Содержание к диссертации
Введение
1. Современное состояние проблемы адаптации школьников к учебным нагрузкам в условиях традиционных и инновационных технологий обучения (обзор литературы) 13
1.1. Адаптация - актуальная проблема возрастной физиологии .14
1.2. Особенности адаптации детей к инновационным формам обучения 19
1.3. Сердечно-сосудистая система как индикатор адаптационных возможностей организма и особенности ее деятельности у детей и подростков в возрасте от 7 до 17 лет 27
1.4. Двигательная активность и ее биологическое значение 42
1.5. Физическая работоспособность и факторы ее характеризующие 47
1.6. PWC17o~ интегративный показатель физической работоспособности и аэробной производительности школьников. 50
2. Материал и методы исследования 56
.2.1. Общая характеристика исследований 56
2.2. Определение физического развития 59
2.3. Определение физической работоспособности 60
2.4. Метод вариационной пульсометрии (кардиоинтервалография) 61
2.5. Биохимический анализ катехоламинов в моче 64
2.6. Методы статистической обработки результатов исследований 66
2.7. Корреляционный анализ 67
3. Динамика показателей физического развития сердечного ритма и симпато-адреналовой системы в течение учебного года у детей, начавших обучение с 6 и 7 лет 68
3.1. Динамика показателей физического развития в течение учебного года у детей, начавших обучение с 6 и 7 лет 69
3.2. Динамика показателей сердечного ритма в течение учебного года у детей, начавших обучение с 6 и 7 лет 91
3.3. Динамика показателей симпато-адреналовой системы
в течение учебного года у детей, начавших обучение с 6 и 7 лет. 111
3.4. Динамика корреляционных связей между показателями физического развития, сердечного ритма и симпато-адреналовой системы 125
4. Динамика показателей физического развития и сердечного ритма у детей, обучающихся в прогимназии и гимназии 130
4.1. Динамика показателей физического развития и сердечного ритма у детей 1-го-2-го классов, обучающихся в прогимназии .ЛЗІ
4.1.1. Динамика показателей физического развития 131
4.1.2. Динамика показателей сердечного ритма 137
4.1.3. Корреляционные связи между показателями физического развития и сердечного ритма у детей 1-го - 2-го классов,
обучающихся в прогимназии 147
4.2 Динамика показателей физического развития и сердечного
ритма у детей 1-го-3-го классов обучающихся в гимназии 150
4.2.1.Динамика показателей физического развития 150
4.2.2. Динамика показателей сердечного ритма 153
4.2.3. Динамика корреляционных связей между показателями сердечного ритма и физического развития 164
5. Особенности адаптации у школьников при различных формах обучения (результаты лонгитудинальных исследований) 171
5.1. Влияние формы обучения на динамику физического развития и сердечного ритма у детей в 3-м классе 172
5.1.1. Динамика физического развития и сердечного ритма у детей 3-го класса в условиях традиционной формы обучения 172
5.1.2. Динамика физического развития и сердечного ритма у детей, обучающихся в 3-м классе с активным двигательным режимом 189
5.1.3. Динамика физического развития и сердечного ритма у детей,. обучающихся по системе Л. В. Занкова, обучение с 6-ти лет 208
5.2. Влияние формы обучения на динамику показателей физического развития и сердечного ритма у детей в 5-м классе...221
5.2.1. Особенности физического развития и сердечного ритма школьников, обучающихся по традиционной программе 221
5.2.2. Особенности физического развития и сердечного ритма школьников, обучающихся в гуманитарном классе 224
5.2.3. Особенности физического развития и сердечного ритма школьников, обучающихся в математическом классе 227
5.3. Влияние формы обучения на динамику показателей физического развития и сердечного ритма у школьников в 6-м классе 233
5.3.1. Особенности физического развития и сердечного ритма школьников, обучающихся по традиционной программе 233
5.3.2. Особенности физического развития и сердечного ритма школьников, обучающихся в гуманитарном классе 240
5.3.3. Особенности физического развития и сердечного ритма школьников, обучающихся в математическом классе 245
5.3.4. Особенности физического развития и сердечного ритма школьников в условиях активного двигательного режима 257
5.4. Влияние формы обучения на динамику показателей физического развития и сердечного ритма у учащихся 7-го класса 265
5.4.1. Особенности физического развития и сердечного ритма школьников, обучающихся по традиционной программе 265
5.4.2. Особенности физического развития и сердечного ритма школьников, обучающихся в гуманитарном классе 275
5.4.3. Особенности физического развития и сердечного ритма школьников в условиях активного двигательного режима 285
5.5. Влияние формы обучения на динамику показателей физического развития и сердечного ритма у школьников 8-го класса 297
5.5.1. Особенности физического развития и сердечного ритма школьников, обучающихся по традиционной программе 297
5.5.2. Особенности физического развития и сердечного ритма школьников, обучающихся в гуманитарном классе 305
5.5.3. Особенности физического развития и сердечного ритма
школьников в условиях активного двигательного режима 309
Обсуждение результатов исследований 318
Заключение 331
Выводы 333
Список литературы 335
- Адаптация - актуальная проблема возрастной физиологии
- Метод вариационной пульсометрии (кардиоинтервалография)
- Динамика показателей сердечного ритма в течение учебного года у детей, начавших обучение с 6 и 7 лет
- Динамика показателей физического развития и сердечного ритма у детей 1-го-2-го классов, обучающихся в прогимназии
Введение к работе
Изменения образовательных стратегий и технологий в современной школе, как правило, проводятся без соответствующего физиологического мониторинга, без учета функциональных и адаптивных возможностей учащихся. В связи с этим содержание и методики образовательных программ должны быть приведены в соответствие с морфофункциональными возрастными особенностями организма школьников, чтобы добиться эффективности и избежать утомления в процессе обучения. Поэтому проблема адаптации школьников к учебным и физическим нагрузкам как в условиях традиционных, так и новых технологий обучения является ведущей в исследованиях по возрастной физиологии и актуальной (Антропова М.В. и др., 1979,1988,1991,2003; Безруких М.М., 1984; Федоров А.И. и др., 2002; Вахитов И.Х. и др., 2003). В настоящее время стало достаточно очевидным, что для целей педагогики требуется всестороннее и комплексное изучение целостного функционирования организма ребенка каждый год жизни в условиях естественной школьной среды, под воздействием которой происходит его формирование как индивида (Безруких М.М., Сонькин В.Д., 2002, 2004). Важно отметить, что большинство детей обучается в условиях традиционного режима. При этом общим недостатком, за редким исключением, оказывается ограничение двигательной потребности, уменьшение времени активного отдыха на свежем воздухе (Заруба Н.А., Никифорова О.А., 1997; Менькова СВ., 1998; Науменко СИ., 1995; Никифорова О.А. и др., 1997).
Внимание исследователей привлекает проблема оптимизации двигательной активности учащихся при различных формах обучения (Аршавский И.А., 1967; Абзалов Р.А., 1985; Калюжная Р.А., 1973; Хрущёв СВ., 1980; Ванюшин Ю.С, 1998).
Интенсивные умственные нагрузки являются мощным стрессорным фактором, вызывающим у учащихся перестройку гемодинамики, снижение функциональных резервов сердечно-сосудистой системы, адаптационных возможностей организма (Агаджанян Н.А. и др., 1997), ведут к вегетативным дисфункциям (Новоселова Е.И. и др., 2000).
Широкое внедрение педагогических нововведений с особой остротой определяет проблему здоровья школьников. Влиянию экспериментальных форм обучения на состояние здоровья школьников посвящено достаточно много работ (Безруких М.М., 1998; Антропова М.В. и др., 1998; Степанова М.И. и др., 2000; Пляскина И.В., 2000; Сердюковская Г.Н. и др., 2000; Смирнова А.В., 2001; Батенкова И.В., 2001; Безруких М.М., Сонькин В.Д., 2002). Но вместе с тем практически отсутствуют лонгитудинальные исследования по влиянию различных образовательных технологий на адаптивные возможности развивающегося организма. В связи с этим весьма актуальным на современном этапе развития общества является вопрос о возможности профилактики негативных последствий для здоровья школьников при использовании новых образовательных технологий.
Атмосфера школьного обучения, складывающаяся из совокупности умственных, эмоциональных и физических нагрузок, предъявляет новые, усложнённые требования к состоянию здоровья школьников. При этом важным является то, чтобы экспериментальные формы обучения способствовали не только интеллектуальному развитию, но и повышали адаптивность учащихся и увеличивали резервы их здоровья (Ситдиков Ф.Г. и др., 1986; Казначеева Л.Ф., Ростовцева Е.Е., Ландайс Я.Я., 1999; Воронцова В.Г., Колбанов В.В., 1995; Батенкова И.В., 2001).
Инновационные программы, в том числе и концепция Л.В. Занкова, делают акцент на развитие у детей методов эмпирического познания, т.е. усвоение информации путём самопоиска. Несмотря на продуктивность нетрадиционных форм обучения, физиологов интересует "цена" адаптации в условиях учебной деятельности и, как следствие, общее развитие ребёнка в
течение учебного процесса. Следовательно, все выше сказанное определяет актуальность работы, теоретическую и практическую значимость выдвигаемых в ней проблем.
Научная гипотеза:
Лонгитудинальное исследование особенностей физического развития и сердечного ритма школьников в возрасте от 6 до 15 лет непосредственно в течение учебного года позволит оценить функциональное состояние организма и его адаптивные возможности и обосновать способы укрепления их здоровья. Кроме того, подобные исследования определяют возможность прогноза развития организма школьников в условиях введения новых образовательных технологий, а значит, и характеризуют позитивность и негативность апробируемой системы обучения.
Цель исследования - в процессе лонгитудинальных исследований выявить возрастно-половые особенности адаптации школьников в возрасте от 6 до 15 лет к новым образовательным технологиям.
Задачи исследования:
Исследовать особенности сердечного ритма, симпато-адреналовой системы, физического развития у детей на протяжении с 1-го по 3-й классы, начавших обучение с 6 и 7 лет.
Изучить возрастно-половые особенности физического развития школьников в возрасте с 6 до 15 лет в условиях традиционной формы обучения и новых образовательных технологий.
Выявить возрастно-половые особенности динамики показателей вариационной пульсометрии у школьников на протяжении с 6 до 15 лет в условиях традиционной формы обучения и новых образовательных технологий.
Изучить степень взаимосвязи и взаимообусловленности антропометрических данных и показателей сердечного ритма у школьников в процессе лонгитудинальных исследований с 6 до 15 лет.
Научная новизна. Впервые проведены комплексные
лопгитудинальные исследования физического развития, сердечного ритма и симпато-адреналовой системы у детей, начавших обучение с 6-7 лет. Показано, что к концу третьего года обучения у них выявлено напряжение механизмов адаптации.
Установлено, что в условиях традиционной формы обучения у мальчиков наблюдается напряжение регуляторных механизмов и дезадаптация, что выражается усилением симпатических влияний на сердечный ритм, увеличением индекса напряжения и снижением экскреции катехоламинов, особенно у мальчиков. При использовании активного двигательного режима приспособительная реакция достигается большей «ценой» у девочек. Высокая активность и лабильность механизмов адаптации установлены у детей, обучающихся по системе Л.В. Занкова.
Впервые показано, что у детей, обучающихся в прогимназии (обучение с 7 лет) и гимназии (обучение с 6 лет) в первом классе по показателям сердечного ритма наблюдается значительное снижение адаптивных возможностей, на что указывает увеличение к концу 3-го года обучения как среди мальчиков, так и девочек процента ваготоников.
Впервые выявлено, что условия новых образовательных технологий приводят к функциональному напряжению деятельности сердечнососудистой системы и ее регуляторных механизмов, снижению адаптационно-компенсаторных реакций у школьников на протяжении с 10 до 15 лет. Наиболее существенные изменения адаптационных процессов выявлены у мальчиков 5-го математического класса, у девочек 7-го и у мальчиков 8-го гуманитарного класса, у школьников обеих половых групп 7-го спортивного класса.
Установлено, что у детей младших школьников адаптационные механизмы наиболее напряжены в условиях традиционной формы обучения, а в среднем школьном возрасте - при интенсификации учебной деятельности. К концу 8-го класса выявлено положительное влияние на процессы
адаптации активного двигательного режима. У большинства детей среднего школьного возраста наибольшая плотность корреляционных связей выявлена в начале учебного года, в то время как к концу года их количество значительно снижается, возникают новые корреляционные взаимосвязи или практически отсутствуют, что свидетельствует о напряжении механизмов адаптации и нарастании утомления.
Научно-практическая значимость. Полученные результаты расширяют представление о влиянии различных форм образовательной деятельности на адаптивные возможности детей и подростков. Результаты исследований выявляют диапазон знаний в области создания модели изучения адаптивных возможностей развивающегося организма, что позволяет спрогнозировать возникновение функционального напряжения на отдельных этапах онтогенеза. Полученные данные имеют большую практическую ценность в плане проведения физиолого-гигиенического мониторинга физической работоспособности и состояния здоровья школьников в условиях новых образовательных технологий. При этом очень важно оценить инновационные образовательные технологии, выявить негативные тенденции традиционных и экспериментальных образовательных режимов.
Проведенные лонгитудинальные исследования позволят создать с учетом онтогенетических особенностей эффективную концепцию построения умственных и физических нагрузок с целью обеспечения должного уровня здоровья и сохранения благоприятной динамики умственной и физической работоспособности детей и подростков. При этом также возможна оценка функционального состояния сердечно-сосудистой и симпато-адреналовой системы в условиях новых образовательных программ с целью прогнозирования состояния регуляторных систем и степени их напряжения.
Результаты исследования служат базой данных возрастных нормативов и рекомендованы для контроля школьным врачам, тренерам.
Основные положения диссертации изложены в монографии «Физиология кровообращения», получившей Гриф УМО по классическому образованию и читаемой в виде спецкурса «Физиология кровообращения» (авторская программа) студентам естественного факультета Адыгейского госуниверситета. Материалы работы использованы при написании учебного пособия «Основы анатомии и физиологии детей и подростков», вышедшего под Грифом УМО. Результаты работы были учтены при написании методического пособия «Физиология кровообращения» для студентов естественного факультета.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Показатели сердечной деятельности и экскреции катехоламинов до и
после физической нагрузки, а также физического развития у детей, начавших
обучение как в 6, так и 7 лет, указывают на усиление метаболических
процессов, гемодинамические изменения и развитие реакции напряжения,
которые наиболее ярко проявляются у мальчиков к концу третьего года
обучения. Высокая активность и лабильность механизмов адаптации
установлены у младших школьников, обучающихся по системе Л.В. Занкова.
2. Специфические условия новых образовательных технологий
приводят к функциональному напряжению деятельности сердечно
сосудистой системы и ее регуляторных механизмов, снижению
адаптационно-компенсаторных реакций у школьников на протяжении с 6-ти
до 15 лет. Наиболее существенные изменения адаптационных процессов
выявлены у мальчиков 5-го математического класса, у девочек 7-го и у
мальчиков 8-го гуманитарного класса, у школьников обеих половых групп 7-
го спортивного класса.
3. Лонгитудинальное исследование показателей физического развития
и состояния сердечно-сосудистой системы у школьников на протяжении с 6-
ти до 15 лет свидетельствует о нарушении их адаптивных возможностей, что,
несомненно, ведет к ухудшению состояния здоровья учащихся в условиях
интенсификации учебного процесса и гиподинамии. В школах, где
используются новые формы организации учебного процесса (лицеи, гимназии, школы с углубленным изучением ряда предметов и т.д.) должна проводиться комплексная системная работа с учетом онтогенетических особенностей растущего организма по обеспечению санитарно-гигиенических норм внутришкольной среды.
Апробация и внедрение результатов работы. Материалы диссертации докладывались на научных конференциях и симпозиумах: на Международных симпозиумах и конференциях (Ижевск, 2003; Майкоп, 1997,1999,2003; Новосибирск, 1999; Москва, 2004), а также Всесоюзных и Всероссийских научных конференциях и симпозиумах (Москва, 1990; Казань, 1991, 1994, 1996, 1998, 2000, 2002; Карачаевск, 1996; Пятигорск, 1996; Ставрополь, 2001), на Всесоюзных и республиканских научно-практических конференциях и симпозиумах (Казань, 1991; Самара, 1993; Майкоп, 1995, 1997, 1998, 1999, 2000; Казань, 1996, 1998; Набережные Челны, 1997; Санкт-Петербург, 1999), на ежегодных конференциях Южно-Российского региона (Карачаевск, 1995; Майкоп, 1997, 2000, 2004; Ростов-на-Дону, 1999; Нальчик, 2002).
Имеются 3 акта внедрения результатов научных исследований в практику и 1 акт внедрения в учебный процесс.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 1 монография, 37 научных работ.
Объем и структура диссертации.
Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, изложения собственных экспериментальных данных и обсуждения результатов, выводов и списка литературы. Работа изложена на 380 страницах, иллюстрирована 42 таблицами и 171 рисунком. Библиографический указатель включает 407 источников, из них 339 работ отечественных авторов и 68 - иностранных.
Адаптация - актуальная проблема возрастной физиологии
Начальный период обучения в школьных учебных заведениях является как в социальном, так и в физиологическом отношении моментом очень ответственным в жизни детей. Новые условия обучения, высокая суммарная учебная нагрузка, большой объем и сложность материала, которым должен обладать ребенок, предъявляют еще незрелому организму повышенные требования. Поэтому в процессе учебных занятий создаются достаточные предпосылки для утомления обучающихся, и следствием этого должно быть включение защитно-приспособительных реакций (Крупская С.Г., Олифер Л. Д., 1993).
На этом фоне существенное значение приобретает поиск путей улучшения состояния здоровья и повышения работоспособности и адаптационных резервов детского организма. Это достаточно сложная проблема, связанная с внедрением в инфраструктуру процесса школьного обучения здоровьесберегающих технологий, особенно с учетом статистических фактов, свидетельствующих об обвальном характере падения здоровья нации на популяционном уровне (Агаджанян Н.А. и др., 1999; Ермакова Н.В., 1999).
Способность организма адаптироваться к изменяющимся условиям среды и поддерживать оптимальное состояние гомеостаза является одним из важнейших показателей состояния здоровья. Чем выше адаптационные возможности организма, тем более надежна его защита от болезни. В зависимости от резервных возможностей организма, являющихся «генетическим багажом здоровья», приспособительные реакции протекают по-разному. Снижение функциональных резервов организма ведет к напряжению его регуляторных систем, что предшествует состоянию дезадаптации и срыву адаптации, определяются как донозологические состояния (Баевский P.M., 1979, 1987; Казначеев В.П., 1980; Баевский P.M. и др., 1996). Донозологические состояния отличаются более высоким, чем в норме, напряжением регуляторных систем, что ведет к повышенному расходованию функциональных резервов организма (Баевский P.M., Берсенева А.П., 2001).
Согласно современным представлениям, физиологическая адаптация — устойчивый уровень активности и взаимосвязи функциональных систем, органов и тканей, а также механизмов их регуляции и управления. Она обеспечивает нормальную жизнедеятельность организма и трудовую активность человека в новых условиях существования, способность к воспроизведению здорового потомства (Агаджанян Н.А. и др., 1997, 1998; Гудкова Л.К., 1998; Агаджанян Н.А., 2001).
В.П. Казначеев (1980) определил физиологическую адаптацию как процесс поддержания функционального состояния гомеостатических систем и организма в целом, обеспечивающий его сохранение, развитие, работоспособность и максимальную продолжительность жизни в неадекватных условиях среды. Значительный вклад в развитие современной теории адаптации внесли работы ряда ученых, в том числе Г. Селье (1960), Анохина П.К. (1973, 1975), Баевского P.M. (1979, 1984), Меерсона Ф.З. (1981), Медведева В.И. (1998), Агаджанян Н.А. и др. (1997, 1998), Гудкова Л.К. (1998), Агаджанян Н.А. и др. (2001) и другие.
Процесс адаптации складывается их четырех последовательных фаз (Агаджанян Н.А. и др., 1997, 1998):
1. Фаза аварийной острой адаптации — развивается в самом начале действия как физиологического, так и патогенного фактора или измененных условий внешней среды. При этом в первую очередь реагуриют системы кровообращения и дыхания. Всем этим управляет центральная нервная система с вовлечением таких гормонов, как катехоламины, что сопровождается повышенным тонусом симпатической нервной системы. В аварийной фазе повышенная активность вегетативных систем протекает некоординированно, с элементами хаотичности и избыточности. Вся фаза в целом носит как бы поисковый характер и представляется, как попытка адаптироваться к новому фактору или новым условиям, главным образом за счет органных и системных механизмов.
2. Фаза, переходная к устойчивой адаптации. Она характеризуется уменьшением общей возбудимости центральной нервной системы, формированием функциональных систем, обеспечивающих управление процессами адаптации к возникшим новым условиям. В ходе этой фазы приспособительные реакции организма постепенно переключаются на более глубокий тканевой и клеточный уровни.
3. Фаза устойчивой адаптации, или резистентности. Она и является собственно адаптацией и характеризуется повышенным синтезом структурных и ферементативных белков и мобилизацией иммунных систем. В этой фазе организм приобретает неспецифическую и специфическую резистентность - устойчивость организма.
4. Фаза дезадаптации (истощения или утраты адаптации). Переключение реактивности орагнизма на новый уровень протекания при определенном напряжении управляющих систем. Это напряжение называется «ценой адаптации» (Агаджанян Н.А. и др., 1997, 1998, 2001; Агаджанян Н.А., Ермакова Н.В., 1997; Воронцов В.А., 1998; ГораЕ.П., 1999).
Таким образом, общей стратегией организации адаптивных реакций организма с обязательным участием вегетативной нервной системы является повышение гомеостати ческой устойчивости, гармонизация межсистемных отношений и снижение энергетических затрат на адаптацию. Регуляция функций протекает тем совершенней, чем больший диапазон возможностей предоставляют организму границы его физиологической нормы, чем больше физиологические резервы организма (Агаджанян Н.А., Бутова О.А. и др., 1998; Пушкарев Ю.П. и др., 1999). Состояние дезадаптированности рассматривается как «плату» за адаптацию и ведет к появлению патологических изменений в организме.
Метод вариационной пульсометрии (кардиоинтервалография)
Метод вариационной пульсометрии (гистографический анализ) является способом математического анализа ритма сердца. В основе метода лежит кардиоинтервалограмма, которая объединяет техническое обеспечение регистрации сердечного ритма и систему ее развернутого анализа. Метод вариационной пульсометрии базируется на математическом анализе вариативности синусового сердечного ритма, который выступает в качестве индикатора адаптационно-компенсаторной деятельности целостного организма (Баевский P.M., 1979; Баевский P.M., Кириллов О.И., Клецкин С.З., 1984). Это обусловлено ведущей ролью системы кровообращения в приспособительных реакциях организма, которые сводятся к обеспечению необходимого уровня энергетических и метаболических процессов.
Методика исследований ритма сердечных сокращений заключалась в непрерывной регистрации электрокардиограммы при помощи электрокардиографа «Малыш» в течение 3-4 минут. После 10 - 15 минутного отдыха регистрировалось 128 R - R комплексов во II стандартном отведении. Длительность R - R измеряли вручную с точностью ± 0,04 сек. Затем все значения кардиоинтервалов R - R вводились в персональный компьютер типа IBM. Проводилось автоматическое разделение динамического ряда на классы с диапазоном 50 мс.
В последовательности кардиоинтервалов закодирована информация о том, какова «цена» адаптации, которая позволяет выяснить степень активности различных звеньев регуляторного механизма и составить представление о выраженности общей адаптационной реакции организма на то или иное стрессорное воздействие. Раскрыть эту информацию, понять характер текущего взаимодействия звеньев управления ритмом сердца дает возможность математический анализ сердечного ритма (Баевский P.M., Кириллов О.И., Клецкин С.З., 1984).
Принцип метода заключается в том, что охват возбуждением огромного количества клеток рабочего миокарда вызывает появление отрицательного заряда на поверхности этих клеток. Сердце становится мощным электрогенератором, а ткани тела, обладая сравнительно высокой электропроводностью, позволяют регистрировать электрические потенциалы сердца с поверхности тела.
Метод вариационной пульсометрии отличается простотой, доступностью и высокой информативностью, что позволяет объективно оценить степень напряженности регуляторных систем (Баевский P.M. и др., 1984; Ноздрачев А.Д., Щербатых Ю.В., 2001).
Числовыми характеристиками вариационных пульсограмм являются мода (Мо), вариационный размах (ДХ), амплитуда моды (АМо), индекс напряжения регуляторных систем (ИН), ЧСС.
Мода (Мо) - это диапазон наиболее часто встречающихся R-R интервалов. Обычно в качестве моды принимают начальное значение диапазона, в котором отмечается наибольшее число R-R интервалов. Мода характеризует гуморальный канал регуляции ритма сердца и указывает на наиболее вероятный уровень функционирования системы кровообращения (синусового узла).
Амплитуда моды (АМо) - число кардиоинтервалов, соответствующих значению (диапазону) моды. Этот показатель указывает на активность симпатического отдела вегетативной нервной системы, отражает стабилизирующий эффект централизации управления ритмом сердца, который обусловлен влиянием симпатического отдела вегетативной нервной системы.
Вариационный размах (ДХ) - степень вариативности значений кардиоинтервалов при достаточно стационарных процессах, по своему физиологическому смыслу не отличается от среднего квадратичного отклонения, т.е. отражает суммарный эффект регуляции ритма вегетативной нервной системой, но указывает на максимальную амплитуду колебаний значений R-R интервалов. Поскольку влияние блуждающих нервов на дыхательные изменения сердечного ритма обычно преобладают над недыхательными его изменениями, обусловленными активностью подкорковых центров, то вариационный размах можно считать показателем, в значительной мере связанным с состоянием парасимпатического отдела вегетативной нервной системы. ЧСС - частота сердечных сокращений. По данным вариационной пульсометрии вычисляют ряд вторичных показателей, в том числе индекс напряжения (ИН): ИН = АМо/2 ДХ Мо.
Индекс напряжения регуляторных систем (индекс Баевского) отражает степень централизации управления сердечным ритмом, наиболее полно информирует о напряжении компенсаторных механизмов организма: — ИН 500 - выраженное преобладание симпатической нервной системы; — ИН = 200 - 500 — умеренное преобладание симпатической нервной системы; — ИН = 50 - 200 - вегетативный гомеостаз в норме; — ИН = 25 - 50 - умеренное преобладание парасимпатической нервной системы; — ИН = 25 - выраженное преобладание парасимпатической нервной системы.
Распространение и вид вариационной кривой обусловлены состоянием вегетативной нервной системы. При этом различают три основных вида вариационных кривых;
Динамика показателей сердечного ритма в течение учебного года у детей, начавших обучение с 6 и 7 лет
Так как уровень приспособительной реакции организма является интегральной характеристикой здоровья, а сердечно-сосудистая система (ССС) — система жизнеобеспечения и путь формирования адаптационных ответов организма, то изучение состояния последней достаточно информативно характеризует механизмы регуляции сердечной деятельности, а значит и уровень адаптации ребенка в новых условиях среды.
Изменение ритма сердца - это наиболее стабильная и легко регистрируемая реакция организма в ответ на любое воздействие факторов внешней среды. Анализ вариабельности сердечного ритма позволяет проводить дифференцированную оценку состояния парасимпатического и симпатического отделов вегетативной нервной системы (ВНС), гуморального и нервного канала регуляции сердечного ритма.
Расширенный двигательный режим ускоряет, а сниженный замедляет созревание системы кровообращения и её регуляторных механизмов у детей в возрасте от 2 до 6 лет. У детей с разным уровнем регуляции системы кровообращения ежедневные занятия физкультурой, направленные на воспитание общей выносливости, сопровождаются неодинаковым созреванием регуляторных систем. Чем раньше дети приступали к ежедневным физкультурным занятиям, тем существенней была перестройка в деятельности регуляторных систем (Шлык НИ., 2003).
6-летние дети в условиях детского сада. Средние значения ДХ, Мо и АМо у б-летних детей в условиях детского сада в течение учебного года не претерпевали существенных изменений как у мальчиков, так и у девочек (табл. 8., рис. 15). Анализ изучаемых параметров показал, что у мальчиков происходило увеличение парасимпатических влияний на сердечный ритм и усиление гуморального канала регуляции к концу учебного года. В частности на это указывает достоверное уменьшение значений ИН от 190,45+17,45 отн.ед. в начале до 117,22+9,19 отн.ед. в конце учебного года. У девочек, наоборот, к концу учебного года наблюдалось усиление симпатических влияний на сердечный ритм - ИН был достоверно выше, чем у мальчиков, и составлял 163,52+14,85 отн.ед. (табл. 8). При этом частота сердечных сокращений в течение учебного года, как у мальчиков, так и у девочек существенно не изменялась и находилась практически на одном и том же уровне в начале, середине и в конце года.
Дети, начавшие обучение с 6 лет. У б-летних детей в условиях 1-го класса от начала к середине учебного года средние значения ДХ для мальчиков изменялись в пределах от 0,22±0,01 до 0,18±0,01с. ЬС концу года этот показатель составил 0,19+0,01 с. У девочек ДХ в начале года составлял 0,21+0,02 с, в середине - 0,22+0,02 с, в конце - 0,20±0,01 с. Как следует из полученных данных, показатели ДХ у мальчиков и девочек не имели достоверных различий. В то же время у 6-летних детей в 1-м классе парасимпатические влияния на сердечный ритм достоверно снижались у мальчиков в середине и конце учебного года, а у девочек - в начале по сравнению с соответствующими показателями 6-летних детей в условиях детского сада (табл. 9, рис. 16, 17).
Средние значения Мо у 6-летних мальчиков в первом классе в течение учебного года не претерпевали существенных изменений. У девочек показатели Мо от начала к концу года увеличивались от 0,64±0,02 до 0,68+0,02 с (табл. 9, рис. 17). При этом у девочек к концу учебного года по сравнению с их сверстниками в условиях детского сада усиливается гуморальный канал регуляции сердечного ритма (табл. 9, рис. 17).
Средние значения АМо у мальчиков в возрасте 6 лет в начале года составляли 39,93 ± 4,14, к середине учебного года немного повышались -47,52±4,69 %, а концу года снова составляли 39,93+3,65 %. У девочек данной возрастной группы к концу года происходило снижение величины АМо по сравнению с началом учебного года. Значение АМо у 6-летних девочек в условиях детского сада к концу учебного года оказывается достоверно ниже по сравнению с аналогичными данными девочек 1-го класса общеобразовательной (табл. 9).
Анализ изучаемых параметров показал, что у мальчиков происходило уменьшение парасимпатических влияний на сердечный ритм и усиление гуморального канала регуляции к концу учебного года. В частности, на это указывает снижение значений ИН от 166,04+20,76 отн.ед. в начале до 147,39+11,69 отн.ед. в конце учебного года. У девочек к середине учебного года наблюдалось усиление симпатических влияний на сердечный ритм - ИН был выше, чем у мальчиков, и составлял 170,96+14,00 отн.ед. (табл. 9). К концу учебного года у девочек ИН достоверно уменьшался до 125,68±14,27 отн.ед. При этом частота сердечных сокращений в течение учебного года как у мальчиков, так и у девочек повышалась и составляла соответственно 68,11 ±1,68и68,45±1,54(табл.9).
Анализ вариационного размаха в начале учебного года показал преобладающее влияние парасимпатического отдела ВНС на сердечный ритм у 7-летних девочек второго класса по сравнению с мальчиками этого же класса (0,18+0.01с и 0.24+0.03с соответственно). К концу учебного года значения вариационного размаха существенно не изменялись как у мальчиков, так и у девочек (табл. 10, рис. 18).
Средние значения Мо у 7-летних мальчиков во втором классе в течение учебного года не претерпевали существенных изменений, У девочек показатели Мо от начала к концу года незначительно увеличивались от 0,69±0,02 до 0,75+0,03 с (табл. 10, рис. 18). АМо, показывающая состояние активности симпатического отдела ВНС, у мальчиков в возрасте 7 лет в начале года составляла 42,38±3,52, к середине учебного года немного снижалась - 38,63±2,52 %, а к концу года составила 37,45±0,28 %. У девочек данной возрастной группы также происходило снижение величины АМо от 40,01+3,26% в начале учебного года до 32,00+2,21 % в конце года (табл. 10, рис. 18).
Динамика показателей физического развития и сердечного ритма у детей 1-го-2-го классов, обучающихся в прогимназии
Большие информационные нагрузки длительное время воздействуют на организм школьника, интенсивность их в течение учебного года особенно велика в гимназических классах и усугубляется на фоне гиподинамии, значительного нервно-эмоционального напряжения.
На состояние здоровья детей оказывают существенное влияние такие факторы, как генетическая обусловленность, неблагоприятные социальные и экологические условия развития. Но в то же время школьные факторы риска (условия обучения, интенсификация и нерациональная организация учебного процесса, низкая двигательная активность, несоответствие методик обучения возрастным возможностям школьников) негативно влияют на здоровье школьников, и специалисты связывают с этим фактором от 20 до 40% негативных влияний.
Чем выше статус образовательного учреждения (гимназия, лицей, школа с углубленным изучением предметов), тем больше возникает проблем со здоровьем. Необходимо пересмотреть требования к максимально доступным нагрузкам, оптимизировать использование здоровье сберегающих технологий.
Как известно, особенностью детского организма является то, что все его адаптивные реакции происходят на фоне относительно незаконченного морфогенеза в процессе функционального развития. Каждая возрастная группа имеет свои специфические структурно-функциональные особенности, их знание является обязательным условием для оценки результатов исследований, поскольку в настоящее время отсутствуют общепринятые критерии для их оценки.
В данной главе приводятся результаты исследований физического развития и сердечного ритма у детей 1-го - 2-го классов, обучающихся в прогимназии. Этих детей обследовали в начале, середине и конце учебного года на протяжении с 1-го по 2-й класс.
В период с 1999 по 2002 годы исследование проводилось в прогимназии, созданной на базе центра интеллектуального развития ребёнка.
Дети 7-8 лет занимались в условиях шестидневной рабочей недели при режиме 4-5 уроков в день, продолжительность по 40 минут. Образовательная программа при этом характеризуется возрастанием информационной емкости, внедрением основ экономического образования.
Количественные и качественные изменения в детском организме протекают одновременно, но по интенсивности они не всегда совпадают: часто при ускоренном росте замедляются созревание и, наоборот, при усиленном совершенствовании функций организма затормаживается рост.
Достаточно объективно о развитии ребенка можно судить по соотношению паспортного и биологического возрастов. Биологический возраст остается соответствующим паспортному, если рост ребенка не ниже среднего, и каждый год увеличивается не менее чем на 4 см (Колесов Д.В., 1978).
Наибольшее количество лиц с ойтонией отмечено у 7-летних детей, (Галеев А.Р., 1999) при этом, в соответствии с данными других авторов (Гринене Э. и др., 1990), у детей в возрасте 7 лет наблюдали присутствие большой группы лиц (30%) с симпатикотонией, что связывают с наличием напряжения в том возрасте, причиной которого, вероятно, является переход ребенка на новую ступень социализации, связанную с началом системного обучения в школе, которое сопровождается большим напряжением систем регуляции организма.
Анализ полученных средних значений физического развития у детей в первый год обучения показал, что у мальчиков масса тела в начале учебного года составляет 23,5+1,43 кг, а у девочек 22,3+1,53 кг. Длина тела у мальчиков равна 126,3± 1,64 см, у девочек этот показатель ниже на 4 см и составляет соответственно124,0±1,53 см (табл. 18, рис. 37).
При рассмотрении значений ОГК была выявлена достоверность различий в половых группах. У мальчиков среднее значение ОГК составляет 60,6±3,16 см, а у девочек 56,8+1,08 см (табл. 18, рис. 37).
Изучив значение основных антропометрических показателей, отмечаем, что на начало учебного года мальчики незначительно опережают девочек по всем параметрам.
Нарастание массы тела нередко претерпевает у детей значительные отклонения от типичных изменений. Задержка в интенсивности нарастания годичных приростов и проявление, хотя и ничтожно малых (до 0,5 кг), отрицательных сдвигов в массе тела у детей дает основание говорить о неблагоприятных изменениях физического развития и требует реализации определенных гигиенических мер, прежде всего, рационализации режима воспитания и обучения (Побежимова O.K. и др., 2000).
Масса тела в середине учебного года, как у мальчиков, так и у девочек в 1-м классе возросла и составила 28,8± 1,16 кг и 25,8+1,04 кг соответственно. К концу учебного года масса тела мальчиков по сравнению с серединой не изменилась. Такую динамику показателя массы тела мы, опираясь на литературные данные, рассматриваем как развитие утомления.
У девочек масса тела за первое полугодие первого класса увеличилась на 3,5 кг (25,8+1,04 кг). К концу учебного года показатель массы тела у девочек возрос до 26,2±1,07 кг, что также свидетельствует о неблагоприятных изменениях в физическом развитии (табл. 18, рис. 37).
