Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Теоретико-методологические основы дифференцированного подхода в физическом воспитании студентов
1.1. Индивидуально-дифференцированный подход как социально- педагогический феномен
1.2. Атлетическая гимнастика как средство физического воспитания студентов вуза
1.3. Физическая работоспособность и дозирование нагрузки в оздоровительной физической культуре
Глава 2. Организация и методы исследования
2.1. Организация исследования 3 7
2.2. Методы исследования 39
Глава 3. Морфофункциональные, психоэмоциональные и функциональные особенности студентов с разным типом кровообращения
3.1. Морфофункциональное состояние студентов с разным типом гемодинамики
3.2. Психоэмоциональный статус студентов с разным типом гемодинамики
3.3. Состояние центральной гемодинамики у студентов с разным типом кровообращения
3.4 Вариабельность сердечного ритма у студентов с разным типом кровообращения
3.5. Состояние системы внешнего дыхания у студентов с разным типом кровообращения
3.6. Внутриструктурные отношения в кардиореспираторной системе у студентов с разным типом кровообращения
3.7. Физическая работоспособность у студентов с разным типом кровообращения
Глава 4. Оценка эффективности дифференцированного по типу гемодинамики физического воспитания студентов с использованием средств атлетической гимнастики на формирующем этапе эксперимента
4.1. Изменение состояния здоровья, психоэмоционального и двигательного потенциала у студентов с разным типом кровообращения в процессе эксперимента
4.2. Изменение функционального состояния кардиореспираторной системы и физической работоспособности у студентов с разным типом гемодинамики в процессе эксперимента
Выводы по практические рекомендации 112
Библиографический список 113
- Атлетическая гимнастика как средство физического воспитания студентов вуза
- Психоэмоциональный статус студентов с разным типом гемодинамики
- Внутриструктурные отношения в кардиореспираторной системе у студентов с разным типом кровообращения
- Изменение функционального состояния кардиореспираторной системы и физической работоспособности у студентов с разным типом гемодинамики в процессе эксперимента
Введение к работе
Актуальность исследования. Современные требования к трудовым резервам предполагают мобильность личности и поведения в неопределенных условиях среды, высокий уровень здоровья, физической подготовленности и работоспособности (Д.Н. Давиденко, 2006; В.Г. Шилько, 2007). Обучение в высшем учебном заведении способствует всестороннему образованию, теоретической и практической подготовке студенческой молодежи, готовности к будущей профессиональной деятельности и конкуренции на рынке труда (М.Я. Виленский, 2002, 2004; Ю. И. Евсеев, 2005; Г.Р. Авсарагов, 2010; А.А. Федякин, 2012; B.C. Макеева, 2013). Вместе с тем, экономические трудности, сложившаяся экологическая обстановка, возрастающие учебные нагрузки, связанные с инновациями образовательных программ отрицательным образом сказываются на состоянии здоровья студенческой молодежи (А.И. Суханов, 2002).
Несомненно, имеется тесная связь здоровья человека с уровнем его двигательной активности. Но сложность управления в физическом воспитании заключается в том, что попытки воздействовать на самоуправляемую систему без учета индивидуальных особенностей организма не всегда эффективны (Г.М. Коновалова, 2003; Н.Л. Пинзарова, 2006; В.Н. Чеснокова, 2011).
Степень разработанности проблемы. Анализ теоретических источников показал, что конституционно обусловленные функциональные и двигательные вариации индивидуума необходимо учитывать при регулировании объема и структуры двигательной активности (А.В. Кочнев, 2007; Н.Г. Волненко, 2011; B.C. Макеева, 2011; S. Kessler, 2013; G. Savarese et al, 2013; О. Sitbon, 2014). Скоростные, силовые, скоростно-силовые показатели человека определяются как антропометрическими характеристиками - массой тела, длиной тела, длиной его звеньев и рычагов, так и диапазоном его функциональных возможностей, обусловленных генотипом, позволяющим человеку сохранять оптимум жизнедеятельности в изменяющихся условиях окружающей среды. Дифференцированный подход обеспечивает возможность получения не только биологически полноценного полезного конечного результата действия, но и «физиологическая стоимость» достижения результата в этом случае будет наиболее эффективна (В.Н. Чеснокова, 2011; М.Д. Денисенко, 2011; S. Kessler, 2013; F. Maoretal, 2015).
В настоящее время индивидуально-дифференцированный подход в физическом воспитании специалисты рекомендуют реализовывать на основе учета: возрастных возможностей и специфического типа моторного развития (В.А. Ермаков, 1996), соматотипа и биологической зрелости (А.А. Пономарев, 1997; В.П. Губа, 2000; Р.Н. Дорохов, В.П. Губа, 2002; В.В. Зайцева, В. Д. Сонькин, 2006), типа темперамента (СВ. Шавырина, 2012), морфофункционалъного и психофизиологического развития, подготовленности и состояния (В.Р. Абрамова, 2006; О.А. Козлова, 2008), функциональных особенностей вегетативной регуляции организма (С.Н. Чикова, 2008), состояния здоровья и динамики результатов (А.В. Антонинов, 2000), типа гемодинамики (И.А. Варенцова, 2013; J.
N. Hull et al, 2011; S. Kessler, 2013), моторной асимметрии (Л.А. Колесникова, 2004; Н.Э. Хачатурова, 2012), функциональной асимметрии мозга (М.В. Аку-лина, 2010) и др.
В теории и практике физического воспитания студенческой молодежи вопросы совершенствования учебно-тренировочных занятий по дисциплине «Физическая культура» на основе учета индивидуальных особенностей их организма представлены научными исследованиями Т.А. Яшиной (1998), СЮ. Альковой (2002, 2003), Н.Л. Пирназаровой (2006), А.В. Кочнева (2007), Н.Г. Волненко (2011). Однако в настоящее время отсутствуют диссертационные работы, в которых бы освещались вопросы дифференцированного физического воспитания с использованием средств атлетической гимнастики на основе конституционно обусловленных гемодинамических «маркеров». Вместе с тем, занятия атлетической гимнастикой не только отвечают мотивационным потребностям студенческой молодежи, но и вызывают положительные морфофункци-ональные изменения - гипертрофию мышечных волокон, увеличение физиологического поперечника мышц - массы, силы и силовой выносливости (А.В. Кочнев, 2007; В.П. Губа, А.А. Губернаторов, 2008).
Вопросы формирования и развития скелетной мускулатуры актуальны в настоящий период в силу того, что для современного человека характерно увеличение длины тела, которое не сопровождается одновременным развитием мышечной системы. В свою очередь, недостаток мышечной ткани отрицательно сказывается на состоянии внутренних органов, так как функционирование мышечной системы происходит по принципу моторно-висцеральных рефлексов (М.Б. Гурова, 2010).
Таким образом, в настоящее время существуют противоречия между
- неуклонно растущими требованиями общества к личности и
недостаточным уровнем развития ее функционального и двигательного
потенциала, физической работоспособности;
необходимостью осуществления дифференцированного подхода для реализации принципа гуманизации образования и отсутствием научно разработанных и апробированных оздоровительно-тренировочных программ, построенных на основе конституционно обусловленных функциональных вариаций;
осознанной потребностью студентов в двигательной активности и отсутствием теоретических, научно обоснованных педагогических условий реализации дифференцированного подхода в физическом воспитании, учитывающем современные мотивационные потребности студентов в выборе средств физической культуры.
С учетом выявленных противоречий определен выбор темы исследования, проблема которого сформулирована следующим образом: каковы условия эффективности обеспечения дифференцированного по типу гемодинамики физического воспитания студентов, построенного, с использованием средств атлетической гимнастики.
Объект исследования - процесс физического воспитания студентов вуза.
Предмет исследования - дифференцированное по типу гемодинамики физическое воспитание студентов вуза с использованием средств атлетической гимнастики.
Цель исследования - теоретически обосновать и экспериментальным путем проверить эффективность дифференцированного по типу гемодинамики физического воспитания студентов с использованием средств атлетической гимнастики.
Гипотеза исследования: предполагалось, что физическое воспитание студентов вуза, дифференцированное по типу гемодинамики, с использованием средств атлетической гимнастики будет эффективным, если:
проведен теоретический анализ и определены индивидуальные особенности функционального и двигательного потенциала у студентов с разным типом гемодинамики;
разработана программа силовой тренировки с учетом конституционно обусловленных особенностей организма студентов и определена ее эффективность;
созданы компьютерные программы, способствующие контролю за физическим состоянием и пищевым поведением студентов;
разработаны практические рекомендации по оптимизации двигательной сферы студентов с разным типом гемодинамики средствами атлетической гимнастики.
Достижение цели и проверки основных положений гипотезы обусловлено решением следующих задач исследования:
-
Изучить типы гемодинамики и проанализировать их значимость для выполнения физических нагрузок различной мощности и интенсивности.
-
Разработать дифференцированный подход к физическому воспитанию студентов по типу гемодинамики с использованием средств атлетической гимнастики и экспериментальным путем проверить его эффективность.
-
Разработать практические рекомендации по оптимизации двигательной сферы студентов с разным типом гемодинамики средствами атлетической гимнастики.
Теоретико-методологическая основа исследования.
Методологическую основу исследования составляют научные подходы: субъектно-деятелъностный (В.А. Сластенин, Г.А. Аксенова, 2003); валеологи-ческий (Э.М. Казин, 2000). Теоретической основой исследования являются: концепция гуманизации образования (М.Я. Виленский, В.В. Черняев, 2002); теория и методика физической культуры и спорта (Л.П. Матвеев, 1984, 2003; В.Н. Платонов, 1990; Ю.Ф. Курамшин, 2004); основы физического воспитания на разных этапах онтогенеза человека (В.К. Бальсевич, 1996; Л.П. Матвеев, 1997; Г.Н. Германов, 2011); закономерности развития физических качеств (В.М. Зациорский, 1970; Л.П. Матвеев, 1997; Ю.Ф. Курамшин, 2004); теория адаптации (А.С. Солодков, 2005; Н.А. Агаджанян, 2009); проблемы индивидуально-дифференцированного подхода в спортивной тренировке и физическом воспитании (В.А. Ермаков, 1996; А.Б. Андрющенко, 2002; В.К. Бальсевич,
2003; В.В. Зайцева, 2006; ДБ. Козлов, 2009; Г.Н. Германов, 2011; B.C. Макеева, 2013); научные разработки в психологии индивидуальных различий (А.Г. Асмо-лов, 2001; А.А. Реан, 2008); медико-биологические исследования в спортивной тренировке и физическом воспитании (P.M. Баевский, 1997; А.Г. Дембо, 1989; В.Л. Карпман, 1982; З.Б. Белоцерковский, 2006; Г.А. Макарова, 2008).
Методы исследования. Совокупность методов, используемых для решения поставленных задач, включала: анализ научно-методической литературы, педагогические наблюдения, анкетирование, соматометрическое тестирование; физиометрическое тестирование; психологическое тестирование; педагогическое тестирование; физиологические методы исследования; педагогический эксперимент (констатирующий, формирующий); методы математической статистики.
Организация исследования:
Базой исследования являлся ФГАОУ ВПО Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова (г. Архангельск). В анкетировании участвовали 404 студента, из числа которых были отобраны юноши в возрасте18,08±0,08 лет, относящиеся по состоянию здоровья к основной медицинской группе здоровья, в количестве 312 человек.
Первый этап (2010-2011 гг.) включал: определение цели и задач исследования; теоретический анализ философской, психологической и педагогической литературы; разрабатывались критерии оценки морфофункциональных показателей; проводились педагогические наблюдения; осуществлялось анкетирование, педагогическое тестирование, психологическое тестирование, исследование функционального потенциала организма.
На втором этапе (2011-2012 гг.) осуществлялась обработка и анализ полученных данных констатирующего эксперимента; спроектированы экспериментальные программные документы формирующего эксперимента.
Третий этап (2012-2013 гг.) проводился формирующий эксперимент: осуществлялась практическая проверка эффективности разработанной методики, приводились систематизация и теоретическое обобщение результатов исследования; уточнение положений, выносимых на защиту; оформление теоретических и практических материалов диссертации и автореферата; подготовка электронных изданий.
Научная новизна исследования заключается в следующем:
определены функциональные возможности и способности кардиореспи-раторной системы у студентов с разным типом гемодинамики и проанализирована конституциональная склонность к выполнению физических нагрузок различной мощности и интенсивности;
разработаны оздоровительно-тренировочные программы занятий атлетической гимнастикой для студентов с разным типом гемодинамики на основе развития «ведущего» двигательного качества;
созданы компьютерные программы для контроля за жировой и мышечной массой («Антропометрия») и правильного пищевого поведения студентов
б
(«Здоровое питание»), что в совокупности способствовало росту эффективности дифференцированного физического воспитания студентов;
- экспериментально доказана эффективность использования дифференцированного подхода в физическом воспитании студентов на основе учета типа гемодинамики с использованием средств атлетической гимнастики как способа улучшения психоэмоционального состояния, повышения функционального и двигательного потенциала организма, роста уровня здоровья и физической работоспособности студентов.
Теоретическая значимость исследования заключается в том, что его результаты дополняют теорию и методику физического воспитания, спортивной тренировки, оздоровительной и адаптивной физической культуры научными знаниями о применении дифференцированного подхода, основанного на типе гемодинамики, для развития двигательных качеств у студентов; в уточнении методики развития «ведущих» физических качеств, в определении величины нагрузки по объему и интенсивности средствами атлетической гимнастики у студентов с разными типами гемодинамики.
Практическая значимость работы заключается в выявленном способе определения конституциональной моторной одаренности человека согласно типу гемодинамики к физическим нагрузкам определенной интенсивности -скоростным, силовым, скоростно-силовым, к физическим нагрузкам, направленным на развитие общей выносливости. Дифференциация физического воспитания на основе типов гемодинамики, преимущественно направленной на развитие «ведущих» качеств, позволяет повысить уровень физической подготовленности, физического здоровья, физической работоспособности студентов, положительно влияет на их психоэмоциональное состояние.
Результаты исследования внедрены в учебно-тренировочный процесс вузов и детско-юношеской спортивной школы г. Архангельска: ФГАОУ ВПО Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова, Северный государственный медицинский университет, детско-юношескую спортивную школу №2.
Основные положения, выносимые на защиту:
-
Объективные различия в функциональных возможностях и способностях кардиореспираторной системы, обусловленные конституциональными особенностями типов гемодинамики, определяют склонности к физической работе различной мощности и интенсивности, детерминируя проявление быстроты у студентов с ГрКТ кровообращения, скоростно-силовых качеств у студентов с ЭуКТ кровообращения и выносливости у студентов с ГпКТ кровообращения, что предопределяет необходимость разработки дифференцированного подхода в физическом воспитании студентов.
-
Дифференциация физического воспитания студентов по типу гемодинамики с использованием средств атлетической гимнастики позволяет повысить эффективность процесса физического воспитания за счет адекватного подбора средств и методов, что способствует повышению уровня здоровья студентов и снижения психоэмоционального напряжения.
3. Занятия атлетической гимнастикой с преимущественным развитием «ведущих» двигательных качеств, конституционально обусловленных гемодина-мическими маркерами, увеличивают физический потенциал развиваемого качества, приводят к росту силовых характеристик студентов, улучшают антропометрические параметры молодых людей, улучшают функциональный потенциал организма и физическую работоспособность.
Личное участие соискателя в исследовании заключается в разработке основных идей и положений исследования, анализе и обобщении теоретического материала по проблеме дифференцированного физического воспитания; разработке диагностического инструментария, разработке и проведении оздоровительно-тренировочных занятий атлетической гимнастикой, построенных на учете типа гемодинамики; сборе, обработке и обсуждении полученного экспериментального материала, его изложении в ряде публикаций, автореферате и диссертации.
Достоверность и обоснованность полученных результатов определяются научно-теоретическим обоснованием избранного исследовательского направления; проверкой основной гипотезы исследования в условиях реального учебного процесса; значительного объема экспериментальных данных (обследовано 312 человек), использованием комплекса методов, адекватных целям и задачам исследования; тщательной статистической обработкой материала.
Апробация и внедрение результатов исследования. Основные результаты исследования получили отражение в 12 публикациях автора: в изданиях, включенных в реестр ВАК РФ - (3), научных изданиях (1), учебно-методическом пособии (1), докладах, статьях общим объемом 18 п.л.
Материалы исследования докладывались, обсуждались и получили одобрение на научно-методических и научно-практических конференциях разного уровня: на международных (Тула, 2014, 2015; Орел, 2014, 2015); всероссийских (Архангельск, 2013) научно-практических конференциях.
Объем и структура диссертации. Диссертационная работа изложена на 146 страницах, состоит из введения, 4 глав, заключения, выводов, практических рекомендаций, списка литературы, приложений. В содержании работы содержатся 28 таблиц, 31 рисунков, 5 приложений, 4 акта внедрения.
Атлетическая гимнастика как средство физического воспитания студентов вуза
Атлетическая гимнастика является традиционным видом силовой тренировки оздоровительно-развивающей направленности, оказывающей влияние на разностороннюю физическую подготовленность, гармоническое развитие и укрепление здоровья обучающихся [133]. Несмотря на большую популярность атлетической гимнастики в мире, в России, из-за различных «методических перекосов», «политизирования» и влияния «чуждых идеологий», атлетическая гимнастика была признана только на Всесоюзной научной конференции в 1968 году как один из общеразвивающих видов тренировки [112].
Специфичные цели различных силовых тренировок определяют и наличие различных форм занятий, систем и школ силового тренинга. В настоящее время наибольшую популярность приобрели бодибилдинг, культуризм, пауэрлифтинг и армрестлинг. Их объединяет наличие узких задач, локальная направленность силовых проявлений, ограниченность общего физического и функционального воздействия и потенциальная травмоопасность [32, 33, 57, 103,152].
В основе атлетической гимнастики лежит метод силовой тренировки, в которой используется полный арсенал средств основной гимнастики, а также элементы спортивной тренировки. При сохранении основных принципов и методов занятий, в атлетической гимнастике раскрываются особенности воздействия на мышечные группы силового характера, которые могут быть локальными или генерализованными, тонизирующими или развивающими. Также при необходимости избирательно могут развиваться три силовых качества -медленная («жимовая») сила, быстрая («взрывная») сила, статическая сила и производные от них виды силовой выносливости. В атлетизме различают спортивную силовую тренировку (ССТ) и оздоровительную силовую тренировку (ОСТ). ССТ - преследует цель увеличения силы мышц применительно к конкретному соревновательному упражнению как условия достижения максимального результата. Целью же ОСТ является создание так называемого анаболического фона в организме, как условия оздоровительного эффекта, улучшения здоровья и самочувствия занимающихся. Параллельно с этой основной целью могут решаться задачи повышение силы, увеличение или уменьшение веса тела, снижение жировых запасов, улучшение осанки и т.д. [74, 90].
Имеются различия между ССТ и ОСТ и в методическом аспекте. При ССТ величина напряжения мышц и масса преодолеваемого груза - выше 60-70 % от произвольной максимальной силы (ПМС), часто используются высокая скорость или темп силовых упражнений. При ОСТ упражнения в большинстве случаев носят локальный характер - напряжение не превышает 40-60 %.
В атлетической гимнастике используется шесть групп специальных упражнений: - упражнения без отягощений и предметов (преодоление сопротивлений собственного тела или его звена, включая силовые перемещения или статические напряжения с большим или меньшим напряжением мышц-антагонистов, сгибания и разгибания рук в упоре лежа или удерживание напряженных рук в положении в стороны, подтягивания из различных положений, приседания и т.п.); - упражнения силового характера на снарядах массового типа, заключающиеся в перемещениях собственного тела (применение различных аппаратов («снарядов») и разнообразие используемых ситуаций, в том числе: выполнение упражнений в висе, и в упоре, в смешанных положениях; быстро и медленно, акцентируя действия на замедлении или ускорении перемещений, удержание статических положений, а также всевозможные сочетания, а также использование канатов и подвесных шестов, гимнастической стенки и навесных опор, на которых выполняются подъемы и опускания тела или его звеньев, перевороты вверх и вниз и т. п.; - упражнения с гимнастическими предметами определенной тяжести и эластичности: набивными мячами, эспандерами и т. п.; - упражнения со стандартными отягощениями: гантелями, гирями, и штангой (со строгой дозировкой веса снаряда). Важным моментом при подборе отягощения является уровень развития «слабейшей» группы мышц - от нее начинается подбор величин отягощений, при этом количество повторений не должно быть меньше 3-4, а упражнения с «максимальными» весами, где повторений не больше 1-2 в атлетизме не используются; - упражнения силового характера, выполняемые в парах и тройках. Это -простые и доступные упражнения, не требующие специальной технической подготовленности и выполняемые в искусственно усложненных условиях. Взаимодействие партнеров, в данном случае, строится таким образом, что один из них создает определенное сопротивление действию другого, который преодолевает его, используя заданный способ; - упражнения на тренажерах и специальных устройствах. Обычно в атлетической гимнастике используются тренажеры «блочного типа», которые позволяют регулировать нагрузку за счет изменения веса отягощения и включать в работу поочередно различные звенья тела, принимая те или иные положения.
Применение тренажеров в атлетической гимнастике позволяет точно дозировать нагрузку, развивать разные физические качества: выносливость, силовые, скоростные и скоростно-силовые характеристики [47]. Для тренировок кардиореспираторной системы применяют велотренажеры (ножные и ручные), лыжные и гребные тренажеры, третбаны, бегущую дорожку. Важнейшей отличительной чертой атлетической гимнастики является то, что за счет специальных упражнений у обучающихся можно сформировать необходимые умения и навыки перемещений собственного тела в различных режимах силовой работы, что очень важно для жизнеобеспечения человека [52, 53, 58, 78, 85].
В основе атлетической гимнастики лежит метод силовой тренировки в различных режимах тренировочного процесса, при котором сила рассматривается как результат работы или взаимодействия двигательного аппарата человека с окружающей средой, как «источник движения» и функционального совершенствования ведущих систем организма. К показателям мышечной силы относятся объем и масса, при этом от изменения величины силы и направления приложения силы меняется скорость и характер движения.
При прочих равных условиях мышечная сила человека пропорциональна площади физиологического поперечника мышц и, в тоже время, важнейшим фактором развития силы является улучшение регуляции деятельности мышц со стороны нервных центров [73, 143].
Степень проявления силы в физических упражнениях зависит от сформированности условных рефлексов, обеспечивающих концентрацию процессов возбуждения и торможения и максимальное сокращение наибольшего числа мышечных волокон при оптимальном возбуждении в мышцах -антагонистах [89].
Максимальное проявление силы возможно при одновременном сокращении всех функциональных единиц в мышце. В зависимости от режима сокращения различают: 1) статическую (изометрическую) силу, проявляемую при статических усилиях; 2) динамическую силу - при динамической работе, в том числе так называемую взрывную силу [142].
Психоэмоциональный статус студентов с разным типом гемодинамики
Для исследования вариабельности сердечного ритма проводилась запись вариационной кардиоинтервалометрии (ВКМ) с помощью устройства психофизиологического тестирования УПФТ-1/30 - «Психофизиолог». Запись выполнялась в тихом, отдельном помещении, с постоянной температурой (22 С). Период адаптации к условиям исследования (положение тела - сидя) составлял 10 минут.
Показатели кардиоинтевалографии: Среднее квадратическое отклонение, SDNN, (мс). Стандартное отклонение - один из основных показателей вариабельности сердечного ритма -характеризует состояние механизмов регуляции. Он является интегральным показателем, характеризующий ВРС в целом и зависит от влияния на синусовый узел симпатического и парасимпатического отдела вегетативной системы. Увеличение или уменьшение этого показателя свидетельствует о смещении вегетативного баланса в сторону преобладания одного из отделов вегетативной системы.
Математическое ожидание, RRNN, (мс) - среднее значение всех RR интервалов в выборке. Повышение - отражает преобладание тонуса парасимпатического влияния и указывает на высокие функциональные возможности ССС. Снижение - характеризует активацию более высоких уровней регуляции сердечного ритма, что бывает во время физической нагрузки, при стрессе или заболеваниях ССС.
ИВР = АМо / ВР Указывает на соотношение между активностью симпатического и парасимпатического отделов. При парасимпатической активности знаменатель будет увеличиваться, а числитель уменьшаться, в результате чего ИВР резко уменьшиться. При увеличении симпатических влияний наблюдаются противоположные сдвиги.
В отечественной литературе широкое применение этот показатель называют индексом напряжения - ИН. Его считают достаточно чувствительным индикатором общей активации симпатической системы организма при физической деятельности, эмоциональном стрессе, ряде психических и соматических заболеваний. По данным авторов для здоровых молодых людей SI (ИН) колеблется в пределах 80-100 условных единиц. Этот показатель чрезвычайно чувствителен к усилению тонуса симпатической нервной системы. Небольшая нагрузка (физическая или эмоциональная) увеличивают ИН в 1,5-2 раза. При значительных нагрузках SI может возрасти в 5-10 раз. По одной из классификаций SI подразделяется на три типа: нормотонический, ваготонический и симпатикотонический, при этом SI в пределах от 68 до 138 усл.ед. был отнесен авторами к нормотоническому типу. Значения SI меньше 60 и больше 180 усл.ед. относятся к неблагоприятным.
Удовлетворительная адаптация отмечается при ИН = 80-120 усл.ед., напряжение адаптации - при ИН = 120-200 усл.ед., неудовлетворительная адаптация - при ИН = 201- 900 и менее 30 усл.ед [19].
Показатель адекватности процессов регуляции, ПАПР, (усл.ед.) ПАПР = АМо / Мо
Отражает соответствие между активностью симпатического отдела вегетативной нервной системы и ведущим уровнем функционирования синоатриального узла.
При спектральном анализе ВРС определяли следующие параметры: Общая мощность спектра, ТР (total power), (с ) - это мощность в диапазоне от 0,003 до 0,40 Гц. Она отражает суммарную активность вегетативного воздействия на сердечный ритм и имеет тот же физиологический смысл, что и SDNN.
Высокочастотные колебания, HF (High Frequency), (с ) - это колебания ЧСС в диапазоне высоких частот (0,15 - 0,40 Гц). Мощность в этом диапазоне, в основном, отражает вагусный контроль сердечного ритма и связана с дыхательными движениями (колебания парасимпатического отдела вегетативной нервной системы).
Низкочастотные колебания, LF (Low Frequency), (с ) - это мощность спектра в диапазоне низких частот (0,04 - 0,15 Гц). Спектральная мощность низкочастотного компонента в этом диапазоне отражает преимущественно колебания активности симпатического регуляторного звена сердечного ритма, хотя и имеет смешанное симпато-парасимпатическое происхождение и связана с системой регуляции артериального давления.
Очень низкочастотные колебания, VLF (Very Low Frequency), (с ) -мощность спектра в диапазоне очень частот - 0,003-0,04 Гц. Мощность спектра в этом диапазоне характеризует влияние высших вегетативных центров на сердечно-сосудистый подкорковый центр и может использоваться в качестве надежного маркера степени связи автономных (сегментарных) уровней регуляции кровообращения с надсегментарными, в том числе с гипоталамо-гипофизарным и корковым (центральный эрготропный) уровнями. При тревоге и стрессе наблюдается прирост мощности VLF.
LF/HF - отношение низкочастотной части спектра к высокочастотной: это соотношение условно характеризует процентный вклад симпатических и парасимпатических влияний на автономную регуляцию сердечного ритма. Увеличение значений свидетельствует о симпатизации регуляции сердечного ритма, уменьшение - об обратном эффекте. Многие исследователи применяют данный показатель для выявления доминирующего тонуса ВНС в регуляции сердечного ритма и на этом основании делят выборку испытуемых на группы по типу вегетативной регуляции: с преобладанием парасимпатических влияний на сердечный ритм, со смешанным типом регуляции и с преобладанием симпатических влияний.
Индекс централизации, ИЦ, отражает степень централизации управления ритмом сердца. Отношение значений высокочастотного и низкочастотного компонента В СР. Показывает, насколько выше активность центрального контура по отношению к автономному.
Внутриструктурные отношения в кардиореспираторной системе у студентов с разным типом кровообращения
Таким образом, у юношей в группе с ГрКТ зафиксировано снижение всех спектральных показателей относительно молодых людей с двумя другими типами кровообращения, что указывает на высокую симпатическую активность. У студентов с ЭуКТ высокая парасимпатическая активность сочетается с включением симпатических центров в управление сердечным ритмом. Молодые люди с ГпКТ отличаются от юношей с ГрКТ и ЭуКТ тем, что повышенная парасимпатическая активность в управлении сердечным ритмом сопровождается ростом активности центральных эрготропных и гуморально-метаболических механизмов. Ряд авторов отмечают, что при активизации симпатической компоненты в управлении сердечным ритмом нарушается кардиореспираторная синхронизация, а активность парасимпатического отдела ВНС имеет обратный эффект [138].
Тем не менее, для молодых людей независимо от типа кровообращения характерно превышение РОвд над РОвыд. Данная динамика респираторных показателей свидетельствует об эффективном уровне вентиляции и экономном приспособлении к удовлетворению метаболических потребностей организма [23, 24].
В общем комплексе методов и проб, используемых при функциональном исследовании аппарата внешнего дыхания, большое место занимает изучение легочной вентиляции, поскольку основное предназначение вентиляции легких заключается в поддержании парциального давления кислорода в альвеолярном
Наиболее ярко отражает функциональные особенности аппарата внешнего дыхания такой показатель легочной вентиляции, как величина минутного объема дыхания [50]. Легочная вентиляция находится в тесной зависимости от интенсивности процессов метаболизма в организме. У лиц, постоянно проживающих в холодных климатических районах, к которым относится Архангельская область, уровень обменных процессов выше, чем у жителей умеренных широт. Следовательно, гипервентиляция является важным приспособительным механизмом внешнего дыхания у жителей северных регионов в ответ на повышенную потребность организма в кислороде, направленную на обеспечение усиленного тканевого метаболизма, при повышенных энергозатратах [54].
При оценке вентиляционной функции легких важнейшее значение имеет вопрос о резервах дыхательной системы. Считается, что их можно оценивать по показателю максимальной вентиляции легких (MB Л). Величина MB Л является суммарным показателем вентиляционной функции аппарата внешнего дыхания и отражает предельные способности системы внешнего дыхания использовать функциональные резервы [23, 54]. Минимальное значение МВЛ (табл. 22) зафиксировано у юношей с ГрКТ (рі_2=0,004, рі_з=0,004), составляющее 83% от должного значения. Максимальная величина МВЛ в пределах 90% от должных величин наблюдается у студентов из групп с ЭуКТ и ГпКТ. Вместе с тем, в группе с ГрКТ зарегистрированы минимальные величины ЧДмвл (рі_з=0,015), тогда как значения ДОмвл в трех группах примерно одинаковые. Данная динамика может информировать о более высоких способностях системы внешнего дыхания у юношей с ГрКТ относительно двух других групп при более низких функциональных возможностях респираторной системы в целом. Максимальная вентиляция легких характеризует не только предельные способности системы внешнего дыхания, но и позволяет судить об интегральных изменениях механики дыхания, так как зависит от мышечной силы дыхательных мышц, растяжимости легких и грудной клетки, а также от сопротивления воздушному потоку [13]. Поэтому можно предположить, что значения МВЛ в пределах 80-90% от должных является следствием, того что дыхательная мускулатура у юношей находится процессе формирования. Полученные результаты указывают на то, что способности системы внешнего дыхания у студентов сохранены и развиваются.
Выполнение легкими специфической функции внешнего газообмена в значительной степени определяется состоянием воздухоносных путей. При изучении фактических объемно-временных параметров внешнего дыхания установлено, что ФЖЕЛ во всех трех группах соответствуют должным значениям (табл. 21).
Это ещё раз подтверждает, что резервы респираторной системы у обследованных студентов сохранены, поскольку они в первую очередь оцениваются по величине ЖЕЛ, MB Л и ФЖЕЛ [30]. Максимальные величины данного показателя получены в группе с ГрКТ (р1.3=0,0012). Величина ОФВ1 во всех трех группах находится в пределах 91-94% от должных величин (табл. 23), но молодые люди с ГпКТ имеют наиболее высокий показатель.
Известно, что результаты проб с форсированным дыханием зависят не только от состояния проходимости воздухоносных путей, но также от состояния дыхательной мускулатуры, её силы и быстроты развития мышечного усилия. Так как величина ОФВ1 существенно зависит от ЖЕЛ, то для оценки бронхиальной проходимости дополнительно был рассчитан индекс Вотчала-Тиффно (ИТ). Сравнение фактических величин с должными позволило установить, что ИТ во всех группах превышает должную величину на 3-4 %. Известно, что в норме ОФВ1 составляет 70-80 % от ЖЕЛ, а ИТ отражает наличие и степень бронхиальной обструкции только в тех случаях, когда величина ЖЕЛ близка к нормальной. Поскольку во всех трех группах ЖЕЛ находится в пределах нормы, а ОФВ1 выше, чем ЖЕЛ, то можно данные результаты трактовать как нарушение бронхиальной проходимости из-за завышенного предэкспирационного объема [13,54].
ОФВ1 охватывает начальную и заключительную часть середины форсированной ЖЕЛ и отражает как величину приложенного усилия, так и сопротивление внутрилегочных и внелегочных дыхательных путей. Следовательно, величина ОФВ1 в значительной мере зависит от жесткости крупных бронхов и мало отражает состояние бронхиальной проходимости в более мелких бронхах [13]. Поэтому для определения состояния мелких бронхиол проанализированы величины максимальной объемной скорости (МОС) и средней объемной скорости (СОС) на различных участках форсированной жизненной емкости легких. Установлено, максимальная объемная скорость на уровне крупных бронхов (МОС25) во всех трех группах не превышает должных значений, тогда как максимальная объемная скорость на уровне мелких бронхов (МОС75) превышает должные значения у юношей с ЭуКТ - на 23 %, с ГрКТ - на 26 %, с ГпКТ - на 25 %.
Изменение функционального состояния кардиореспираторной системы и физической работоспособности у студентов с разным типом гемодинамики в процессе эксперимента
Урежение ЧСС может быть связано с сохранением хронотропного резерва сердца, дающее возможность организму расширить диапазон ответных реакций сердечно-сосудистой системы, а так же способствовать уменьшению потребления кислорода миокардом и защиты его от ишемии [139].
К летней сессии зарегистрировано снижение АДс и АДд. У лиц с ЭуКТ (рис. 18) эти процессы более выражены - АД снижается на 11% (р=0,001). В двух других группах изменения менее значимы - у юношей с ГрКТ (рис. 19) на 4% (р=0,02) и на 5,5% (р=0,01) соответственно, в группе с ГпКТ на 2,1% и на 6% (р=0,02) (рис. 20).
Состояние кардиогемодинамики определяется, главным образом, сердечным выбросом, на величину которого оказывает существенное влияние сократительная функция миокарда [3]. Данные изменения можно охарактеризовать с помощью изменений показателей внешней работы миокарда (ВРМ), индекса напряжения миокарда (ИНМ) и коэффициента эффективности миокарда (КЭМ). Показатель ВРМ в группах с ГрКТ и ЭуКТ имеет тенденцию к снижению к окончанию учебного года на 2,3% и на 7,4% (р=0,01) соответственно. Величина ИНМ во всех группах уменьшается к концу учебного года - у ГпКТ на 6,3%, у ГрКТ на 9,6% (р=0,001) и у ЭуКТ на 21% (р=0,001), что может указывать на функционировании ССС в более щадящем режиме к летнему семестру (А.С. Сарычев, 2004). Данное предположение подтверждается положительной динамикой КЭМ, величины которого имеют значимое увеличение к моменту окончания учебного года во всех группах исследуемых студентов - у ГпКТ на 9% (р=0,05), у ЭуКТ на 7% (р=0,01) и у ЭуКТ на 17,7% (р=0,001). Наблюдаются положительные изменения во всех группах и в показателе, характеризующем потребление кислорода единицей массы миокарда - двойное произведение (ДП) (р=0,001). Отмечается благоприятная динамика индивидуальных показателей каждой представленной в исследовании
Анализ ряда показателей вариабельности сердечного ритма, отражающих состояние вегетативной нервной системы, свидетельствует разнонаправленных сдвигах в управлении сердечным ритмом у студентов после проведения формирующего эксперимента, которые можно оценить как благоприятные. Так у студентов ГпКТ кровообращения, у которых до тренировок отмечался значительный вклад парасимпатического спектра ВНС, после тренировок регистрируется повышение симпатической активности ВНС - увеличение АМо на 11 % (р 0,01). Об положительной динамике свидетельствует снижение индекса напряжения (ИН) на 7 % (р=0,01). У студентов с ГрКТ, у которых до эксперимента фиксировалась высокая относительно двух других групп симпатическая активность ВНС после тренировок отмечено повышение парасимпатической активности ВНС - регистрировалось снижение АМо (р=0,01) и ИН (р=0,02). У студентов с ЭуКТ кровообращения отмечалась преобладающая активность парасимпатического спектра на фоне значительного вклада симпатического до начала эксперимента, после эксперимента зарегистрировано увеличение АМо на 31,4 % и ИН на 48,5 %. Данная динамика также может быть интерпретирована как положительная, так как преобладание вклада в управление сердечным ритмом какой-либо из систем несет в себе определенную негативную нагрузку на сердечно-сосудистую систему - нагрузку на сосудистый или сердечный спектр гемодинамики. Положительным считается равномерный вклад в управление сердечным ритмом симпатического и парасимпатических спектров ВНС [123].
Положительные изменения в динамике учебного года были зарегистрированы и в системе внешнего дыхания. К моменту окончания учебного года наблюдается снижение МОД (рис. 25, 26, 27) у студентов с ГпКТ на 5% и у ЭуКТ на 25% (р=0,01). Можно предположить, что снижение МОД к концу учебного года может указывать на понижение функционального потенциала дыхательной системы, но это не так [50, 114]. Известно, что значительное повышение МОД (более 120 л/мин) сильно увеличивает энергозатраты на обеспечение дыхательной функции. Поэтому, снижение МОД к концу учебного года можно интерпретировать как экономизацию деятельности системы внешнего дыхания, так как значения МОД у молодых людей остаются на высоком уровне (в пределах 140-150 л/мин). У студентов с ГрКТ отмечается незначительная тенденция к повышению МОД (на 3%).
В динамике первого года обучения у юношей всех трех групп наблюдается увеличение МВЛ: у лиц с ГпКТ на 16% (р=0,01), у лиц с ГрКТ на 17% (р=0,001) и у лиц ЭуКТ на 4,7%, что происходит на фоне снижения показателя ЧДмвл: у ГпКТ на 21% (р=0,003), у ГрКТ на 9% и у ЭуКТ на 11%, что указывает на высокую эффективность работы дыхательной системы у студентов к концу учебного года.
Данный факт подтверждается положительной динамикой показателя «резерв дыхания» (РД), который также во всех группах увеличился к концу учебного года, что свидетельствует об имеющихся резервных возможностях для увеличения
Выполнение легкими специфической функции внешнего газообмена в значительной степени определяется состоянием проходимости воздухоносных путей. Известно, что результаты проб с форсированным дыханием зависят не только от состояния проходимости воздухоносных путей, но также от состояния дыхательной мускулатуры, её силы и быстроты развития мышечного усилия [54]. При изучении фактических объемно-временных параметров внешнего дыхания в динамике первого учебного года выявлено увеличение ФЖЕЛ у студентов с ГпКТ (рис. 28) на 18% (р=0,005), у студентов с ГрКТ (рис.29) на 8% (р=0,04), у студентов с ЭуКТ (рис. 30) на 1%. Аналогично изменяется показатель ОФВь увеличиваясь у лиц с ГпКТ на 12% (р=0,001), у лиц с ГрКТ и ЭуКТ на 6% и 5% (з=0,05) соответственно, что указывает на увеличение гомогенности механических свойств легких, чему могло способствовать и улучшение антропометрических характеристик у студентов.