Введение к работе
Актуальность исследования. Основным системообразующим фактором организма с позиции теории функциональных систем П.К. Анохина (1975) является адаптация, в том числе к физическим нагрузкам. Изучение особенностей адаптации детей и подростков к двигательной деятельности чрезвычайно важно. На данном этапе развития изменяются функциональные основы всех физиологических систем организма [И.А. Аршавский, 1967; Р.М. Баевский, 1970; Д.В. Колесов, 1978; Н.А. Агаджанян с соавт.,2002; A. Simonelli, R.P. Eaton, 1978]. Известно, что возрастные морфофункциональные перестройки не могут изменяться с такой же быстротой, с какой изменяются структура и характер тренировочных и соревновательных нагрузок [И.А. Корниенко с соавт.,2000; Б.П. Яковлев, 2000; А.С. Солодков, Е.Б. Сологуб, 2005; Л.Е. Любомирский, 2009; Г.М. Маслова с соавт., 2009; В.Д. Сонькин с соавт.,2009; B. Gutnik, M. Henneberg, 2009; N. Wolanski, 2009]. Несоответствие во времени между этими процессами может приводить к возникновению функционального перенапряжения, изменению уровня здоровья [А.Г. Хрипкова, М.В. Антропова, 1982; Г.А. Кураев, 2002; Г.Л. Апанасенко, 2009; А.В. Шаханова, 2009; K. Zdzieblo et.al., 2009]. Важность разрешения указанного противоречия определяет необходимость поиска эффективных концепций построения тренировочного процесса с учетом возрастного развития функциональных и адаптивных возможностей организма.
Данная проблема особенно актуальна для игровых видов спорта, занимающих лидирующие позиции по популярности среди детей и подростков и составляющие эмоционально-мотивационную основу их поведения [В.И. Дубровский, 2002; Е.В. Фомина, 2004; А.А. Зайцев, 2005; В.И. Лях, З. Витковски, 2009]. Игровые виды спорта представляют собой уникальную модель двигательной деятельности, успешность выполнения которой определяется в первую очередь текущим функциональным состоянием центральной нервной системы [Е.Б. Сологуб, 1993; М.В. Скворцов, 1997; Е.П. Ильин, 2001; Т. Reily, 1994]. Моторная и психологическая сложность тренировочно-соревновательной деятельности в игровых видах спорта, огромный объем информации, который должен перерабатываться быстро в условиях дефицита времени на фоне непрерывно изменяющихся ситуаций требуют от спортсменов-игровиков высокой возбудимости и лабильности нервных центров, силы и подвижности нервных процессов, развитой сенсомоторной способности [Н.Н. Данилова, 1998; Е.В. Фомина, 2004; А.С. Солодков, Е.Б. Сологуб, 2005, 2009; D. Michel, 1994].
Несмотря на то, что существуют обширные литературные данные о нейрофизиологических особенностях и личностных различиях спортсменов разной специализации и квалификации [Е.П. Ильин, 1983; Ю.Б. Никифоров, 1983; Е.Н. Сурков, 1984; Г.Г. Поторока, 1986; В.И. Баландин, 1987; Е.Б. Сологуб, 1990; И.А. Клюев, 1993; Н.В. Дорофеева, 2000; В.П. Рыбчинский, 2000; Н.А. Фрис с соавт., 2000; J. Bangsbо, 1993; Т. Reily, 1994], они носят, как правило, фрагментарный характер, во многом противоречивы и неполны. В ряде работ показатели приводятся без указания возраста и спортивной специализации и касаются, главным образом, взрослых высококвалифицированных спортсменов или детей и подростков, не занимающихся спортом. Практически отсутствуют лонгитюдинальные комплексные исследования нейрофизиологических и морфофункциональных характеристик юных спортсменов в широком онтогенетическом плане.
Поставленная для рассмотрения фундаментальная проблема адаптационной физиологии требует системного анализа. Адаптация к физическим нагрузкам предъявляет особые требования не только к центральным регуляторным механизмам, но и к вегетативному компоненту [П.К. Анохин, 1975]. В функциональную адаптивную систему, обеспечивающую конечный спортивный результат, входит прежде всего дыхательная система, как адаптационно-ресурсная составляющая организма, играющая важную роль в обеспечении гомеостаза [С.Б. Тихвинский, 1991; Р.Т. Bye, 1983]. Дыхательная система наряду с центральной нервной системой может служить инструментом для анализа развития долговременных механизмов адаптации организма в ходе спортивного тренинга [В.В. Дубилей, 1991; Ю.С. Ванюшин, 1996; Ch. Fanta, 1983; B.J. Whipp, 1983; S.E. Kelsen, 1986]. В доступной нам литературе отсутствуют подобные комплексные исследования.
Проблема индивидуализации тренировочных нагрузок не может быть исчерпана учетом пола и возраста, в последнее время она достаточно успешно решается на основе понимания соматотипологических особенностей юных спортсменов [В.П. Казначеев, С.В. Казначеев, 1986; Р.Н. Дорохов, 1999; В.В. Зайцева, В.Д. Сонькин, 2000; А.А.Зайцев, 2005; Т.В. Панасюк, Е.Н. Комиссарова, 2009; К.С. Ступина, 2009; B.H. Heath, L. Carter, 1967; L.A. Clark, 1994]. Поиск зависимости нейрофизиологических и функциональных особенностей от соматотипа представляет современную актуальную и практически неизученную проблему.
Цель диссертационного исследования.
Определить влияние систематических занятий спортом на функциональное состояние и адаптационные возможности нервной и дыхательной систем юных футболистов и баскетболистов разных соматотипов.
Задачи исследования:
-исследовать в лонгитюдинальном режиме онтогенетические особенности нейрофизиологического статуса и его прогностическую ценность у юных футболистов и баскетболистов в процессе их адаптации к спортивной деятельности;
-определить нейрофизиологические механизмы формирования функциональной подготовленности юных футболистов и баскетболистов к спортивной деятельности, установить уровень их психоэмоционального состояния в зависимости от календарного возраста, тренированности, спортивной специализации, возрастного периода развития;
-исследовать динамику развития резервных и адаптивных возможностей системы внешнего дыхания у юных спортсменов-игровиков, определить взаимодействие показателей легочной вентиляции и функциональных характеристик центральной нервной системы;
-идентифицировать типологическую принадлежность исследуемого контингента, установить наличие и характер взаимосвязей между соматотипом, индивидуальными нейрофизиологическими особенностями, резервными и адаптивными возможностями дыхательного аппарата;
-определить типы конституции юных футболистов и баскетболистов в пределах одной спортивно-возрастной группы.
Научная новизна работы заключается в том, что в процессе лонгитюдинальных исследований с использованием комплексного подхода на региональном уровне впервые:
-показано, что в подростковый период, несмотря на известную его регрессивную специфику, регулярные занятия спортом приводят к увеличению функциональных и адаптационных возможностей нервной системы: улучшаются показатели качества быстроты, устанавливается оптимальный баланс активационно-тормозных процессов регуляции;
-установлено, что в периоде второго детства психоэмоциональное состояние у юных футболистов и баскетболистов оценивается как позитивное, тогда как в подростковом возрасте отмечается психоэмоциональное напряжение на фоне высокого уровня развития нейрофизиологического и функционального статуса, что является признаком дезадаптации на психологическом уровне;
-определено высокое развитие нейрофизиологического статуса, резервных и адаптивных возможностей системы внешнего дыхания у представителей мезоморфного типа, который является доминирующим соматотипом у юных футболистов. Наиболее низкие показатели лабильности нервных центров, подвижности нервных процессов, быстроты реакции и эффективности легочной вентиляции отмечаются среди представителей брахиморфного типа, процент которых в популяции спортсменов-игровиков незначителен;
-показано, что у юных футболистов и баскетболистов с сильным типом нервной системы и высоким уровнем функциональной подвижности нервных процессов показатели функции внешнего дыхания достигают столь же высокого уровня развития, указывая на тесную сопряженность регуляторного и вегетативного компонентов адаптации;
-выделено среди юных спортсменов-игровиков три конституциональных типа на основе интегрального учета комплекса нейрофизиологических и морфофункциональных свойств организма.
Основные положения, выносимые на защиту:
-
В ходе онтогенеза у юных футболистов и баскетболистов улучшаются показатели нейрофизиологического статуса, что указывает на положительную динамику изменения функционального состояния центральной нервной системы с возрастом и ростом тренированности.
-
Среди важнейших нейрофизиологических критериев, отражающих совершенствование механизмов центральной регуляции движений и уровень функциональной подготовленности к физическим нагрузкам, является улучшение с возрастом и ростом тренированности показателей качества быстроты: времени двигательной реакции, максимального темпа движений, лабильности и подвижности нервных процессов.
-
Маркерами успешной психофизиологической адаптации у юных футболистов является сочетаемость сильного типа нервной системы, а у юных баскетболистов среднего типа нервной системы с высокой лабильностью и подвижностью нервных процессов, стабильным балансом активационно-тормозных процессов регуляции.
-
В подростковом возрасте поддержание высокого уровня функционирования ЦНС у юных спортсменов-игровиков сопряжено с высоким психоэмоциональным напряжением, неэффективностью адаптации на психологическом уровне.
-
Характер развития и формирования системы внешнего дыхания у детей и подростков в условиях спортивной гиперкинезии определяется типом нервной системы, уровнем лабильности и функциональной подвижности нервных процессов.
-
Различия между представителями разных соматотипов в базовых функциональных свойствах нервной и дыхательной систем определяют тип конституции и степень функциональной подготовленности юных спортсменов к тренировочно-соревновательным нагрузкам, позволяют привести нормативные требования в соответствии с возможностями занимающихся.
Теоретическая значимость работы. Результаты настоящей работы существенно расширяют современные представления о роли нейрофизиологических показателей в формировании специальной функциональной адаптивной системы к физическим нагрузкам в игровых видах спорта. Исследование в лонгитюдинальном режиме дает возможность выявить специфичность адаптивных реакций на разных этапах онтогенеза и определить, что при этом является ведущим фактором выявленных изменений: систематическая тренировка или естественные процессы роста и развития, адекватность или неадекватность нагрузок, степень утомления.
Выявленные закономерности взаимосвязи нейрофизиологических и морфофункциональных параметров у спортсменов-игровиков позволят углубить представление о формировании межсистемного гомеостаза. При этом оценка резервных и адаптивных возможностей нервной и дыхательной систем у детей в возрасте второго детства и подростковый период в условиях кумулятивного тренировочного эффекта вносит определенный вклад в изучение фундаментальных проблем возрастной физиологии, дает возможность концептуально шире посмотреть на вопросы возрастной периодизации, на решение проблемы взаимодействия и взаимовлияния возрастного развития и спортивной деятельности.
Применение конституционального подхода к оценке индивидуальной нормы позволяет расширить информационно-методологическую базу оценки функционального состояния и адаптивных возможностей организма юных спортсменов с позиций системного подхода, подойти с новых позиций к проблеме взаимоотношений формы и функции, приблизиться к пониманию морфофункциональной индивидуальности, к раскрытию механизмов индивидуальной адаптации регуляторных, гомеостатических и поведенческих систем к спортивным нагрузкам.
Практическая значимость работы. Представленные в работе нейрофизиологические и морфофункциональные возрастные характеристики юных футболистов и баскетболистов могут быть использованы в качестве базы данных при формировании единого регионального методологического и информационного пространства по вопросам поиска здоровьесберегающих двигательных режимов и спортивно-оздоровительных технологий.
Системный анализ взаимоотношений между функциональными возможностями центральной нервной системы, показателями функции внешнего дыхания и соматотипом позволит определить тренеру целевые задачи подготовки юных спортсменов, их спортивные перспективы с учетом типа телосложения и характерного для него регуляторного и вегетативного компонента адаптации.
Перспективным направлением в детско-юношеском спорте при прогнозировании характера морфофункционального развития может стать использование полученных систематизированных конституциональных модельных характеристик юных спортсменов таких специализаций, как футбол и баскетбол. На конституциональных модельных характеристиках может быть также основана система комплектования спортивных групп, перевод учащихся в следующие группы обучения и в группу высшего спортивного мастерства, отбор потенциальных чемпионов, подбор индивидуального объема физической нагрузки в целях достижения состояния высокой тренированности и минимизации физиологической цены адаптации.
Результаты исследования могут быть использованы в системе подготовки специалистов по спортивной и общей физиологии, спортивных тренеров, внедрены в учебный процесс биологических и спортивных факультетов университетов, педагогических ВУЗов, институтов физической культуры.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены на II Съезде физиологов СНГ (Кишинэу, Молдова,2008); I международной научно-практической конференции «Новые технологии в экспериментальной биологии и медицине» (Ростов-на-Дону, 2007); V Всероссийской конференции с международным участием, посвящённой 100-летию со дня рождения В.Н. Черниговского «Механизмы функционирования висцеральных систем» (Санкт-Петербург, 2007); на V международной научно-практической конференции (Брянск, 2008); V Всероссийской научно-практической конференции «Здоровье ребенка и пути его формирования и защиты» (Липецк, 2006); I Всероссийской конференции по педагогической физиологии (Москва, 2007); на научных конференциях молодых ученых и аспирантов «Наука. Образование. Молодежь» (Майкоп, 2007, 2008).
По материалам диссертации опубликовано 11 работ, из них 2 – в ведущих рецензируемых научных журналах, рекомендованных ВАК Министерства образования и науки РФ.
Внедрение результатов исследования. Работа выполнена в рамках аналитической ведомственной целевой программы Минобрнауки РФ «Развитие научного потенциала высшей школы» (2006-2008 г., код ГРНТИ 14.35.17; 14.01.21, № проекта 2.2.2.4/6991; 2009-2010 г., код ГРНТИ 14.01.21, 14.35.17; 14.01.79, № проекта 2.2.3.3/1122), а также по тематическому плану научно-исследовательских работ ВУЗа, проводимых по заданию Минобрнауки РФ в 2007-2010 г. (код ГРНТИ 14.01.21; 34.39.51, № проекта 1.4.07).
Теоретические положения и выводы настоящей работы используются в учебно-тренировочном процессе СДЮШОР № 2 и ДЮСШОР по футболу г. Майкопа. Материалы диссертационного исследования, касающиеся закономерностей формирования в ходе онтогенеза нейрофизиологического, соматотипологического и функционального статуса, совершенствования механизмов адаптации у детей и подростков в условиях спортивного тренинга (на примере юных футболистов и баскетболистов) были внедрены в учебный процесс Адыгейского государственного университета в рамках общепрофессиональной дисциплины федерального компонента «Возрастная анатомия, физиология и гигиена» и дисциплины предметной подготовки «Диагностика и коррекция психофизиологического состояния».
По итогам Открытого конкурса на лучшую научную работу студентов по естественным, техническим и гуманитарным наукам в вузах Российской Федерации в 2005г. автором получен диплом за лучшую научную работу по разделу «Физическая культура и спорт» (базовый вуз – Российский государственный университет физической культуры, спорта и туризма).
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 212 страницах компьютерного текста, работа содержит 31 таблицу, иллюстрирована 8 рисунками и 1 схемой, состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, двух экспериментальных глав, обсуждения полученных результатов, заключения, выводов, практических рекомендаций, библиографического указателя используемой литературы, включающего 159 отечественных и 45 иностранных источников, приложения.
