоростной бег. А третья нагрузка имитирует длительную работу, которая связана с тренировкой выносливости. Реакцию на нагрузку оценивали по данным восстановительного периода. Оценивают результаты пробы с помощью изучения типов реакций. У хорошо тренированных спортсменов чаще всего отмечается нормотонический тип реакции на пробу. Он отмечается выраженным учащением пульса. Также важным критерием этого типа реакции является быстрое восстановление ЧСС и АД до уровня величины покоя.
У некоторых спортсменов может быть гипертонический тип реакции. Он характеризуется резким повышением максимального АД и более высокой пульсовой реакцией с замедленным восстановлением ЧСС до исходного уровня. Такой тип реакции связывают с явлениями переутомления и перетренированности. Гипотонический тип реакции характеризуется незначительным повышением максимального АД в ответ на нагрузку. Он является неблагоприятным.
Дистонический тип реакции характеризуется снижением минимального АД, которое после второй и третьей нагрузок становится равным нулю. Представление о том, что такой тип реакции наблюдается у спортсменов с нарушениями сосудистого тонуса не подтвердилось и дистонический тип реакции является нормальным.
Также при пробе Летунова можно увидеть реакцию со ступенчатым подъемом максимального АД. Такой тип связан с ухудшением функционального состояния организма спортсмена.
Наиболее информативны оценки результатов тестирования в соревновательном периоде. Также в начале подготовительного периода при недостаточном уровне тренированности атипические реакции выявляются чаще.