Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Обзор литературы
1.1. Возрастные особенности деятельности сердца детей и подростков 10
1.1.1. Морфологические особенности сердца детей и подростков 10
1.1.2. Особенности хронотропной функции сердца детей и подростков 14
1.1.3. Особенности сократительной и насосной функций сердца детей и подростков 17
1.2. Влияние физических нагрузок различной мощности на деятельность сердца детей и подростков 20
1.2.1. Влияние физических нагрузок различной мощности на хронотропную функцию сердца 21
1.2.2. Изменение ударного и минутного объемов крови при выполнении физических нагрузок различной мощности 24
ГЛАВА 2. Организация и методы исследования
2.1. Организация исследования и контингент испытуемых 30
2.2. Методы исследования физического развития 30
2.3. Методы определения физической работоспособности 31
2.4. Методы исследования деятельности сердца 32
2.4.1. Определение частоты сердечных сокращений 33
2.4.2. Метод определения ударного и минутного объемов крови 33
2.5. Методика проведения нагрузки повышающейся мощности 36
2.6. Методы статистической обработки 37
ГЛАВА 3. Результаты исследования и их обсуждение
3.1. Физическое развитие и физическая работоспособность детей и подростков 5-16 лет 38
3.1.1. Показатели физического развития детей и подростков 5-16 лет 38
3.1.2. Показатели физической работоспособности детей и подростков 5-16 лет 47
3.2. Показатели насосной функции сердца детей и подростков 5-16 лет 58
3.2.1. Показатели насосной функции детей и подростков 5-16 лет в условиях относительного покоя 58
3.2.2. Реакции насосной функции сердца детей и подростков 5-16 лет на нагрузку повышающейся мощности 63
3.2.3. Особенности насосной функции сердца детей и подростков 5-16 лет в восстановительном периоде 86
Заключение 107
Выводы 116
Литература 118
- Морфологические особенности сердца детей и подростков
- Влияние физических нагрузок различной мощности на хронотропную функцию сердца
- Показатели физического развития детей и подростков 5-16 лет
- Реакции насосной функции сердца детей и подростков 5-16 лет на нагрузку повышающейся мощности
Введение к работе
Онтогенез человека характеризуется процессами интенсивных морфофункциональных перестроек, как организма в целом, так и отдельных физиологических систем. Качественные морфофункциональные изменения отдельных систем организма происходят в разные возрастные периоды, что определяет избирательное повышение чувствительности на определенных этапах онтогенеза отдельных физиологических функций.
Изучение закономерностей развития растущего организма вызывает повышенный интерес у исследователей (И.А.Аршавский, 1967; Р.А.Калюжная, 1973; С.В.Хрущев, 1980; Ф.Г.Ситдиков с сотр., 1981-2005; Р.А.Абзалов с сотр., 1985-2005; И.О.Тупицын, 1985; Т.Л.Зефиров, 1999; Р.Р.Нигматуллина, 1999; Ю.С.Ванюшин, 2001; И.Х.Вахитов, 2005). Эта проблема приобретает особую значимость в настоящее время, когда на детский организм оказывают все возрастающее влияние различные факторы: низкий уровень социально-экономических условий жизни, увеличение умственных нагрузок на фоне относительно невысокой двигательной активности, ухудшение экологической обстановки, возрастание психофизиологических влияний, что отражается на состоянии здоровья детей, изменяя их устойчивость к разного рода воздействиям. Одной из важнейших задач возрастной физиологии является изучение особенностей развития сердечно-сосудистой системы ребенка на различных этапах онтогенеза, поскольку система кровообращения детей, по сравнению с взрослыми, имеет ряд как морфологических, так и функциональных особенностей (И.О.Тупицын, 2000).
Все это вызывает необходимость изучения особенностей растущего организма в широком возрастном диапазоне от 5 до 16 лет, когда происходят интенсивные гистоморфологические и функциональные перестройки органов и систем, в частности, сердечно-сосудистой (Р.А.Абзалов, 1985; И.О.Тупицын, 1985; Р.А.Абзалов, Ф.Г.Ситдиков, 1998), связанные с продолжающимися процессами роста и тканевой дифференциацией. Незавершенность организации
5 физиологических систем детского организма определяет его широкие адаптационные возможности и, вместе с тем, увеличивает риск возникновения функциональных нарушений под воздействием факторов внешней среды (Ф.Г.Ситдиков с соавт., 2004).
Уровень адаптационных возможностей детского организма зависит от возраста и пола. Поэтому представляется необходимым исследование особенностей функционирования и адаптации организма мальчиков и девочек, выявление критических периодов в развитии ребенка.
Лимитирующим звеном в развитии приспособительных реакций организма, в том числе растущего, является деятельность сердца (Р.А.Абзалов, 1985; Р.М.Баевский, 1985; Ф.З.Меерсон, 1986; Ф.Г.Ситдиков, 1989; Ю.С.Ванюшин, 2001). В течение всех периодов детства, вплоть до зрелого возраста, происходит непрерывное и неравномерное развитие сердца и сосудов: увеличиваются масса и объемы полостей сердца, изменяются соотношение его отделов и положение в грудной клетке, совершенствуется нервная регуляция деятельности системы кровообращения, дифференцируется гистологическая структура сердца и сосудов. В связи с этим исследование адаптационных возможностей сердца растущего организма приобретает все большее значение.
Известно, что в естественных условиях двигательная активность выступает как мощный оздоровительный фактор, расширяющий функциональные возможности растущего организма и способствующий совершенствованию деятельности сердца в онтогенезе (Р.А.Абзалов, 1971, 1985; В.С.Фарфель, 1972, 1977; Х.А.Бекмансуров, 1973; Р.А.Калюжная, 1977; Р.Е.Мотылянская, 1979; И.А.Аршавский, 1982; Н.И.Аринчин, 1987; Ю.С. Ванюшин, Ф.Г.Ситдиков, 2001; K.C.Brown, 1980; W.J.Conyca, 1980; B.G. Grunenwald, 1980; M.Pena et al., 1980; J.Ostman-Smith, 1981; и др.). Поэтому особый интерес представляет выявление реакций сердечно-сосудистой системы при выполнении физических нагрузок. Изучению данной проблемы посвящены работы ряда авторов (Р.А.Абзалов, 1971; Н.А.Фомин, 1973; Ю.С.Ванюшин,
1986; Ф.Г.Ситдиков с соавт., 1989; Н.И.Шлык, 1991; Р.Р.Абзалов, 1998; Р.Р.Нигматуллина, 1999; Р.Г.Биктемирова с соавт., 2003; И.Х.Вахитов, 2005). Однако ее некоторые аспекты требуют дальнейшего исследования. Так, на наш взгляд, недостаточно изучен вопрос о влиянии физических нагрузок повышающейся мощности на функциональное состояние сердца детей и подростков. Организм ребенка в повседневной жизни испытывает влияние мышечных нагрузок различной мощности. В связи с этим необходимо знать, как организм детей и подростков адаптируется к физическим нагрузкам повышающейся мощности, каковы при этом его функциональные сдвиги, их оптимальные границы, резервные возможности и как быстро происходят процессы восстановления функций. Решение данных вопросов позволит в зависимости от пола и возраста обоснованно и дифференцированно нормировать мышечные нагрузки в процессе физического воспитания детей и подростков. Это будет способствовать правильному развитию организма детей и подростков, повышению его функциональных и резервных возможностей на различного рода воздействия окружающей среды.
Таким образом, недостаточная изученность данной проблемы обусловила необходимость исследовать особенности деятельности сердца детей и подростков в возрасте 5-16 лет с учетом возраста, пола и .мощности выполняемой нагрузки.
Целью исследования явилось изучение возрастно-половых особенностей реакций сердца детей и подростков 5-16 лет на физическую нагрузку повышающейся мощности.
В соответствии с целью исследования были поставлены следующие задачи:
1. Определить возрастно-половые особенности физической работоспособности детей и подростков 5-16 лет по велоэргометрическому тесту при частоте сердечных сокращений 130, 150 и 170 уд/мин.
2. Выявить возрастно-половые особенности реакций сердца детей и подростков 5-16 лет на физическую нагрузку повышающейся мощности.
3. Выявить возрастно-половые особенности реакций сердца детей и подростков 5-16 лет в восстановительном периоде после физической нагрузки повышающейся мощности.
Основные положения, выносимые на защиту:
На физическую работоспособность детей и подростков 5-16 лет, определяемую по велоэргометрическому тесту при частоте сердечных сокращений равной 130, 150, 170 уд/мин, оказывает влияние мощность физической нагрузки: чем больше частота сердечных сокращений, при которой определяется физическая работоспособность, тем выше PWC.
Наибольшие изменения в деятельности сердца (ЧСС, МОК) у детей и подростков 5-16 лет, не зависимые от возраста и пола испытуемых, проявляются на первой минуте работы на велоэргометре при мощности физической нагрузки 0,50 Вт/кг и в начальный период восстановления. Возраст и пол испытуемых оказывают влияние на типы зависимости ударного объема крови от мощности нагрузки.
Научная новизна. Впервые изучено влияние физической нагрузки повышающейся мощности на реакции сердца детей и подростков в возрасте 5-16 лет. Полученные результаты исследований во время выполнения физической нагрузки повышающейся мощности создают более полное представление о функциональных и адаптационных возможностях сердца детей и подростков данного возраста.
В результате применения в исследованиях методов непосредственно во время самой двигательной деятельности впервые установлено, что независимо от возраста и пола детей и подростков 5-16 лет увеличение частоты сердечных сокращений и минутного объема кровообращения происходит на первой минуте работы на велоэргометре. При этом наибольший прирост частоты сердечных сокращений и минутного объема кровообращения отмечается при
8 переходе от условий покоя к нагрузке при мощности 0,50 Вт/кг. Было выявлено, что типы зависимости ударного объема крови от мощности нагрузки в группах детей и подростков 5-16 лет связаны с возрастом и полом испытуемых.
Установлено, что в группах детей и подростков 5-16 лет наибольшее снижение частоты сердечных сокращений и минутного объема кровообращения происходит на первой минуте восстановительного периода, а в дальнейшем такое снижение изучаемых показателей отмечается только в отдельных группах мальчиков и девочек первого и второго детства.
Научно-практическая значимость работы заключается в том, что полученные результаты расширяют представление об особенностях деятельности сердца детей и подростков в возрасте 5-16 лет при нагрузке повышающейся мощности. Выявленные возрастно-половые особенности деятельности сердца могут способствовать успешному физическому воспитанию детей и подростков, оптимальному управлению состоянием их здоровья. Результаты полученных исследований могут найти практическое применение в возрастной и спортивной физиологии, в педиатрии, в теории и практике физического воспитания детей и подростков.
Апробация работы. Основные материалы диссертации доложены на Всероссийской научной конференции, посвященной 55-летию факультета физической культуры Казанского государственного педагогического университета (Казань, 2004); Всероссийской конференции, посвященной 100-летию со дня рождения О.Д.Курмаева (Казань, 2004); Всероссийской научно-практической конференции «Потребность и мотивация интереса населения к занятиям физической культурой и спортом, формированию здорового образа жизни» (Набережные Челны, 2004); Всероссийской научной конференции, посвященной 70-летию профессора Р.А.Абзалова (Казань, 2005); Всероссийской научно-практической конференции «Теория и практика
9 физической культуры», посвященной 75-летию образования кафедры физической культуры ТГГПУ (Казань, 2006).
Публикации. Автором опубликовано 7 научных работ по теме диссертации.
Структура и объем диссертации. Диссертация объемом 143 страницы, состоит из введения, 3-х глав: обзора литературы, организации и методов исследования, результатов исследования, их обсуждения, заключения и выводов. В работе имеется список литературы, содержащий 242 источника, из них 34 иностранных авторов. Диссертация иллюстрирована 26 таблицами и 23 рисунками.
Морфологические особенности сердца детей и подростков
Каждому периоду развития организма характерны свои особенности, которые достаточно ярко проявляются в дошкольном возрасте. В физиологической и психолого-педагогической литературе период от 3 до 6-7 лет, особенно 3, 5 и 7 лет, рассматривается как "сенситивный", "узловой", когда происходит наиболее интенсивная гистоморфологическая и функциональная перестройка органов и систем организма (А.Г.Хрипкова, Д.А.Фарбер, 1983; М.В.Антропова, М.М.Кольцова, 1983).
И.А.Аршавский (1975) связывает "сенситивные" периоды с моментами перехода от одних, довольно условно выделяемых возрастных периодов, к другим. В.И.Логинова, П.Г.Саморукова (1988) связывают данную особенность организма ребенка со сменой форм деятельности, т.е. период манипуляции предметами игровой и учебной деятельностью. Авторы полагают, что эти периоды чрезвычайно важны в целом для полноценного развития индивидуума. Известно, что в дошкольном возрасте происходят интенсивные морфологические и функциональные изменения в сердечнососудистой системе, совершенствуется ее регуляция, более экономным становится кровоснабжение тканей в покое и на единицу выполненной работы, распределение крови между участвующими в работе мышцами и различными тканями работающего органа (И.Н.Дубинская, Т.Я.Черток, 1975). В указанном возрасте начинается магистральный тип кровоснабжения сердечной мышцы, заканчивается развитие иннервационного аппарата сердца. Однако развитие мышечных волокон, его сократительных структур и собственной сосудистой сети не завершается к 6 годам, ткань миокарда представляется фибриллярной и пронизанной сосудами, делящимися по рассыпному типу. Морфофункциональное развитие сердца здоровых детей 5-7 лет характеризуется закономерным и прогрессивным увеличением полостей сердца, толщины и массы миокарда. Структурно-функциональное формирование сердца сопровождается преобразованием кардиогемодинамики (Г.В.Кмить, 2000).
После рождения ребенка пропорции и емкость сердца значительно изменяются. Объем сердца наиболее интенсивно увеличивается от 1 до 5 лет и в период полового созревания (В.И.Пузик, А.А.Харьков, 1948). Объем мышечного слоя сердца, соответствующий у новорожденных 22,3 см3, удваивается на 1-м году, к 7 годам увеличивается в 5 раз, к 14 годам - в 6 раз. При этом общая масса сердца увеличивается по сравнению с исходными данными в 4 раза - в 5 лет и в 11 раз - в 6 лет, отмечается, что масса сердца до 11 лет больше у мальчиков. Надо отметить также неравномерность роста в ширину, длину и толщину. Так, у мальчиков длина сердца удваивается к 5-6 годам, ширина - к 9 годам, толщина - к 13-14 годам. Емкость полостей сильнее возрастает после 5 лет (М.С.Маслов, А.Ф. Тур, М.Г.Данилевич, 1938). Размеры сердца у детей 6-7 лет в среднем составляют 9,0 см в длину, 6,6 см - в ширину, 8,4 см - в поперечнике, 6,5 см переднезадний диаметр, поверхность - 43,3 см2 и объем - 180 см3. Однако диапазон колебаний довольно велик (М.В.Антропова с соавт., 1983). С биологических и социальных позиций младший школьный возраст является важным этапом в жизни ребенка. В этот период заметно повышается уровень развития двигательных качеств, физической работоспособности, возрастает мышечная масса, происходит адаптация к обучению в школе, увеличивается нагрузка на все системы организма и предъявляются повышенные требования к здоровью ребенка (М.М Безруких с соавт., 2002).
Возрастные особенности сердечно-сосудистой системы обуславливают ограничение величин функциональных нагрузок, предъявляющих высокие требования к аппарату кровообращения. В 7-10-летнем возрасте уже завершается дифференциация гистоструктуры сердечной мышцы, эндокарда и нервной ткани, и сердце по своим структурным показателям напоминает сердце взрослого. Однако полного морфологического и функционального совершенства сердце достигает лишь к 20 годам. Возрастные изменения системы кровообращения у 7-11-летних детей характеризуются равномерностью и относительно более медленными темпами увеличения объема сердца по сравнению с суммарным просветом сосудов, однако соотношение между объемом сердца и диаметром крупных сосудов остается до 11-12 лет постоянным. Объем сердца, вычисленный на основании биплановой телерентгенограммы, достигает у 10-летних в среднем 364 мл, у 11-летних - 376 мл. Разницы в этом отношении между мальчиками и девочками нет. Артерии у детей относительно широки и развиты сильнее, чем вены.
Относительно больше, чем у взрослых и просвет прекапилярной и капилярной сети. Это является одной из причин относительно низкого артериального давления в 7-11-летнем возрасте.
Сердечно-сосудистая система претерпевает значительные изменения и в возрасте 12-15 лет. На этом этапе развития сердцу свойственны наиболее выраженные и быстро нарастающие изменения. Стимулирующее влияние на рост сердца оказывают железы внутренней секреции (гипофиз, надпочечники, половые железы, щитовидная железа), деятельность которых резко активизируется. Повышая синтез белка в миокарде, они способствуют нарастанию массы сердца. Особенно значительно нарастает масса желудочков, причем больше левого. Еще быстрее, чем толщина стенок сердца, увеличивается его объем. Если у 12-летних объем сердца равняется в среднем 458 мл, то у 15- летних он достигает 620 мл. Ежегодная прибавка объема сердца у девочек наибольшая в возрасте 12-13 лет, а у мальчиков в 13-14 лет. Половые различия отмечаются в нарастании массы сердца. До 13 лет масса сердца больше у девочек, а в 14-15 лет - у мальчиков (И.Х.Рабкин, 1968; Н.М.Ярикова, 1972).
Большие изменения происходят в микроструктуре миокарда. Наблюдается резкое увеличение размеров мышечных волокон и ядер при уменьшении их числа на единицу площади и образование так называемых двойных ядер (В.И.Пузик, А.А.Харьков, 1948). Подобные сдвиги в структуре сердечной мышцы свидетельствуют об интенсификации обменных процессов в миокарде и его деятельности на высоком энергетическом уровне (Ф.З.Меерсон, 1968). Сердечная мышца развивается до 18-20 лет. Продолжает увеличиваться и объем сердца. Половые различия в величине сердца у 16-летних детей становятся еще более выраженными. К 16 - 18 годам у юношей достигает наибольшей величины кривая роста волокон и ядер миокарда. У девушек усиленная дифференцировка сердечной мышцы происходит примерно двумя годами раньше.
Относительно большая масса, сравнительно широкие отверстия сердца и широкие просветы сосудов являются условиями, облегчающими циркуляцию крови и обеспечивающими лучшее питание сердечной мышцы детей по сравнению с взрослыми, что обеспечивает лучшую возбудимость, проводимость и сократимость сердечной мышцы (М.С.Маслов, А.Ф.Тур, 1938). Следует отметить, что неблагоприятным моментом для детского сердца, особенно в периоды первого вытягивания и полового созревания, является отсутствие параллелизма между ростом всего детского организма и ростом сердца и постепенное повышение требований, предъявляемых сердцу.
Влияние физических нагрузок различной мощности на хронотропную функцию сердца
Известно, что основным звеном организма, лимитирующим работоспособность и адаптацию к физической нагрузке, является сердечнососудистая система, осуществляющая транспорт кислорода к работающим мышцам (Р.М.Баевский, 1985; Т.С.Килина, 1988; Л.Е.Любомирский с соавт., 1989; Р.М.Хаматова, 2000; Ю.С.Ванюшин, Ф.Г.Ситдиков, 2003; В.К.Петрова, 2004; Xie Jingtion et al., 1982). Этим объясняется повышенный интерес исследователей к анализу кардиодинамических сдвигов в организме человека в условиях физической нагрузки.
Согласно литературным данным, регуляция кровообращения при мышечной деятельности находится под контролем сложной нейрогуморальной системы, в которую входит комплекс механизмов, начиная от саморегуляции сердца и заканчивая влиянием на деятельность сердечной сосудистой системы высших отделов мозга (В.Л.Карпман, 1969; Г.П.Конради, 1980; В.В.Фролькис, 1980).
На этапе срочной адаптации к физической нагрузке реакция системы кровообращения обычно бывает недостаточно эффективной и рациональной. Наиболее важная причина "несовершенства" реакции состоит в том, что "несовершенной" является в нетренированном организме центральная "управляющая" система, т.е. аппарат нейрогуморальной регуляции.
При нагрузках любого рода, прежде всего, как известно, изменяется сердечный ритм (Р.Ф.Петрова, Н.И.Моисеева, 1990). Изменение ЧСС -важнейший физиологический механизм, осуществляющий адаптацию системы кровообращения к мышечной работе (Л.Е.Любомирский, 1989). Быстрая подстройка сердечного ритма к изменяющимся условиям обеспечивается наличием в нем широкого диапазона ритмических составляющих (Н.И.Моисеева, В.М.Сысуев, 1981). При этом, чем шире диапазон колебаний сердечного ритма и чем меньше шаг регуляции, т.е. наименьшее изменение ЧСС, возникающее под влиянием различных воздействий на организм, тем лучше регуляция кровообращения и тем выше работоспособность (И.И.Евсюкова, Л.С.Астахова и др., 1985; Р.Ф.Петрова, Н.И.Моисеева, 1990).
Показатель ЧСС широко используется для оценки функционального состояния, качества регулирования сердечной деятельности и адаптационных возможностей системы кровообращения при физических нагрузках (В.Л.Карпман, Б.Г.Любина, 1982; Л.Л.Каталымов, Л.А.Марчик, 1994; Л.Л.Рысева с соавт., 1996; Р.А.Шабунин, 1996), что обусловлено простотой его определения, так и достаточно высокой информативностью. Существенную информацию частота сердечных сокращений несет при характеристике переходных процессов - от состояния покоя к нагрузке, от одной нагрузки к другой и т.д. Анализ данного показателя стал традиционным при рассмотрении периода врабатывания, устойчивого состояния и восстановления после выполнения работы. По мнению ряда авторов, изменение частоты сердцебиений при выполнении физической нагрузки зависит от уровня адаптированности сердца к мышечным нагрузкам (Р.А.Абзалов, 1971; И.А.Лысенко, 1977; А.Н.Воробьев, 1977).
Адекватная реакция кардиореспираторной системы при нагрузках характеризуется линейным ростом ЧСС, потреблением кислорода и кислородного пульса. Существуют данные о том, что нарастание ЧСС при легкой нагрузке происходит преимущественно за счет снижения парасимпатических влияний, а при тяжелой - за счет увеличения тонуса симпатического отдела вегетативной нервной системы (Г.А.Глезер с соавт., 1983; Robinson et al., 1966; Freyschuss, 1970). Возрастные особенности изменений ЧСС выражаются в скорости развертывания этого гемодинамического параметра. Многие авторы (В.П.Пешков, 1963; С.Б.Тихвинский с соавт., 1976, 1991; Ю.С. Ванюшин 2001), изучавшие переходные процессы от покоя к устойчивому состоянию при таких нагрузках, как бег, плавание, езда на велосипеде, работа на велоэргометре, отмечают, что чем младше ребенок, тем быстрее происходит достижение максимальной для данной нагрузки частоты сердечных сокращений.
При увеличении мощности нагрузки у детей наблюдается повышение ЧСС, причем субмаксимальных значений она достигает на уровне 1,50 Вт/кг (Г.И.Кассирский, Л.М.Зотова, Т.Н.Татаринова, 1990; Н.Н.Гребнева, 1993). При дальнейшем нарастании мощности физических нагрузок до значений близких к предельным (примерно 50-70% от максимально выполнимой), величина ЧСС меняется незначительно (В.М.Король, 1980; Л.Е.Любомирский с соавт., 1989; Р.М.Васильева, 1990).
Высокая ЧСС потенциально не выгодна для коронарного кровоснабжения, не только потому, что период диастолического кровотока укорачивается, но и потому, что изгнание МОК при определенном аортальном давлении метаболически обходится тем "дороже", чем выше ЧСС (S.J.Sarnoff, J.P.Gilmore, N.S.Skinner, 1963). Это связано частично и с тем, что число периодов изометрического напряжения в минуту, не проявляющихся в виде внешней работы, но требующих значительного потребления кислорода, возрастает при увеличении ЧСС, следовательно, повышается потребление кислорода миокардом в минуту (Т.С.Килина, 1988). Высокие показатели ЧСС, скорее всего, нужно считать одним из проявлений физиологических реакций деятельности сердца у детей (Р.А.Абзалов, 1985). Р.А.Калюжная (1970) рассматривает высокую ЧСС при больших мышечных нагрузках, как компенсаторное явление поддержания и увеличения МОК, с целью удовлетворения возрастающей потребности всего организма.
Исследователи указывают на существование межполовых различий в показателях ЧСС при физической нагрузке. Так, исследуя 6-7-летних детей, ряд авторов (Р.А.Абзалов, 1971, 1985; Р.М.Васильева, 1990) выявили, что во время выполнения физической нагрузки одной мощности у девочек, в отличие от мальчиков, более выражена хронотропная стимуляция. Аналогичные данные были получены и при обследовании детей старшего возраста (Л.Е.Любомирский с соавт., 1989; Г.И.Кассирский, Л.М.Зотова, Т.Н.Татаринова, 1990; Н.Н.Гребнева, 1993). Значительный прирост ЧСС у мальчиков отмечается при выполнении нагрузки большей мощности, в отличие от девочек, у которых данный показатель достигает максимальных величин при меньшей нагрузке. Так, у мальчиков это наблюдается при 50%, а у девочек - 30% мощности нагрузки от максимальной.
Показатели физического развития детей и подростков 5-16 лет
При обследовании детей с целью оценки их физического здоровья большое значение имеет изучение физического развития, так как здоровье детей определяется не только наличием или отсутствием заболеваний, но и гармоничным, соответствующим возрасту развитием. Изучение данного показателя имеет большое значение в практике физического воспитания, так как позволяет решать вопросы, связанные со спортивной ориентацией и отбором, регламентировать характер, объем и интенсивность применяемых физических нагрузок. Традиционно физическое развитие подразумевает потенциал организма, качество и продолжительность жизни. Физическое развитие - генетически детерминированная закономерность онтогенеза. В то же время, как фенотипический параметр - отражает влияние экзогенных факторов (СИ Русинова, 2004). По уровню физического развития детского населения делают заключение о санитарном благополучии детей школьного возраста, соответствии условий его воспитания и обучения возрастным особенностям развивающегося организма (А.А.Бурлаков с соавт., 2000). Физическое развитие - это комплексное понятие, отражающее антропометрические показатели через коэффициенты соматометрии, физиометрии и данные функциональной активности (С.И.Русинова; М.Г.Садреева, 2005). В нашей работе физическое развитие определялось по данным антропометрических измерений. Средние показатели физического развития детей, полученные в ходе исследований, приводятся в таблице 3.1.1. и рисунках 3.1.1-3.1.4. Основным показателем физического развития является длина тела (h), которая отражает как ростовые процессы, так и уровень соматической зрелости детей. Как видно из таблицы З.1.1., от 5 до 16 лет длина тела у мальчиков увеличивается на 63,62 см., т.е. на 58%. Наибольший темп прироста нами зафиксирован в 8, 10 и 15 лет (8%, 8%, 6% соответственно). Достоверное увеличение длины тела по сравнению с возрастной группой на год младше происходит в 6 ( р 0,001), 7 ( р 0,001), 8 ( р 0,001), 9 ( р 0,01), 10 (р 0,01), 12 ( р 0,02), 15 (р 0,02) и 16 лет (р 0,05). В остальных случаях мы наблюдали лишь тенденцию к увеличению данного показателя. У девочек от 5 до 16 лет прирост длины тела равен 54,98 см, т.е. на 50%. Наибольшие темпы роста зафиксированы в 8 (6%), 10 (11%) и 13 лет (6%). Достоверное увеличение длины тела наблюдали у девочек в 6 ( р 0,01), 7 ( р 0,05), 8 ( р 0,001), 10 лет ( р 0,001). В остальных случаях нами была выявлена тенденция к увеличению данного показателя.
Показатели длины тела у девочек больше, чем у мальчиков в5, 6, 11, 13 и 14 лет, а в остальных случаях длина тела больше у мальчиков. Однако достоверные межполовые различия удалось выявить лишь в 9 ( р 0,01) и 16 лет (р 0,02). Следующим показателем физического развития является масса тела (т), которая в отличие от длины тела, является весьма лабильным показателем, быстро изменяющимся под влиянием различных экзо - и эндогенных факторов. Однако между массой тела и возрастом, а также другими показателями физического развития существует выраженная взаимосвязь. Измерения показали, что масса тела у мальчиков от 5 до 16 лет увеличилась на 37,77 кг или на 212%. Основной прирост массы тела был зафиксирован в 13 (16%), 15 (14%) и 16 лет (16%). Достоверное увеличение данного показателя у мальчиков мы наблюдали в 6 ( р 0,001), 7 ( р 0,05), 8 (р 0,01) и 16 лет ( р 0,02). В остальных случаях увеличение было статистически незначимым, причем показатели массы тела мальчиков в 14 лет уступают средним значениям 13- летних мальчиков.
У девочек от 5 до 16 лет масса тела увеличилась на 34,68 кг, т.е. на 182%. Увеличения массы тела не наблюдалось лишь в 9 и 15 лет. Основное увеличение было зафиксировано нами в 10 (40%), 13 (26%) и 16 лет (14%). Достоверное увеличение показателей массы тела по сравнению с возрастом на год младше мы наблюдали в 6 ( р 0,05), 10 (р 0,001), 13 (р 0,01) и 16 лет (р 0,05). Показатели массы тела у девочек в 5, 6, 7, 11, 12, 13, 14 лет несколько выше данных показателей у мальчиков того же возраста, в остальных случаях наоборот, но статистически значимые различия между мальчиками и девочками нам удалось выявить лишь в 9 лет ( р 0,001).
Одной из обязательных величин характеристики физического развития детей является окружность грудной клетки (ОГК). По данным наших исследований у мальчиков с 5 до 16 лет происходит увеличение ОГК (в паузе) на 24,70 см, или на 45%. Увеличение не наблюдалось лишь в 14 лет.
Основной прирост ОГК мы наблюдали в 8 (5%), 13 (7%) и 16 лет (8%). Достоверное увеличение данного показателя зафиксировали в 6 ( р 0,01), 8 ( р 0,01), 13 ( р 0,05), 16 лет (р 0,001), в остальных случаях прослеживалась лишь тенденция к увеличению. У девочек ОГК с 5 до 16 лет увеличилась на 20,53 см. (38%), увеличения не наблюдали в 9 и 14 лет. Наибольший прирост в 10 и 13 лет (11% и 10% соответственно). Достоверно показатели ОГК увеличиваются в 6 лет ( р 0,01), 10 ( р 0,001), 13 ( р 0,01) в остальных случаях прирост статистически на значим.
Показатели ОГК у девочек больше в 11, 12, 13, 14 лет, в остальных случаях показатели выше у мальчиков. Межполовые различия нам удалось выявить в 8 ( р 0,02), 9 ( р 0,001) и в 16 лет ( р 0,01).
Важным компонентом уровня и динамики физического развития считается поверхность тела (St). Увеличение абсолютной поверхности тела и уменьшение его относительной поверхности (на 1,00 кг массы) при прочих равных условиях (возраст, пол, период исследования) свидетельствуют о совершенствовании физического развития и указывают на большую морфофункциональную зрелость организма ребенка. Наше обследование показало, что прирост площади поверхности тела у мальчиков с 5 до 16 лет составляет 0,91м (125%). Основной рост был выявлен в 6, 8, 10,13,15,16 лет (от 9 до 13%). Достоверное увеличение St по сравнению с возрастом на год младше наблюдали в 6 ( р 0,001), 7 (р 0,01),8 (р 0,001),9 (р 0,02), 10 (р 0,02), 12 (р 0,05), 16 лет (р 0,02), в другие возрастные периоды увеличение статистически незначимо, причем показатели St в 14 лет остались на прежнем уровне (уровне 13 лет).
У девочек St от 5 до 16 лет увеличивается на 0,81м (107 %), увеличение не наблюдается лишь в 15 лет. Основной прирост зафиксирован в 6, 10, 11, 13 и 16 лет (от 8 до 23%). Достоверное увеличение происходит в 6 ( р 0,02), 7 (р 0,05), 10 ( р 0,001), 13 ( р 0,001), 16 лет ( р 0,05), в остальных случаях рост статистически незначим. Показатели St в 5, 6, 11, 13, 14 лет выше у девочек, в остальных случаях, кроме 7,12 лет (показатели одинаковы) показатели выше у мальчиков. Однако межполовые различия удалось выявить лишь в 9 лет (р 0,001).
Таким образом, в возрастном диапазоне от 5 до 16 лет изучаемые показатели физического развития увеличиваются, причем прирост этих показателей у мальчиков происходит в большей степени, чем у девочек. Основной рост показателей физического развития у мальчиков происходит в 8, 13, 15, 16 лет, а у девочек в 10, 13 лет. Девочки в 11, 13, 14 лет опережают мальчиков данного возраста в приросте изучаемых показателей, но эта разница статистически недостоверна. Только в 9 лет нам удалось выявить достоверные различия между мальчиками и девочками по показателям физического развития, когда изучаемые показатели у мальчиков были выше, чем у девочек.
Реакции насосной функции сердца детей и подростков 5-16 лет на нагрузку повышающейся мощности
Изучение особенностей реакций деятельности сердца на физическую нагрузку повышающейся мощности вызывает неослабевающий интерес у исследователей, поскольку сердце, по мнению М.Р.Могендовича (1963), является эффективным индикатором, способным определить потенциальный уровень приспособляемости вегетативных функций организма, развивающихся под влиянием мышечной деятельности. Реакция сердечно-сосудистой системы является индикатором влияния экзо - и эндогенных факторов (М.Г.Садреева, 2004). Наиболее полное представление о насосной функции сердца развивающегося организма может быть получено в условиях выполнения мышечной нагрузки различной интенсивности, а также в восстановительном периоде. По мнению И.Х.Вахитова, (2005), в условиях выполнения мышечных нагрузок устанавливается более объективная характеристика деятельности сердца.
Степень увеличения ЧСС является мерой нагрузки для организма, так как она повышается соразмерно величине выполняемой работы. Определение и изучение изменений частоты сердцебиений является обязательным компонентом при оценке деятельности сердца и степени его адаптации к мышечной работе. Исследования показали, что отмечается постепенное увеличение ЧСС в ответ на повышение мощности нагрузки (таблица 3.2.5; 3.2.6. и рис. 3.2.12 и 3.2.13). При мощности нагрузки 0,50 Вт/кг показатель ЧСС у испытуемых на первой минуте работы на велоэргометре, по сравнению с исходным состоянием, увеличивался на достоверную величину и в дальнейшем при данной мощности нагрузки оставался практически без изменений. Однако при переходе от мощности нагрузки 0,50 Вт/кг к мощности нагрузки 1,00 Вт/кг частота сердцебиений во всех группах лиц женского пола (кроме 13, 15 лет), а также в группах мальчиков (кроме 10, 13, 15, 16 лет) увеличивалась на достоверную величину. Такое достоверное увеличение ЧСС мы наблюдали и при переходе испытуемых от мощности нагрузки 1,00 Вт/кг к мощности нагрузки 1,50 Вт/кг у мальчиков 6,1, 11, 12, 15 лет; у девочек 5-9, 13,14 лет.
М.Г.Удельнов (1975) полагает, что основную роль в срочной перестройке работы сердца на более высокий уровень функционирования играет снижение тонуса парасимпатической нервной системы, которая ведет к значительному изменению частоты сердцебиений в начале работы. В физиологии физических упражнений и спорта такой период называется врабатыванием. Его следует рассматривать как период времени, в течение которого происходит нарастание работоспособности. Достоверность различий между возрастами одной возрастно-половой группы удалось выявить у 7 и 8-летних девочек при мощности физической нагрузки 0,50 Вт/кг и 1,00 Вт/кг, а также у 16- летних девушек при мощности физической нагрузки 0,50 Вт/кг, 1,00 Вт/кг и 1,50 Вт/кг.
Разница ЧСС у 6- летних мальчиков при мощности нагрузки 1,00 Вт/кг и у 7, 8-летних мальчиков при мощности нагрузки 0,50 Вт/кг и 1,00 Вт/кг оказалась достоверной (р 0,05) по сравнению с группами на год младше. У 11 12 и 14-15-летних девушек на протяжении всего цикла (у 14-летних, начиная с 1-ой минуты выполнения физической нагрузки при мощности 1,00 Вт/кг) и 16-летних девушек, начиная с 1-ой минуты нагрузки при мощности 1,50 Вт/кг ЧСС превышает соответствующие значения у мальчиков (р 0,05).
Непрерывная запись ЭКГ позволила провести анализ прироста ЧСС, выраженного в процентах, при переходе от одной мощности физической нагрузки к другой (табл.3.2.7; 3.2.8.). Наибольший прирост частоты сердцебиений во всех группах испытуемых отмечается при переходе от исходного состояния к нагрузке при мощности 0,50 Вт/кг С увеличением мощности и продолжительности работы частота сердцебиений в обследуемых группах постепенно повышалась, но если наибольшее увеличение ЧСС мы наблюдали при переходе от исходного состояния к нагрузке при мощности 0,50 Вт/кг, то при последующем повышении мощности нагрузки прирост ЧСС был незначительный. Рост ЧСС во время работы у девочек больше, чем у мальчиков. Следовательно, адаптация к физической нагрузке у мальчиков 5-16 лет проходит с меньшим напряжением функции сердца.
Одним из наиболее важных показателей кровообращения является УОК, л при помощи которого можно количественно оценивать кровоснабжение тканей и насосную функцию сердца. В наших исследованиях физическая нагрузка повышающейся мощности вызвала разнонаправленные изменения ударного объема крови у детей и подростков (табл. 3.2.9; 3.2.10 и рис. 3.2.14; 3.2.15). Достоверное увеличение ударного выброса отмечалось в группах мальчиков в возрасте 5, 6, 7, 12, 14, 15 и 16 лет. В возрасте 11 лет отмечали достоверный рост показателей УОК, по сравнению с исходными данными, начиная с 1-ой минуты нагрузки при мощности 1,00 Вт/кг. В группах девочек 5, 6, 7 и 16 лет мы также наблюдали достоверный рост ударного объема крови на 1-ой минуте физической нагрузки повышающейся мощности. У девочек 15 лет увеличение произошло, начиная с 1-ой минуты нагрузки при мощности 1,00 Вт/кг. Во время выполнения нагрузки не замечено достоверного увеличения показателей ударного объема крови у мальчиков 8, 9, 10 и 13 лет и девочек 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 лет.
В.Л.Карпман с соавт., (1982), Ю.С.Ванюшин, Ф.Г.Ситдиков, (1997), анализируя результаты собственных исследований и литературные данные, пришли к выводу о существовании трех типов зависимости УОК от мощности физической нагрузки. Первый тип они связывали со значительным ростом УОК, от величин зарегистрированных в условиях покоя до максимальных величин. В наших исследованиях данный тип зависимости отмечался в группах мальчиков в возрасте 8 и 12 лет. Второй тип зависимости, характеризующийся постоянным увеличением УОК по мере повышения мощности, мы отмечали у мальчиков 5, 6, 7, 11, 13, 14, 15 и 16 лет и у девочек 7 и 13 лет. В группах мальчиков 9,10 лет и девочек 8, 9 лет мы наблюдали третий тип зависимости УОК, который характеризовался некоторым повышением показателей ударного объема крови с последующим понижением их до величин исходного уровня, что показывает на неблагоприятный, не экономный тип реагирования на функциональную нагрузку. Данное явление хорошо известно в возрастной физиологии и свидетельствует о недостаточно высоком базальном резервном объеме крови, который считается своеобразным депо, обеспечивающим увеличение УОК при мышечной деятельности (В.Л.Карпман, Б.Г.Любина, 1982). У девочек 8 лет на 1 минуте выполнения нагрузки мощностью 1,50 Вт/кг зафиксирован так называемый сердечно-сосудистый дрейф (K.R.Turley, 1997), то есть снижение УОК с 29,95 до 26,24 мл. По-видимому, типы зависимости УОК от мощности нагрузки связаны с возрастом и полом испытуемых.
