Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Морфогенез внешнего дыхания и сердечно сосудистой системы у подростков и лиц юношеского возраста 11
1.1 Морфофункциональные особенности развития школьников, проживающих в различных экологических условиях 11
1.2 Состояние системы внешнего дыхания у школьников старших классов 15
1.3. Показатели гемодинамики у школьников старших классов с различной двигательной акти вностью 21
1.4 Особенности вегетативного статуса у школьников старших классов 29
Глава 2. Материалы и дизайн исследования 33
2.1 Организация и объект исследования 33
2.2 Методы исследования 36
2.2.1 Методы исследования физического развития и физической подготовленности 36
2.2.2 Методы исследования системы внешнего дыхания . 38
2.2.3 Методы исследования сердечно-сосудистой системы 40
2.2.4 Методы исследования вегетативного статуса 42
2.3 Методы математической статистики 45
Глава 3. Результаты исследования и их обсуждение 47
3.1 Морфофункциональная характеристика школьников старших классов, обучающихся по программе с углубленным изучением отдельных предметов 47
3.2 Сравнительная характеристика показателей внешнего дыхания у школьников старших классов, обучающихся по программе с углубленным изучением отдельных предметов с различным уровнем двигательной активности 58
3.3 Сравнительная характеристика показателей сердечнососудистой системы у старшеклассников, обучающихся по программе с углубленным изучением отдельных предметов и находящихся на различном двигательном режиме 68
3.4 Особенности вегетативного статуса у школьников старших классов, обучающихся по программе с углубленным изучением отдельных предметов с различным уровнем двигательной активности 80
Заключение 88
Список литературы
- Состояние системы внешнего дыхания у школьников старших классов
- Показатели гемодинамики у школьников старших классов с различной двигательной акти вностью
- Методы исследования системы внешнего дыхания
- Сравнительная характеристика показателей сердечнососудистой системы у старшеклассников, обучающихся по программе с углубленным изучением отдельных предметов и находящихся на различном двигательном режиме
Введение к работе
Актуальность проблемы. Реформирование школьного образования на
рубеже 2000-х привело к значительному увеличению учебной (в 1,5-2 раза) и
информационной нагрузки, преобладанию статических нагрузок
(БирюковаН.А., 2006; ОнищенкоГ.Г., 2007; Шибкова Д.З., 2007-2012; Айзман Р.И. с соавт., 2006, 2011; Шлык Н.И. с соавт., 2009), что оказывает негативное влияние на рост, развитие, функциональное состояние и здоровье школьников в целом [Безруких М.М. с соавт., 2006; Кучма В.Р., 2007-2013; Ямпольская Ю.А., 2007; Сухарева Л.М., 2009; Солодовников Ю.Л., 2010; Байгужин П.А., 2011). Среди учащихся школ инновационного типа (гимназии, лицеи и профильные классы) в 1,5 - 2 раза чаще по сравнению с обычной школой диагностируются функциональные нарушения, в 1,3 раза -хронические заболевания, в 1,5-1,6 раза – патологическая пораженность (ТимошенкоК.Т.,2008; Казин Э.М. с соавт., 2008; Манюхин А.И., 2010), а существенное сокращение (на 85-90 % от необходимого уровня) двигательной активности (БыковЕ.В.с соавт., 2001; Баранов А.А.с соавт.,
2005, 2012; Исаев А.П. с соавт., 2010; WebberLarry S. et al., 2012;Garsia-
ContinenteX. et al., 2013) негативно влияет на функциональные возможности
кардиореспираторной системы детей и подростков (Крукович, Е.В. с соавт.,
2004,ПсеунокA.A., 2005; Бурханов А.И.с соавт., 2006; БыковЕ.В.с соавт.,
2012; BaileyD.et. al., 2012; BuchanD. S. et. al., 2012; CintezaE., 2013) и
способствует росту болезней органов дыхания (на 18%), кровообращения (на
35%), а также костно-мышечной-системы (на 45%) (Баранов А.А.с соавт.,
2006, 2012).
Несмотря на многочисленные исследования по вопросу влияния
различных режимов двигательной активности на функциональное состояние
организма (Негашева М.А. с соавт., 2005; Быков Е.В.с соавт., 2012;
Рубанович В.Б., 2004, 2012; Nami R. et. al., 2000; Cortez-Cooper M.Y. etal.,
2005;OtsukiT.et. al., 2007;RangulV.etal., 2012; BuchanD.S. et al., 2013) остается
неоднозначным мнение по поводу рациональной интенсивности,
продолжительности и кратности занятий, обеспечивающих оптимальную эффективность оздоровительных занятий у учащейся молодежи.
Цель работы: выявить особенности внешнего дыхания и
функционального состояния сердечно-сосудистой системы у школьников
старших классов, обучающихся по программе с углубленным изучением отдельных предметов и различным двигательным режимом.
Задачи исследования:
1. Дать характеристику физического развития и физической
подготовленности школьников старших классов с различным уровнем
двигательной активности.
2. Выявить половые особенности и динамику статических и
динамических показателей внешнего дыхания у старшеклассников, в течение
года находящихся на различном двигательном режиме.
3. Оценить влияние двигательной активности на гемодинамические
показатели и стабильность сердечного ритма старшеклассников с различным
типом вегетативной реактивности.
Научная новизна исследования.Впервые в результате проведенного комплексного обследования школьников старших классов, обучающихся по специальным программам с углубленным изучением отдельных предметов, показано:
повышенная учебная нагрузка не изменяет направленности реализации генетической программы роста и развития школьников (основные показатели физического развития соответствуют возрастным нормативам, установленным для других регионов РФ), но не способствует повышению физической работоспособности и параметров, её формирующих;
наличие половых отличий (в срезе одного учебного года) основных показателей внешнего дыхания и сердечно-сосудистой системы;
- зависимость показателей вариабельности сердечного ритма только от типа
вегетативной реактивности.
Установлено, что школьники, обучающиеся по специальным программам с углубленным изучением отдельных предметов и в течение года занимающиеся дополнительно циклическими и игровыми видами спорта, в отличие от сверстников с обычным двигательным режимом, повышают свои показатели общей физической подготовленности и выносливости, а также и отдельные параметры физического развития.
Показано, что при интенсивной учебной нагрузке дополнительная
систематическая физическая активность в течение учебного года приводит к
увеличению резервных возможностей системы внешнего дыхания,
изменению паттерна дыхания, обладающего более высокими скоростными
показателями воздушных потоков; а также способствует формированию экономичной сердечной деятельности.
Теоретическая и практическая значимость работы заключается в расширении представлений о функциональном состоянии систем внешнего дыхания, сердечно-сосудистой и особенностей их регуляции со стороны автономной нервной системы у лиц подросткового и юношеского возраста, обучающихся по специальным учебным программам. Выявлен характер влияния разных режимов двигательной активности на организм подростков, на особенности регуляции и становления указанных систем на этом периоде онтогенеза, уточнены степень формирования этих систем организма, а также характер основных корреляционных взаимовлияний режима двигательной активности и показателей физического развития, системы внешнего дыхания и сердечно-сосудистой системы. Результаты проведенного исследования внедрены в учебно-педагогический процесс и используются при чтении курса лекций по физиологии в вузах городов Красноярска (КрасГМУ, КГПУ), Новосибирска (НГПУ), Омска (СибГУФК), а также используются аспирантами и соискателями, занимающимися исследованиями в данной области, для анализа сравнительных исследований показателей указанных систем у лиц подросткового и юношеского возраста.
Апробированный режим двигательной активности используется в
учебно-воспитательном процессе КГОАУ «Школа космонавтики»
г.Железногорска. Результаты исследования используются в работе научно-
исследовательской лаборатории «Физиология» КГОАУ «Школа
космонавтики» г.Железногорска (школьники, занимающиеся научной
работой и представлявшие результаты исследований на конференциях
различного ранга).
Положения, выносимые на защиту:
1. У школьников старших классов, обучающихся по программе с
углубленным изучением отдельных предметов, дополнительная двигательная активность способствует более выраженным различиям физического развития и физической подготовленности в течение учебного года, а также повышению резервных возможностей и эффективности внешнего дыхания.
2. В старшем школьном возрасте повышается экономичность сердечной
деятельности, наиболее ярко выражена динамика у представителей мужского
пола, а высокая стабильность сердечного ритма характерна для лиц женского пола. Систематические физические занятия игровыми и циклическими видами спорта способствуют поддержанию стабильностисердечного ритма.
Апробация работы.Результаты работы доложены и обсуждены:
Всероссийская научно-практическая конференции «Физическая культура,
здравоохранение, образование» (г. Томск, 2008г.); Международная научно-
практическая конференция «Психолого-педагогические и медико-
биологические проблемы физической культуры, спорта, туризма и
олимпизма» (Челябинск, 2011); Международная конференция «Физическая
культура, здравоохранение, образование» (Томск, 2011); Всероссийская
конференция «Здоровьесберегающая деятельность в системе образования»
(Кемерово, 2011); VII Сибирский съезд физиологов (Красноярск, 2012).
Публикации.По теме диссертации опубликовано 17научных работ, из них 6 в научных изданиях, рекомендованных ВАК Министерства образования и науки России для публикации основных научных результатов на соискание научной степени кандидата биологических наук.
Структура и объем работы.Диссертация состоит из: обзора
литературы, главы с описанием организации и методов исследования, главы
собственных исследований, заключения, выводов, практических
рекомендаций, приложения. Материал изложен на 138страницах
машинописного текста, иллюстрирован 19 таблицами и 21 рисунком. Список литературы содержит 271источник, из них 50 публикаций зарубежных авторов.
Состояние системы внешнего дыхания у школьников старших классов
Исследования, проведенные в России в 90-х годах ХIХ века под руководством Ф.Ф. Эрисмана, стали не только основой для выявления закономерностей роста и развития детей и подростков в зависимости от пола и условий воспитания [193]. В.В. Бунаком (1941) были заложены научные основы стандартизации антропометрических исследований, не потерявшие своего значения и по сегодняшний день. Значительным вкладом в изучение физического развития и расширения характеризующих его критериев является присоединение функциональных показателей. Как известно, в 60-70-е годы широко обсуждался вопрос об ускорении (акселерации) темпов физического развития и полового созревания детей во всех регионах России, но и в мире. Акселерация признается составной частью секулярного тренда, то есть изменений в биологии современного человека, отмечаемых за последнее столетие [101, 193].
Однако, в начале ХХI века в большинстве европейских стран и развитых стран других континентов стабилизация продольного роста и процессов полового созревания сопровождалась резким увеличением массы тела и жирового слоя [254, 267, 239, 230]. В России с конца 80-х и до начала 2000-х г.г. стали говорить о децелерации физического развития с явлениями «грациализации» телосложения, проявляющейся в снижение приростов морфологических размеров тела (уменьшение всех широтных и обхватных размеров тела, особенно поперечного и сагиттального диаметров грудной клетки, а также тазового размера) и уменьшении функциональных показателей, стабилизации показателей полового созревания [62, 102, 220]. Так, например, физическое развитие учащихся старших классов московских школ в настоящее время характеризуется снижением прироста в длиннотных размерах тела, отставанием по широтным и обхватным размерам тела. Кроме этого отмечается и более отчетливые изменения по массе тела, более поздние сроки биологического созревания, а также значительное снижение функциональных показателей (силовых возможностей) по сравнению с 70- и 80-ми годами прошлого столетия [220]. Выявленные в 90-х годах и на рубеже тысячелетий тенденции роста и развития детей и подростков Москвы в целом отражают общие закономерности, свойственные детям крупных городов [63, 103, 111, 134, 143, 162]. В качестве причин таких тенденций указываются происходящие в нашей стране социально-экономические преобразования, которые отразились на всех сторонах жизни: ухудшение экологии, падение уровня жизни, смена жизненных ориентиров, реформирование системы образования и здравоохранения [6, 78, 99, 114, 132, 191]. Продолжающаяся в первое десятилетие ХХI века неблагоприятная динамика физического развития детей, проявляющаяся в замедление темпов роста, нарастании в процентном отношении доли детей с избытком или дефицитом массы тела, снижении силовых возможностей, задержки в развитии, наблюдается не только в городах-мегаполисах Европейской части страны, но и в крупнейших городах Сибири и Дальнего Востока [52, 58, 165]. Неблагоприятные тенденции роста и развития детей отмечены и в малых городах и сельских районах различных регионов России [7, 39, 61, 173, 207]. Так, комплексное обследование учащихся сельских школ выявило у 19,2% школьников нарушение физического развития[173]. Среди обследуемых преобладали школьники со сниженной массе тела при нормальной длине (12,8%), низкой массе тела при низком росте (3,2%), избытком массы тела 1-2 степени (3,2%) [173]. По данным ряда исследователей дефицит массы тела регистрируется чаще у сельских школьников (26,8%), чем у городских (15,4%), а избыточная масса тела отмечается чаще у учащихся городских школ (38,2%), чем у сельских учеников (26,4%). При этом как у городских, так и у сельских школьников одинаково часто диагностируется ожирение (6,9 - 6,8%) [61, 167, 173, 207]. Другие авторы отмечают, что количество учащейся молодежи (девушек и юношей), проживающее в сельской местности, со средним уровнем физического развития больше, чем их сверстников, живущих в городах, а частота встречаемости учащихся с низким уровнем физического развития выше у городских и юношей и девушек [217].
Вместе с тем, единого мнения об отмечаемых тенденциях не существует. Ряд авторов говорит о снижении темпов продольного роста [39, 52, 111, 162, 176, 185], что не исключает в ряде регионов эпохальной тенденции увеличения длины тела [3, 59, 63, 90, 134, 143, 193].
Также неоднозначные данные получены при оценке гармоничности физического развития: одни авторы отмечают значительное увеличение доли учащихся (13,6 - 43,0% у представителей мужского пола и 19,7 – 38,7 % у лиц женкого пола) со сниженным массоростовым индексом [38, 39, 52, 59, 68, 154, 162], другие авторы указывают на увеличение доли школьников (3,04 % и 12,63 % у лиц мужского и женского пола соответственно) с избытком массы тела и ожирением [38, 220], а в ряде регионов наблюдается увеличение доли учащихся (до 17,7 - 35,4 %) с дисгармоничным развитием как за счет дефицита массы тела, так и с избыточной массой [38, 61, 111, 125, 165, 209].
Все чаще идет речь о тенденциях ухудшения здоровья и дисгармоничности физического развития в связи с интенсификацией учебного процесса на фоне увеличения гипокинезии, как неблагоприятных факторов, наряду с такими, как антропогенное загрязнение окружающей среды, особенности питания, эмоциональная (психологическая) напряженность, связанная социальным становлением личности подростков и лиц юношеского возраста [36, 93, 141, 188, 209, 239, 240]. С переходом школ на профильное обучение в старших классах в обычных школах и, особенно, в учебных заведениях «нового» типа (гимназии, лицеи, школы-интернаты с углубленным изучением отдельных предметов) увеличивается учебная нагрузка и статический компонент на фоне значительного снижения привычной и организованной двигательной активности учащихся.
Показатели гемодинамики у школьников старших классов с различной двигательной акти вностью
Как свидетельствуют даные литературы, наиболее вариабельны показатели сердечно-сосудистой системы (ССС) в подростковом и юношеском возрасте, что в первую очередь связано с изменением гормонального фона [186, 188], и, как следствие, определенной динамикой морфофункциональных изменений этой системы [141, 163]. В период полового созревания происходит интенсивное увеличение объема сердца и его полостей. Согласно данным, за период от 14 до 18 лет прирост объема сердца составляет около 60 %, в то время как в более раннем возрасте (с 7 до 14 лет) всего 33% [141, 163]. Исследования Р.А. Калюжной (1973) показали, что в подростковом возрасте мышечная ткань развивается быстрее, чем нервная, что способствует ряду нарушений, в том числе функции миокарда, что может проявляться в нарушениях ритма и проводимости [84].
Особенности роста и развития сердца во многом определяются полом ребенка. У девочек быстрое увеличение объема сердца начинается и заканчивается намного раньше, чем у мальчиков, в возрасте 10 - 15 лет. У мальчиков рост сердца происходит менее стремительно и продолжается до 17-18 лет. При этом отставание темпов развития сердца от темпов увеличения основных антропометрических показателей в период полового созревания, наиболее выявлено у представителей мужского пола [28, 141, 163, 183, 186, 188]. Возрастные процессы развития определяют характер основных физиологических показателей деятельности ССС, таких как, систолический (СО) и минутный объем крови (МОК), артериальное (АД) и венозное давление (ВД), скорость кровотока, ритм сердечных сокращений (ЧСС). Рост, развитие и функциональное совершенствование ССС завершается только к 18–20 годам [14, 141]. К этому времени основные показатели гемодинамики становятся такими же, как у взрослых [28, 141].
Регуляция сердца у детей и подростков несовершенна, что обусловлено недостаточным созреванием надсегментарных структур мозга. ЧСС у детей и подростков выше, чем у взрослых, что объясняется относительно высоким обменом веществ, быстрой сокращаемостью сердечной мышцы и меньшим влиянием блуждающего нерва. С возрастом ЧСС уменьшается: в 8-11 лет она составляет примерно 80-85 уд/мин, в 12-14 лет – 75-80 уд/мин, а в 15-18 лет – 62-75 уд/мин, приближаясь к уровню взрослых [28, 144, 163, 180, 188]. У лиц женского пола отмечается более частый сердечный ритм (на 1,4-7,2 уд/мин) и в возрасте 15-18 лет составляет 69,2 - 85,8 уд/мин [31, 32, 45, 78, 94, 103, 120], у представителей мужского пола 60,5 – 81,8 уд/мин [32, 55, 94, 103, 120, 169, 199].
География проживания школьников определяет функциональную активность ведущих систем организма. Наиболее частый ритм сердечных сокращений отмечается у старшеклассников (77,0 - 80,3 уд/мин) г. Москва, г.Тюмень и представителей коренных народов Севера (Ямало-Ненецкий АО и Республика Якутия) [45, 103, 199, 175]; у старшеклассниц (78,0 - 85,8 уд/мин) г. Москва, Тюмень и Владивостока [94, 103, 199]. Следует отметить, что исследования, проведенные в тех же регионах на контингенте юношеского возраста (18-21 лет), указывают, что показатели ЧСС не выходят за пределы нормативных значений [55, 170].
О влиянии высокой учебной нагрузки на повышение ЧСС у школьников к концу учебного года свидетельствуют исследования, проведенные в 70-80-х годах прошлого столетия. У учащихся инновационных школ и профильных классов, помимо этого, отмечен и более высокий уровень ЧСС по сравнению с учащимися из обычных школ [31, 196]. Современные школьники и учащиеся колледжей отличаются высокой долей повышенных значений ЧСС (30,2-35,94%), а 8,8-10,76 % учащихся имеют выраженную тахикардию (ЧСС более 91 уд/мин) [171, 194]. По данным А.И. Сафроновой выявлены более высокие показатели ЧСС у учащихся - гимназистов по сравнению с учащимися из обычной школы в возрасте 7-10 лет на 5,94 уд/мин и в 11-14 лет на 4,36 уд/мин, а в возрасте 15-17 лет, наоборот, ЧСС у гимназистов становится меньше на 6,47 уд/мин [196]. Другие авторы не находят существенных отличий по ЧСС у учащихся в зависимости от типа учреждения и отмечают их соответствие возрастным нормативам [78, 125, 206].
В большинстве работ говорится, что подростки с повышенной ДА имеют более редкий ритм сердечных сокращений в отличие от их сверстников [74, 87, 144, 231, 235, 245], имеющих обычный двигательный режим. Однако в некоторых работах отмечено отсутствие существенных отличий по ЧСС у школьников в зависимости от ДА до 17-18 лет. Авторы отмечают даже повышение ЧСС у подростков, занимающихся дополнительной физической активностью по сравнению с обычным двигательным режимом, что, в основном, связывают с повышенной учебной и физической нагрузкой [158, 159, 168].
Важным показателем функционального состояния ССС является артериальное давление (АД) [51, 188, 227, 247, 267, 269]. Известно, что уровень АД находится в определенной зависимости от возраста, пола, наследственной предрасположенности и конституциональных особенностей организма, этнических и климатогеографических факторов, социально-гигиенических условий, показателей физического развития, образа жизни, времени года и суток [28, 188, 269, 227, 241, 247, 267]. Продолжающееся формирование нейрогуморального звена регуляции в период полового созревания оказывает существенное влияние на показатели физического развития и уровень АД у подростков [188, 201]. В процессе развития отмечается повышение АД, наибольший уровень которого выявляется у лиц женского пола в 13-14 лет и в 18 лет у представителей мужского пола, а окончательное установление (стабилизация) показателей наступает в период от 15 до 21 года [28, 183, 188]. В 15 - 18 лет уровень систолического (САД) и диастолического (ДАД) у лиц мужского пола выше, чем у лиц женского пола на 5 - 13 мм рт. ст. (4,27- 10,57 %) и 4 - 2 мм рт.ст. (5,55 – 1,4 %) соответственно [32, 55, 66, 68, 94, 169, 188]. В то время как другие исследователи отмечают меньшую разницу АД или отсутствие половых отличий [45, 120, 163, 170, 199].
В подростковом периоде преобладают симпатические влияния на организм, что способствует повышению АД и спастическим сосудистым реакциям [28, 141]. В этих условиях любой неблагоприятный фактор способствует усилению симпатических влияний на сердце и сосуды. Имеются сведения о повышении, либо о снижении АД у школьников к концу учебного года[28, 31, 163]. В последние годы наметилась тенденция к увеличению распространенности повышенного (5,5 - 52,5 %) и высокого уровня АД (8,7-15,0%) как среди городских, так и сельских подростков, с увеличением доли в старших классах и среди юношей [8, 14, 94, 103, 111, 169, 194, 198, 231]. Современные школьники отличаются склонностью к дистонии, так как центильное распределение САД отличается высокими долями сниженных и низких значений (35,5 %), а ДАД – большими долями высоких и очень высоких значений (39,8 %) [72, 94, 194, 206]. Имеются работы, в которых фиксируется снижение распространенности повышенного и высокого АД и соответствие показателей возрастным нормативам [68, 125, 136, 170, 247].
Методы исследования системы внешнего дыхания
Согласно полученным данным, длина тела (ДТ) у лиц мужского пола превышает соответствующий показатель лиц женского пола на 13,50-13,95 см (8,3-8,5%, р 0,001), а масса тела (МТ) на 8,05-8,85 кг (14,4-15,7%, р 0,001) (прилож.,табл.7).
Выявлены статистически значимые половые отличия и по показателю поверхности и плотности тела. У лиц мужского пола плотность тела выше, чем у лиц женскгого пола: медиана составляла соответственно 1,0000 и 0,99 (р=0,001). Площадь поверхности тела также выше у представителей мужского пола: отличия составили 0,18-0,20 м (11,2-12,4%, р 0,001).
По абсолютным значениям обхватных размеров тела показатели школьников мужского пола превышают уровень девушек: ОГК вдоха на 7,6-8,5%; ОГК на выдохе на 6,3-7,4%; ОГК в паузе на 6,7-8,2 %; обхвате талии на 7,4-6,7% в начале и конце учебного года соответственно. Однако по относительным показателям обхватных размеров тела (по отношению к длине тела) и индексу Эрисмана статистически значимых половых различий не выявлено.
Проведен анализ ряда индексов туловища, позволяющих оценить как процессы роста, так и гармоничность развития школьников. У лиц мужского пола 15-17 лет показатели индекса ширины плеч и грудной клетки выше, чем у лиц женского пола на 5,03% и 4,21% соответственно, а индекс ширины таза ниже, чем у девушек на 8,57%. При этом статистически значимые различия массо-ростовых индексов Кетле (р 0,001) и ИМТ являются минимальными, а их уровень свидетельствует о наличии ростовых процессов в этом возрасте (прилож., табл. 7).
Индекс Пинье, характеризующий крепость телосложения, у представителей мужского пола ниже, чем у лиц женского пола на 1,40-2,60 у.е. (5,1-9,8%, р 0,001). Согласно существующей классификации можно говорить о средней крепости телосложения старшеклассников мужского пола к концу учебного года, а для их свертниц характерна слабая крепость телосложения в течение всего года [212].
Анализ обхватных размеров тела показал следующее. Медианы основных обхватных размеров у лиц мужского пола выше, чем у лиц женского пола: плечо на 8,00%, предплечье на 8,46%, запястье на 5,88%, лодыжек на 4,17%, грудной клетки на 11,31%. Обхват бедра у лиц женского пола по сравнению с представителями мужского пола выше на 7,45%, по размеру голени половых различий не выявлено. Эти данные свидетельствуют о формировании формы тела соответственно по женскому или мужскому типу (рис.1).
Формирование организма и его соматометрических параметров в подростковом и юношеском возрасте по половому признаку прослеживается по дистальным диаметрам (плеча, предплечья, бедра, голени), а также поперечного (ПДГК) и переднезаднего размеров грудной клетки (ПЗРГК). Половые отличия выявлены по дистальному диаметру плеч (11,59%, р 0,001), запястья (11,32%, р 0,001), лодыжка (8,22%, р 0,001), ПДГК (5,77%, р 0,001), ПЗРГК (5,29%, р 0,001), преобладающих у лиц мужского пола, в то время как у лиц женского пола диаметр таза больше (2,04%, р=0,498).
Оценка компонентного состава тела дает ценную информацию о состоянии физического развития организма [148]. Согласно полученным данным, абсолютные показатели всех компонентов сомы имеют статистически значимые половые отличия (рис. 2). Так, у представителей мужского пола абсолютная масса костной ткани (АМКТ) на 2,6 кг выше, чем у лиц женского пола, абсолютная масса мышечной ткани (АММТ) также преобладает на 3,2 кг. У лиц женкого пола абсолютная масса жировой ткани (АМЖТ) превысила показатель старшеклассников мужского пола на 4,2 кг (квартили составили [4,9-8,4]и [8,7-13,2]). В возрастном аспекте значимых изменений не наблюдалось.
. Медианы абсолютных значений (кг) компонентного состава сомы у школьников старших классов. Примечание: - достоверность половых отличий при р 0,05. Анализ процентного соотношения абсолютных масс соответствующих компонентов в структуре тела подростков и лиц юношеского возраста выявил статистически значимое (р 0,001) преобладание АМКТ в составе массы тела у старшеклассников мужского пола по сравнению с их свертницами на 15,05% (рис. 3). Интервал квартилей для лиц мужского пола составил [17,2-19,6], а для лиц женского пола [15,0-16,6]. Процентное содержание мышечного компонента сомы у старшеклассников близко к показателю их свертниц, различия составили лишь 2,13% (р 0,05). Интервал квартилей процентного содержания АММТ составил для представителей мужского пола [54,8-58,4], а для лиц женского пола [55,0-59,7]. Процент содержания жира у лиц женского пола выше (р 0,01), чем у представителей мужского пола на 85,58%, интервал квартилей соответственно составил [16,42-21,79] и [8,04-12,37]. Статистически значимых отличий перечисленных показателей в различных возрастных группах школьников не выявлено.
Жировая ткань - это наиболее лабильный соматический компонент, быстро реагирующий на воздействие различных эндо- и экзогенных факторов, в том числе и психогенных [1]. Анализ размера толщины жировых складок у обследованных подростков показал следующее (рис. 4). Статистически значимых отличий между отдельными возрастными группами не выявлено, что позволило нам объединить группы школьников только по половому признаку и обсуждать характер распределения жирового компонента в организме в целом в данном возрастном периоде.
У лиц женского пола толщина подкожно-жировой складки больше, чем у лиц мужского пола: на плече спереди (+166,67%, р 0,001), на плече сзади (+100%, р 0,001), на животе (+85,71%, р 0,001), на бедре (+85,71%, р 0,001), голени (+77,78%, р 0,001), предплечье (+75,0%, р 0,001) и на спине (+60,0%, р 0,001). Следовательно, школьницы имеют более высокое содержание жирового компонента тела, как по абсолютным, так и относительным величинам, а распределение жира в подкожном слое свидетельствует о формировании размеров тела, соответствующих женскому типу. Это прослеживается и на показателях обхватных размеров частей тела, представленных ранее на рисунке 1.
Таким образом, проведенные исследования позволили выявить половые отличия соматометрических показателей и компонентного состава тела у подростков 15-18 лет. Выявлен половой диморфизм показателей, отражающих их физический статус. Установлено, что старшеклассницы по сравнению с представительницами средней полосы России имеют одинаковые интервалы средних показателей длины тела (она ниже, чем у юношей), а старшеклассники г. Железногорска выше, чем их сверстники г. Москвы [220]. Масса тела у лиц мужского пола 15-18 лет превышает соответствующий показатель у лиц женского пола и соответствует возрастным нормативам средней полосы России [52, 63, 134, 155, 162, 194]. Установлено, что на протяжении этого возрастного периода представители мужского пола характеризуются более высокими показателями массивности скелета, что подтверждается высокими абсолютными и относительными значениями костной и мышечной ткани. Формирование тела по мужскому или женскому типу на исследуемом отрезке онтогенеза прослеживается по обхватным размерам отдельных частей тела (преобладание у лиц женского пола обхвата ягодиц и бедра), а также более высоким значениям у представителей мужского пола дистальных размеров плеч, запястья и поперечного и переднезаднего размеров грудной клетки и низкими показателями диаметра таза. Широкие диапазоны изменения показателей исследуемых компонентов тела (интервалы квартилей) характеризуют индивидуальные процессы роста и развития подростков и лиц юношеского возраста.
Согласно полученным данным, у всех обследуемых школьников, независимо от пола и ДА отмечена положительная динамика по показателям массы тела, длины тела, поверхности тела, длины тела сидя. Однако статистически значимых отличий между группами не выявлено. В конце учебного года выявлены статистически значимые различия массо-ростовых индексов Кетле (р 0,001) и ИМТ и их уровень у лиц с повышенной ДА превышает показатели контрольной группы (прилож., табл.8, табл. 9).
Сравнительная характеристика показателей сердечнососудистой системы у старшеклассников, обучающихся по программе с углубленным изучением отдельных предметов и находящихся на различном двигательном режиме
Основные показатели центральной гемодинамики у обследованных групп представлены в приложении, таблица 14.
Как известно, артериальное давление является ведущей физиологической константой, обеспечивающей стабильный кровоток и отражающей насосную функцию сердца. Согласно полученным данным, у школьников, независимо от пола, уровень САД снижается к концу учебного года по сравнению с сентябрем. У лиц мужского пола, независимо от периода обследования, САД превышает показатели лиц женского пола (прилож., табл. 14). Исходный уровень ДАД у школьников не имеет значимых половых отличий, однако, в конце учебного года показатели ДАД у старшеклассниц снижаются (медиана на 4,5 мм рт. ст. меньше), в то время как у страшеклассников этот показатель стабилен в течение всего года. Расчет АДср показал, что данная физиологическая константа является стабильной у лиц мужского пола и превышает показатели лиц женского пола на протяжении всего исследуемого периода.
Согласно полученным данным, у школьников независимо от пола и периода обследования преобладает доля лиц с нормальным уровнем АД. К концу учебного года у старшеклассниц статистически значимо увеличивается частота встречаемости лиц с нормальным уровнем АД (на 11,6%, р 0,05) и превышает(p 0,01) данный показатель у старшеклассников на 14,86% (рис. 14). Следует отметить, что к концу учебного года доля лиц с нормальным высоким АД снижается в обеих группах (в большей степени у лиц женского пола). Вместе с тем у представителей мужского пола возрастает (р=0,058) доля лиц с гипертензией (свыше 95 процентиля) на 6,70% (рис. 14) [69, 141, 188].
Условные обозначения: - внутригрупповые различия в динамике при р 0,05; м- межгрупповые различия при р 0,05. Ведущим гемодинамическим показателей является минутный объем кровообращения (МОК), напрямую зависящий от уровня потребности организма в кислороде. Медиана МОК в исследуемых группах не имеет значимых половых отличий. Однако, абсолютные показатели МОК по отношению к должной величине у старшеклассников мужского пола ниже (р 0,001), чем у старшеклассниц. МОК определяется такими составляющими, как СО и ЧСС. Согласно полученным данным, у обследованных школьников СО является величиной стабильной, не зависящей от пола и периода обследования (прилож., табл. 14). В то время, как ЧСС у лиц мужского пола ниже, чем у лиц женского пола на протяжении всего учебного года (р 0,01). Наиболее частый сердечный ритм у школьников отмечен в начале учебного года. Согласно данным у всех обследуемых групп, независимо от пола, к концу учебного года снижается (р 0,05) доля лиц с умеренной тахикардией (81-109 уд/мин) и возрастает (р 0,05) доля лиц с умеренной брадикардией (51-64 уд/мин) в 1,59-1,65 раза. При этом у старшеклассниц на протяжении всего учебного года преобладает (64,2-62,9%) доля лиц с нормальным уровнем ЧСС (65-80 уд/мин) (64,2-62,9%), а у старшеклассников к концу учебного года - доля лиц с умеренной (62,3%) и выраженной брадикардией (10,1%) [123].
Общее периферическое сопротивление сосудов (ОПСС) и удельное сопротивление сосудов (УПС) в обеих группах являются относительно стабильными в течение года, но у представителей мужского пола уровень этих показателей (р 0,01) выше, что по мнению ряда авторов, является отражением гетерохронности развития ССС в подростковом и юношеском периоде онтогенеза [28, 141, 163, 183, 188].
Расчет относительных показателей, таких как сердечный индекс (СИ) и ударный индекс (УИ) свидетельствует о более интенсивной сердечной деятельности у лиц женского пола [147].
Двойное произведение (ДП), как показатель, отражающий силу сокращений сердца, свидетельствует о более выраженной сердечной деятельности у представителей мужского пола и снижается (р 0,05) к концу учебного года в обеих описываемых группах (прилож., табл. 14).
Выявлена динамика вегетативного индекса Кердо (ВИК) в процессе обучения. Если в начале учебного года среди лиц мужского пола преобладали школьники с ваготонией (42,4%) и нормотонией (38,8%), а среди лиц женского пола - с нормотонией (43,6%) и ваготонией (28,4%), то к концу учебного года в обеих группах эта тенденция сохраняется и снижается доля лиц с симпатотонической реакцией на 5,0-7,9%.
Показатели ЭКГ отражают электрические процессы, происходящие в сердечной мышце. В начале учебного года выявлены половые отличия во временных характеристиках (прилож., табл. 15). Так, у старшеклассников отмечены более длительные интервалы QRS и T. В течение учебного года у них выявлено снижение длительности корригированного интервала электрической систолы (QTс) и амплитуд зубцов Q и R. У старшеклассниц увеличивается длительность зубца R и снижаются амплитуды зубцов Р, Q, R, Т. К концу учебного года половые отличия сохраняются. Кроме этого, у представителей мужского пола по сравнению с женским удлиняются длительности зубцов Р, S и увеличиваются амплитуды зубцов желудочкового комплекса S и Т.
Использование комбинированной пробы Пашона-Мартине показало следующее. В конце обучения у старшеклассников мужского пола снижается ЧСС на 1, 2, 3 минуте восстановления после нагрузки по сравнению с исходным уровнем и значимо ниже, чем у старшеклассниц (рис. 15). Это свидетельствует о более быстром восстановлении ЧСС после стандартной нагрузки. При переходе из положения лежа в положение стоя (ортостаз) отличий по ЧСС невыявлено.
