Содержание к диссертации
Введение
Особенности индивидуальной изменчивости организма человека
Конституция, как основа индивидуальной изменчивости организма человека 19
Морфофункциональная характеристика конституций человека
Морфофункциональные особенности человека при различных двигательных режимах
Современные аспекты исследований двигательной активности
Влияние низкой двигательной активности на растущий орга низм
Влияние высокой двигательной активности на растущий ор ганизм 23
Влияние двигательной активности на уровень физической подготовленности человека 24
Двигательная активность и растущий организм 26
Материал и методы исследования 28
Материал и объект исследования 28
Методы исследования 28
Оценка режима двигательной активности Антропометрические исследования .
Определение количественного состава массы тела
Оценка конституции 33
Исследования функционального состояния отдельных систем организма юношей и девушек
Статистическая обработка полученных результатов 37
Результаты собственных исследований
Морфофункциональные показатели тела юношей и девушек 63 отдельных конституций с различным двигательным режимом.
Показатели компонентов массы тела юношей и девушек отдельных конституций с различным двигательным режимом
Оценка функционального состояния организма юношей и девушек отдельных конституций с низким и высоким двигательным режимом
Морфометрические показатели сердечно-сосудистой и дыхательной систем юношей и девушек отдельных конституций с различным двигательным режимом
Показатели вегетативной реактивности организма юношей и девушек отдельных конституций с различным двигательным режимом 3.6.
Показатели физической работоспособности у юношей и девушек отдельных конституций с различным двигательным режимом
Обсуждение полученных результатов 103
Практические рекомендации
Список литературы
- Морфофункциональная характеристика конституций человека
- Влияние высокой двигательной активности на растущий ор ганизм
- Оценка режима двигательной активности Антропометрические исследования
- Показатели компонентов массы тела юношей и девушек отдельных конституций с различным двигательным режимом
Морфофункциональная характеристика конституций человека
Под изменчивостью Д.Б. Беков (1988) понимает «свойства живых объектов изменять свои физиологические, биохимические и морфологические признаки, определяющие разнообразие морфофизиологической организации близкородственных особей и их групп, в пределах биологического вида». Изучение закономерностей индивидуального развития организма человека на целостном, морфофизиологическом уровне, с учетом его типологической и региональной изменчивости, необходимо для науки о здоровье, а также профилактической медицине. По мнению С.С. Дарской (1975), А.И. Клиорина (1996) «индивидуальная изменчивость определяет способность организма реагировать на комплекс одновременно действующих раздражителей окружающей среды». Все это способствует правильному строению организма человека к конкретным внешним условиям. В связи с этим, изучение биологических особенностей человека позволяет получить знания в развитии человека и регулировать его жизнедеятельность (Щедрина А.Г., 1996; Никитюк Б.А., Никитюк Б.А., 2000; Баранов А.А., Щеплягина Л.А., 2000; Малярчук Н.Н., 2009; Eysenk H.J., 1955).
Изучение причин и проявлений изменчивости организма человека вне зависимости от сферы их особенностей и ограничения рамками морфологии, физиологии, биохимии или психологии, служит основным подходом в онтогенетических исследованиях (Никитюк Б.А., 1991; Щедрина А.Г., 2001). Сопоставление однородных и конкретных факторов изменчивости, с целью выявления взаимозависимости и взаимообусловленности морфофизиологиче-ских параметров в организме человека позволяет получить интегральную оценку состояния организма на отдельных этапах развития человека (Агад-жанян Н.А., Никитюк Б.А., Полунин И.Н., 1996). Благодаря применению принципов комплексной оценки организма возникли новые научные направления, раскрывающие как общие закономерности организма, так и его индивидуальную изменчивость (Мажуга П.М., Хрисанфова Е.Н.,1980; Пшеннико-ва М.Г., 1986; Якубенко О.В., Путалова И.Н., 2010; Максимов А.Л., 2013).
Морфофункциональные показатели организма человека является результатом проявлений наследственности в конкретных условиях жизни данного человека (Аршавский И.А., 1976; Ямпольская Ю.А., 1998; Никитюк Б.А., 2000; Щедрина А.Г., 2001; Суханова И.В., 2013; Kunze D., 1977).
Генотип определяет структуру тела и резистентность жизненноважных систем на определенные условия среды (Алексеева Т.И., 1986; Кузин В.В., Никитюк Б.А., 1995; Tellenbah H., 1981). Наследственность формирует приспособительные свойства организма, определяющие дальнейшую эволюци-ию человека (Ткачук А.А., 2013).
Фенотип формируется в конкретной окружающей среде и обеспечивает жизнедеятельность организма на протяжении всех этапов развития (Ананьев В.Н., Койносов П.Г., Сосин Д.Г. и др., 1998). Следовательно, исследование индивидуальной изменчивости формы тела, функционального состояния жизненно важных систем позволяет изучить отдельные этапы индивидуального развития и выявить степень влияния внешней среды на протяжении всей его жизни (Ямпольская Ю.А., 2003; Соколов А.Г., Койносов А.П., Чирятьева Т.В., 2008). Индивидуальная изменчивость позволяет человеческой популяции приспособиться к воздействиям окружающей среды и передать их по наследству (Никитюк Б.А., Щедрина А.Г., Жвавый Н.Ф., 1994; Мартиросов Э.Г., Николаев Д.В., Руднев С.Г., 2006; Ткачук М.Г., Водюхина С.Л., 2012; Zimmerman M.R., 1985).
Процессы акцелерации и ретардации могут служить подтверждением каким образом внешняя среда оказывает влияние на организм человека (Вла-стовский В.Г., 1976; Щедрин А.С., 1997; Walker R.N., 1978). Акселерация характеризуется ускорением ростовых процессов и значительно влияет на антропометрические показатели. Ретардация проявляется при воздействии неблагоприятной среды проживания и характеризуется низкими функциональными и физическими возможностями целостного организма (Щедрин А.С., 1994; Судаков К.В., 1999; Литовченко О.Г., 2009; Никитина А.А., Куш-нир Д.В., Бочкарева А.Г., 2013; Grimm H., 1958).
Фундаментальные работы В.В. Бунака (1937), Корнетова Н.А., Николаева А.Г. (1997) и их учеников конкретизировали влияние генотипических и фенотипических факторов на индивидуальную изменчивость организма человека. Изучение соотношения возрастной и индивидуальной изменчивости показало, что органам и системам свойственна морфофизиологическая неравномерность на отдельных этапах развития (Максименков А.Н., 1957; Гу-жаловский А.А., 1980; Аршавский И.А., 1982). Современные данные об индивидуальной изменчивости человека позволяют характеризовать индивидуальную изменчивость в морфофункциональных показателях на протяжении всей жизни человека (Айзман Р.И., 1996; Ямпольская Ю.А., 2003; Жвавый Н.Ф., Орлов С.А., Койносов П.Г., Койносов А.П., 2010; Баландина И.А., Быков Л.В., Гаряев П.А., 2012).
Из всего разнообразия индивидуальных вариаций можно выделить определенное сочетание типологических особенностей, которые характеризуют качественные особенности рассматриваемого признака (Левченко Л.Т., 1992; Никитюк Б.А., 2000). Объединение индивидуальных вариантов в типы позволяет установить особенности формообразовательных процессов в организме и мерой оценки реактивности организма на окружающую среду (Пана-сюк Т.В., 1991; Корнетов Н.А., Николаев В.Г., 1997; Ткачук А.А., Столбов М.В., Веснина Т.А., 2013; Тятенкова Н.Н., Букина Л.Г., 2014; Conrad К., 1941; Bailey S.V., 1985).
Существует большое количество научных работ по типологии мор-фотипа человека (Клиорин А.И., Чтецов В.П., 1979; Варпаховская О.Г., 1991; Щедрина А.Г., 1996; Wolanski N., 1964). Значительная часть исследований включает в типологии большое разнообразие морфофункциональных показателей (Клиорин А.И., Сергеев Ю.С., 1980; Никитюк Б.А., 1991). По результатам исследований типологии человека создано учение о целостности организма человека (Щедрина А.Г., 1996; Чирятьева Т.В., 2001; Чикун В.И., 2009; Grimm H., 1957).
Значительная часть ученых характеризуют конституцию как относительно устойчивое состояние морфологических, функциональных и психологических свойств организма, формирующихся под влиянием генотипологи-ческих особенностей и воздействий окружающей среды (Хрисанфова Е.Н., 1990; Никитюк Б.А., 1991; Агаджанян Н.А., Полунина И.Н., 1998). В работах А.Г. Щедриной (1996), Т.В.Чирятьевой (2001), Л.А. Щеплягиной (2002) подчеркивается, что «конституция является основой индивидуальной изменчивости человека, характеризует устойчивость и реактивность организма, ассоциирована с темпами онтогенеза и находится под влиянием окружающей среды». Исследователи конституции выделяют слабые и сильные стороны в строении и функционировании отдельных систем организма, наличие или отсутствие предрасположенностей к отдельным патологическим состояниям (Якубенко О.В., Путалова И.Н., 2009; Чирятьева Т.В., Орлов С.А., Койносов Ан.П. и др., 2014; Tanner J.M., Whitehouse R.H., 1962).
Влияние высокой двигательной активности на растущий ор ганизм
Полученные данные по компонентному составу массы тела позволили объективно характеризовать индивидуально-типологические особенности морфотипа обследуемых юношей и девушек.
Исследование конституциональных особенностей подростков проводили по схеме В.Г.Штефко и А.Д.Островского (1929), в модификации С.С. Дар-ской (1975). Нами выделялись следующие конституциональные типы: асте-ноидный, грудной, мышечный и дигестивный. Среди юношей и девушек встречались индивидуумы с переходными вариантами, которые мы относили к неопределенному конституциональному типу.
При характеристике индивидуальных особенностей конституциональных типов использовалась схема Хит-Картера (1968; 1969). В каждом соматическом типе оценивали балльные показатели эндоморфии, мезоморфии и эктоморфии. Методика определения балльной оценки соматотипов проводилась согласно рекомендаций С.А. Орлова и Д.Г. Сосина (1998). По балльной шкале оценивали выраженность отдельных компонентов телосложения, влияющих на формирование конституционального типа.
Функциональное состояние сердечно-сосудистой системы оценивали по частоте сердечных сокращений, показателям систолического и диастоли-ческого артериального давления, согласно рекомендаций Г.Н. Сердюковской, Л.Н. Антоновой (1993).
Методом спирометрии определяли жизненную емкость легких. Проводили сравнительный анализ полученных данных по специально разработанными таблицами (Гуминский А.А., Леонтьева Н.Н., Маринова К.В., 1990). Для объективной характеристики спирометрических показателей производили расчеты жизненного индекса (ЖИ):
Эхокардиографию проводили аппаратом «TOSHIBA» с определением конечного диаметра левого желудочка (КДР) в фазе систолы и диастолы; изучали толщину миокарда задней стенки левого желудочка (ТЗСЛЖ) и толщину межжелудочковой перегородки в конце диастолы (ТМЖП). Рассчитывали конечный диастолический объем (КДО) и конечный систолический объем (КСО). По разности между конечным диастолическим и систолическим объемами определяли величину ударного объема (УО).
На компьютерном спирографе Spirosoft SP – 5000 «Fucuda Deushi» оценивали величину дыхательных объемов и показателей интенсивности легочной вентиляции (Макарова Г.А., 2004). Дыхательные объемы включали следующие показатели: дыхательный объем (ДО), резервный объем вдоха (РО вд) и резервный объем выдоха (РО выд), а также жизненную емкость легких (ЖЕЛ) и остаточный объем (ОО).
Интенсивность легочной вентиляции определяли по: максимальной вентиляции легких (МВЛ), должной максимальной вентиляции легких (ДМВЛ), фактической максимальной вентиляции легких (ФМВЛ), минутным объемом дыхания (МОД) и резервом дыхания (РД).
Полученные данные сравнивали с возрастными нормами сердечнососудистой и дыхательной систем (Юрьев В.В., Симаходский А.С., Вороно-вич Н.Н., Хомич М.М., 2007). Расчеты вегетативного индекса Кердо (ВИК) позволяют характеризовать деятельность вегетативной нервной системы (Дубровский В.И., 1998). Расчеты проводили по следующей формуле:
Оценка величины адаптационного потенциала (АП) определялась по формуле Р.М. Баевского (1979). Полученные данные характеризовали реактивность сердечно-сосудистой системы на воздействия окружающей среды.
Физиологические резервы сердечно-сосудистой и дыхательной систем оцениваются проведением функциональных проб (Дворецкий Э.Н., Прокопь-ев Н.Я., Белозерова Л.М., 1992). Нами применялись функциональные пробы с задержкой дыхания (пробы Штанге и Генчи) и оценивалась деятельность вегетативной нервной системы по ортостатической пробе. Методики проведения функциональных проб представлены в работах В.И. Дубровского (1999).
Использование дозированных физических нагрузок позволяет установить как организм испытуемых реагирует и адаптируется к выполнению физических нагрузок (Быков Е.В., Исаев А.П., Сашенков С.Л., 1998). Проведение пробы Руффье, с расчетами индекса Руффье-Диксона, оценка результатов степ-теста PWC170 позволяют объективно характеризовать физическую работоспособность испытуемых (Епифанов В.А., 2002).
Показатели абсолютного и относительного максимального потребления кислорода (МПК) оценивают энергетические возможности организма и рассчитываются по формулам, представленным в работах Г.А. Макаровой (2004).
Оценка физических качеств испытуемых необходима для характеристики физической подготовленности (Личагина С.А., 2002; Быков Е.В., 2002). Нами использовались нормативы, которые выполняются учащимися образовательных учреждений на уроках по физической культуре. Нормативы включали: подъем туловища, тестирование в челночном беге, прыжки в длину с места, наклоны туловища, тестирование бега на 1000 м, что позволило объек 37 тивно оценить физические качества испытуемых и уровень их тренированности растущего организма.
Статистическая обработка полученных результатов. Статистическая обработка данных проводилась с помощью программы Microsoft Office Excel, математического пакета «Статистика 6,0» (Дерябин В.Е., 1994; Реброва О.Ю., 2002). Результаты представлены в виде средней арифметической, ошибки средней арифметической, средне-квадратичного отклонения. Оценка достоверности различий в показателях проводилась по t-критериям Стьюдента. Различия считались статистически достоверными на уровне значимости p 0,05 (Автандилов Г.Г.,1990; Сергиенко В.И., Бондарева И.Б., 2001). Применялась компьютерная программа SOMATOTIP, разработанная на кафедре нормальной анатомии ГБОУ ВПО «Тюменская государственная медицинская академия»( Орлов С.А., Сосин Д.Г., 1998).
Оценка режима двигательной активности Антропометрические исследования
Расчеты индекса гармоничности свидетельствуют о степени пропорциональности телосложения обследуемых юношей. Наши данные установили, что оптимальная величина индекса гармоничности определяется среди лиц с мышечным типом конституции. Следует отметить, что у юношей с высоким двигательным режимом показатели индекса гармоничности характеризуются более высокими значениями. Например, у юношей мышечного конституционального типа и низким двигательным режимом индекс гармоничности равняется 86,22±3,56 ед., а в группе юношей с высоким двигательным режимом - 98,73±4,74 ед.(Р 0,05).
Расчеты индексов физической зрелости довольно объективно оценивают степень устойчивости организма к воздействиям окружающей среды. Расчеты показывают, что у юношей мышечного конституционального типа показатели индекса физической зрелости характеризуются максимальными цифрами. Так, если у юношей астеноидного конституционального типа и низким двигательноым режимом показатели индекса физической зрелости равняются 8,95±0,44 балла, то в группе юношей с мышечным типом конституции - 9,75±0,58 балла. Наибольшая величина индекса физической зрелости определяется среди юношей с высоким двигательным режимом.
Расчеты индекса Таннера позволяют более объективно характеризовать степень полового диморфизма в телосложении обследуемых юношей и девушек. Нами установлено, что максимальные показатели андроморфии выявляются среди юношей мышечного конституционального типа. Анализ показателей позволил сделать вывод, что в группе юношей с высокоим двигательным режимом величина индекса Таннера у представителей всех конституциональных типов оценивается наибольшими показателями. Например, у юношей мышечного конституционального типа и низким двигательным режимом величина индекса Таннера составляет 929,08±7,93 усл.ед., а в группе юношей с высоким двигательным режимом рассматриваемого конституционального типа - 964,47±8,25 усл.ед. (Р 0,05). Расчеты соматической зрелости девушек отдельных конституций с различным двигательным режимом представлены в таблице 11.
Во всех рассматриваемых группах девушек расчеты индекса скелии установили значительую вариабельность в показателях. Так, если у девушек астеноидного конституционального типа и низким двигательным режимом индекс скелии составляет 1,06±0,07 ед., то в одноименной группе девушек с дигестивной конституцией - 1,25±0,13 ед. Нами установлено, что у девушек с высоким двигательным режимом показатели индекса скелии оцениваются более высокими цифрами, что объясняется более гармоничным формированием типа телосложения. Величина гармоничности у девушек с мышечным типом конституции определяет оптимальную пропорциональность тела. У представительниц астеноидной конституции показатели гармоничности отражают формирование дисгармоничного типа телосложения. Среди девушек с высоким двигательным режимом и представительниц всех типов конституции отмечаются более высокие цифры индекс гармоничности, тогда как у девушек с высоким двигательным режимом индекс гармоничности характеризуется низкими цифрами. Например, у девушек грудного конституционального типа и низким двигательным режимом показатель гармоничности равняется 79,73±3,54 ед., тогда как у девушек с высоким двигательным режимом и одноименной конституции - 83,77±3,86 ед. (Р 0,05).
Показатели индекса физической зрелости у девушек мышечной конституции характеризуются самыми высокими цифрами. Так, если у девушек с низким двигательным режимом и астеноидной конституции индекс физической зрелости составляет 8,58±0,45 балла, то в одноименной группе девушек с мышечным конституциональным типом - 9,90±0,98 балла. Следует отметить, что среди девушек с высоким двигательным режимом показатели индекса физической зрелости оцениваются более высокими баллами, что объясняется хорошей сформированностью морфофенотипа к воздействиям внешней среды.
Среди девушек мышечной и дигестивной конституций определяется наибольшее число лиц, имеющих высокие значения андроморфии. Нами установлено, что в группе девушек с высоким двигательным режимом показатели индекса Таннера характеризуются более высокими цифрами, что отражает признаки андроморфии в соматотипе обследуемых девушек.
Таким образом, расчеты соматической зрелости юношей и девушек установили значительную вариабельность показателей среди представителей отдельных конституций и с различным двигательным режимом. Высокая двигательная активизирует соматическую зрелость организма и формирует более устойчивый морфотип к воздействию физических нагрузок. Оценки жироотложения у юношей отдельных конституций и с различным двигательным режимом представлены в таблице 12.
Показатели компонентов массы тела юношей и девушек отдельных конституций с различным двигательным режимом
Спирометрические исследования показали, что среди девушек с грудным конституциональным типом величина дыхательного объема оценивается максимальными цифрами. Так, если у девушек астеноидного конституционального типа и низким двигательным режимом показатели дыхательного объема составляют 0,31±0,01 л, то в одноименной группе девушек с грудной конституцией - 0,38±0,01 л. Среди девушек всех конституциональных типов с высоким двигательным режимом значения дыхательного объема оцениваются максимальными цифрами.
Расчетные величины резервного вдоха и выдоха позволяют оценить гипоксическую устойчивость организма. Наши данные установили, что у девушек грудного конституционального типа рассматриваемые показатели имеют максимальные значения. У девушек всех конституций с высоким двигательным режимом величины резервного вдоха и выдоха характеризуются наибольшими цифрами.
Самые высокие цифры остаточного объема определяются среди представительниц грудного конституционального типа. Например, у девушек астеноидного конституционального типа и низким двигательным режимом величина остаточного объема равняется 0,93±0,02 л, а в одноименной группе девушек с грудной конституцией - 1,27±0,03 л (Р 0,05). Высокая двигательная активность у всех обследуемых девушек увеличивает показатели остаточного объема.
На интенсивность легочной вентиляции значительное влияние оказывают показатели минутной вентиляции легких, расчеты должной минутной вентиляции легких, величина минутного объема дыхания. Наибольшая интенсивность легочной вентиляции определяется среди девушек с грудным конституциональным типом. Среди девушек всех конституций с высоким двигательным режимом показатели интенсивности легочной вентиляции характеризуются максимальными цифрами.
Таким образом, спирометрические исследования дыхательной системы юношей и девушек установили значительную изменчивость показателей у представителей отдельных конституциональных типов и влияние выполняемого двигательного режима. Полученные данные позволяют объективно оценивать резервные возможности дыхательной системы у обследуемых лиц и являются региональной нормой при характеристики дыхательной системы юношей и девушек 17-18 лет г. Тюмени.
Доказано влияние вегетативной нервной системы на резистентность к условиям окружающей среды и состояние гомеостаза. В связи с этим, нами проведены расчеты по оценке реактивности вегетативной нервной системы у отдельных индивидов и установления влияний выполняемых объемов двигательной активности.
Оценки вегетативной реактивности организма юношей и девушек отдельных конституций с низким и высоким двигательным режимом представлены на рис. 7 и 8.
Вегетативная реактивность организма девушек отдельных конституций с низким (Н) и высоким (В) двигательным режимом (%)
Результаты исследования вегетативной реактивности выявили, что в 50% у юношей и девушек определяется нормотонический тип реакций на воздействия внешней среды. Следует отметить, что у лиц с низким двигательным режимом в 38,5% определяются симпатотонические реакции. Это объясняется напряженностью вегетативного регулирования в данной группе юношей и девушек. Среди представителей с высоким двигательным режимом лиц с симпатотоническими реакциями не выявлено. В данной группе в 12,8% выявляются лица с ваготоническим типом реакций, что определяет высокую тренированность и экономичность функционирования организма юношей и девушек. Результаты исследования показывают, что в 87,2% среди юношей и девушек с высоким двигательным режимом определяется сбалансированный тип вегетативных реакций.
Для оценки влияний вегетативной нервной системы на функциональное состояние жизненно важных органов проводятся функциональные пробы. Так, проба с задержкой дыхания позволяет установить реакцию организма на гипоксическое состояние и степень его устойчивости.
Результаты проведенных проб Штанге и Генчи среди юношей и девушек отдельных конституций с низким и высоким двигательным режимом представлены на рис. 9 и 10. 40 -35 30 25 20 15 10
Наши данные выявили, что среди юношей и девушек наибольшие цифры задержки дыхания на вдохе (Штанге) и выдохе (Генчи) определяются среди лиц с грудным конституциональным типом. Полученные данные установили низкие показатели на устойчивость к гипоксии у юношей и девушек астеноидного конституционального типа. Следует отметить, что во всех группах обследуемых лиц с высоким двигательным режимом показатели устойчивости к гипоксии оцениваются наибольшими значениями. Вегетативная реакция на ортостатическую пробу у юношей и девушек отдельных конституциональных типов с низким и высоким двигательным режимом представлена на рис. 11 и 12. 70 60 50 30 10 Эйтоническая Н Симпатотоническая Н Ваготоническая Н
Вегетативная реакция на ортостатическую пробу организма девушек отдельных конституций с низким (Н) и высоким (В) двигательным режимом (%) Проведение исследования позволило выявить индивидуальные вегетативные реакции на ортостатическую пробу. Нами установлено, что у всех обследуемых лиц наблюдалось учащение пульса на изменение позы испытуемых. Так, у более 50% юношей и девушек определяется эйтоническая реакция на выполнение ортостатической пробы. Среди обследуемых лиц с низким двигательным режимом наблюдается учащение пульса, особенно среди юношей и девушек с астеноидным конституциональным типом. Высокий двигательный режим у всех юношей и девушек способстсвует проявлениям эйтонии на проводимую функциональную пробу. Каки-либо достоверных различий в индивидуальных реакциях на ортостатическую пробу нами не установлено.
Таким образом, исследования функционального состояния жизненно важных систем при помощи функциональных проб позволили более объективно характеризовать состояние гомеостаза у обследуемых юношей и девушек. Установленные конституциональные различия и влияние двигательных режимов на функциональное состояние организма позволяют характеризовать реактивность организма обследуемых лиц на воздействия внешней среды.
Показатели физической работоспособности у юношей и девушек отдельных конституций с различным двигательным режимом.
Для оценки функциональных резервов организма обследуемых лиц и установления уровня физической работоспособности нами применялась проба Руффье и проба PWC170 . Исследования проводили в помещениях медицинских кабинетов с использованием тренажерных устройств и компьютерной техники. Расчеты полученных данных производили в абсолютных и относительных показателях, с целью выявления влияний морфотипа на выполнение дозированной физической нагрузки.
