Влияние занятий спортом на адаптивные возможности кардио-респираторной системы и характер соматического развития школьников 10-16 лет 03. 03. 01-физиология
| Вид материала | Автореферат |
- Примерная тематика курсовых работ по физиологии человека для студентов II курса факультета, 25.55kb.
- Влияние занятий спортом на функциональное состояние нервной и дыхательной систем юных, 433.75kb.
- Разработка урока физической культуры 5 класс. Тема урока: «Влияние занятий лыжным спортом, 112.29kb.
- Особенности кардио-респираторной системы у больных зрелого возраста с воронкообразной, 306.11kb.
- Задачи: Изучить факты вреда компьютерных занятий на здоровье школьников различного, 317.14kb.
- Взаимосвязь физического развития и вариабельности сердечного ритма у школьников, занимающихся, 274.98kb.
- Донозологический контроль соматического здоровья населения 03. 00. 13- физиология, 836.84kb.
- Особенности иммунной системы у подростков, 425.19kb.
- Программа реализации деятельности инновационной площадки по направлению «Создание системы, 427.06kb.
- Учет возрастных особенностей младших школьников при проведении занятий по пдд, 152.04kb.
На правах рукописи
Абрамович Марина Петровна
ВЛИЯНИЕ ЗАНЯТИЙ СПОРТОМ НА АДАПТИВНЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ КАРДИО-РЕСПИРАТОРНОЙ СИСТЕМЫ И ХАРАКТЕР СОМАТИЧЕСКОГО РАЗВИТИЯ ШКОЛЬНИКОВ 10-16 ЛЕТ
03.03.01-физиология
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
кандидата биологических наук
Майкоп - 2010
Работа выполнена на кафедре физиологии Адыгейского государственного университета
Научный руководитель доктор биологических наук, профессор
Псеунок Аминет Аскеровна
Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор
Трохимчук Людмила Федоровна
доктор медицинских наук, профессор
Алексанянц Гайк Дереникович
Ведущая организация - Астраханский государственный университет
Защита состоится «21» мая 2010 г. в _13_часов на заседании диссертационного совета Д 212.001.07 в Адыгейском государственном университете по адресу: 385000, Республика Адыгея, г. Майкоп, ул. Пионерская, д. 260, конференц-зал научной библиотеки АГУ
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Адыгейского государственного университета
Автореферат разослан «20» апреля 2010 г.
Учёный секретарь
диссертационного совета
кандидат биологических наук, доцент Н.Н. Хасанова
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность исследования. В последнее время отмечается тенденция к увеличению количества детей, привлеченных к регулярным занятиям спортом в результате которых у юных спортсменов формируются характерные для каждого вида спортивной деятельности нейрогуморальные механизмы срочной и долговременной адаптации, обеспечивающие быстрое переключение функций для достижения максимального полезного результата. Вместе с тем, в детском спорте необходимо соблюдать принцип адекватности: нагрузка должна дозироваться с учетом возрастных функциональных возможностей организма (П.К. Анохин, 1975; К.В. Судаков, 1992; А.В. Шаханова и др., 2000; А.А. Псеунок, 2001; А.А. Багатов, 2003; Н.А. Агаджанян и др., 2004; Л.Ф. Трохимчук, 2007).
Решающую роль на всех иерархических уровнях адаптации играет кардио-респираторная система. Благодаря высокой лабильности физиологических механизмов ее регуляции она одной из первых включается в компенсаторно-приспособительную деятельность, направленную на адекватное обеспечение тканей кислородом. В многочисленной литературе, касающейся изучения влияния занятий спортом на состояние сердечно-сосудистой системы детей и подростков, недостаточное внимание уделялось исследованию вегетативной регуляции деятельности сердца юных спортсменов, исследования носят фрагментарный и неполный характер (Н.Д. Граевская, 1975; Г.Д. Алексанянц и др., 1999; Ю.С. Ванюшин, 2001; И.Х. Вахитов и др., 2006). В свете вышеизложенного изучение особенностей адаптационных перестроек структур управления и функционирования кардио-респираторной системы организма, его адаптивных резервов представляется одной из актуальных проблем возрастной физиологии (А.Н. Флейшман, 1994; Н.В. Дмитриева, 2004; А.А. Псеунок, 2008).
Использование соматометрических показателей составляет основу оценки физического развития детей, поскольку именно оно в любом возрастном периоде раскрывает диалектику взаимоотношений организма и среды, характеризует метаболические процессы в организме и его функциональное состояние, и в первую очередь является интегральным показателем состояния ССС (А.В. Шаханова, 1998; Е.И. Прахин, В.Л. Грицинская, 2004).
Известно, что занятия спортом сопровождаются значительными метаболическими изменениями, которые позволяют уже на ранней стадии диагностировать признаки утомления, переутомления, напряжения регуляторных систем и вносить коррективы в тренировочный процесс (Р.М. Баевский и др., 1997; М.Ю. Ревякин, 2001; А.И. Рывкин и др., 2005). В качестве индикатора состояния симпато-адреналовой системы и минералокортикоидной активности надпочечников можно использовать состав смешанной слюны (Р.М. Баевский, 1979).
Анализ научных исследований свидетельствует, что в отношении юных спортсменов, специализирующихся в ациклических и циклических видах спорта, комплексные исследования с учетом состояния кардио-респираторной системы, соматического статуса и электролитного состава слюны не проводились. Вместе с тем, проведение подобного исследования в лонгитудинальном режиме позволило бы оценить адаптивные возможности и закономерности функционирования организма на разных периодах онтогенеза. В связи с этим становится очевидной необходимость разрешения указанного противоречия и проведения комплексного лонгитудинального исследования функционального состояния систем жизнеобеспечения юных спортсменов в различные периоды онтогенеза. Это обстоятельство и послужило основой для постановки цели и задач исследования.
Объект исследования: процесс адаптации школьников 10-16 лет к воздействиям спортивных упражнений.
Предмет исследования: характер адаптации кадио-респираторной системы и соматического развития школьников 10-16 лет к воздействиям спортивных упражнений.
Цель исследования: выявить характер и направленность адаптации кардио-респираторной системы и соматического развития школьников 10-16 лет, под влиянием циклических и ациклических видов спорта.
Задачи исследования:
1. Оценить функциональные возможности кардио-респираторной системы у юных спортсменов в зависимости от возраста, тренированности и спортивной специализации.
2. Выявить характер соматического развития юных спортсменов 10-16 лет, занимавшихся циклическими и ациклическими видами спорта.
3. Выявить адаптивные возможности школьников, занимавшихся самбо, дзюдо и шоссейными велогонками по показателям электролитного состава смешанной слюны.
4. Определить степень и характер взаимосвязей параметров сердечно-сосудистой, дыхательной систем, соматического развития и электролитного состава слюны у юных спортсменов разных видов спорта.
Научная новизна исследования. Впервые на основании комплексного лонгитудинального исследования адаптивных возможностей кардио-респираторной системы и соматического развития юных спортсменов 10-16 лет было установлено, что:
- адаптивные возможности организма юных спортсменов-велогонщиков 12-14 лет и дзюдоистов 14-16 лет обусловлены влиянием парасимпатической нервной системы при возрастании роли рабочих структур автономного контура в регуляции сердечного ритма;
- у спортсменов 12-16 лет, занимающихся ациклическими и циклическими видами спорта, сохранялись высокие резервы повышения экономичности дыхания, за исключением юных спортсменов 12-14 лет, занимающихся самбо;
- уменьшение темпов прироста массы тела у самбистов 12-14 лет, сопряженное с преобладанием парасимпатических влияний на регуляцию сердечного ритма и снижением коэффициента Na/K, оптимизация соматического развития дзюдоистов 12-14 лет при сохранении естественных закономерностей роста и развития, равномерный и однонаправленный характер физического развития у велогонщиков 10-14 лет;
- особенности электролитного состава слюны у юных спортсменов разного возраста и направленности тренировочного процесса отражают адаптивные возможности организма;
- установлены корреляционные связи функциональных и биохимических параметров в рамках целостности развития организма юных спортсменов в зависимости от спортивной специализации; у спортсменов-самбистов 14-16 лет выявлена высокая лабильность корреляционных связей, указывающая на активное морфофункциональное становление организма; у дзюдоистов 10-12 лет и спортсменов-велогонщиков 12-14 лет отмечается усиление как внутри-, так и межсистемных корреляционных связей, свидетельствующее о высоких функциональных возможностях и адекватном тренировочном режиме.
Теоретическая значимость исследования. Результаты исследования, полученные в лонгитудинальном режиме, углубляют представления об особенностях адаптационных механизмов растущего организма в условиях расширенного двигательного режима, позволяя выявить приоритетные факторы выявленных изменений на каждом возрастном этапе.
Полученные данные об особенностях изменения с возрастом и ростом тренированности параметров соматического развития, кардио-респираторной системы и биохимических показателей слюны, позволяют выявить функциональные и резервные возможности организма на каждом возрастном этапе, дополняя представления о закономерностях становления адаптационных механизмов детей и подростков, занимающихся спортом.
Практическая значимость. Результаты исследования могут служить в качестве возрастных нормативов, использоваться при спортивном отборе, прогнозировании перетренированности и переутомления, острых физических перенапряжений; при разработке мер, направленных на предотвращение срыва адаптационных процессов.
Результаты исследования могут быть использованы в учебном процессе при изучении физиологии спорта, общей и возрастной физиологии, а также теории и методики физической культуры (имеется акт внедрения).
Полученные данные об адаптивных возможностях юных спортсменов на разных возрастных этапах могут использоваться при планировании и корректировки тренировочного режима в специализированных ДЮСШ по самбо, дзюдо и велоспорту.
Полученные данные послужить теоретической основой разработки эффективной концепции тренировочного процесса.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Высокие функциональные возможности сердечно-сосудистой системы и устойчивость к тренировочным воздействиям у юных велогонщиков 12-14 лет обеспечивается усилением парасимпатических влияний на фоне стабилизации ЧСС и снижения влияний центрального контура регуляции.
2. Одним из компенсаторных механизмов обеспечения кислородного гомеостаза в возрасте 12-14 лет у юных спортсменов ациклических видов спорта является увеличение глубины дыхания за счет дыхательного объема, а у юных спортсменов циклических видов – за счет резервного объема вдоха.
3. Занятия ациклическими видами спорта влияют на соматическое развитие самбистов 12-14 лет и приводят к снижению темпов прироста массы тела, сопряженное с уменьшением коэффициента Na/K и децентрализацией механизмов управления СР, а циклическими, у велогонщиков 10-14 лет - к равномерному и однонаправленному увеличению параметров физического развития.
4. Адаптационные возможности юных спортсменов ациклических и циклических видов спорта связаны не только с состоянием кардио-респираторной системы, но и с изменениями электролитного состава смешанной слюны.
5. Степень и характер корреляционных взаимосвязей кардио-респираторной системы, параметров соматического развития и электролитного состава слюны отражает процессы регулирования физиологических и функциональных резервов организма.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены на «VI Всероссийской с международным участием школе-конференции по физиологии кровообращения» (Москва, 2008); на ежегодных всероссийских научных конференциях молодых ученых «Наука. Образование. Молодежь» (Майкоп: 2007 - 2009); на Всероссийской заочной научно-практической конференции с международным участием, 30 октября 2008 г. Мордов. гос. пед. ин-т (Саранск, 2008); на VI Сибирском физиологическом съезде // (Барнаул, 2008); на VIII молодежной научной конференции Института физиологии Коми НЦ УрО РАН «Физиология человека и животных: от эксперимента к клинической практике» (Сыктывкар, 2009).
Автором опубликовано 11 работ по теме диссертации, из них 2 в ведущих рецензируемых научных журналах, рекомендованных ВАК РФ.
Внедрение результатов исследования. Работа выполнена в рамках аналитической ведомственной целевой программы «Развитие научного потенциала высшей школы (2009-2010)» при поддержке гранта № 3796 «Влияние спортивной специализации на показатели здоровья и состояние адаптационных процессов растущего организма». Основные теоретические положения и выводы диссертационного исследования используются в учебном процессе при изучении курсов «Возрастная анатомия и физиология», «Физиология кровообращения», «Адаптация организма к условиям внешней среды» в Адыгейском государственном университете; учебно-тренировочном процессе АР ДЮСШ олимпийского резерва по дзюдо, АР ДЮСШ олимпийского резерва по велоспорту (три акта внедрения результатов).
Объем и структура диссертации
Работа состоит из введения, включающего обзор литературы, описания материалов и методов исследования, результатов собственных исследований и их обсуждения, выводов и библиографического указателя, включающего в себя 208 литературных источников, в том числе 75 зарубежных. Диссертация изложена на 167 страницах компьютерного текста, содержит 27 таблиц и иллюстрирована 53 рисунками.
организация и Методы исследования
В лонгитудинальном режиме на протяжении двух лет на базе АР ДЮСШ олимпийского резерва по самбо, АР ДЮСШ олимпийского резерва по дзюдо, АР ДЮСШ олимпийского резерва по велоспорту г. Майкопа были обследованы 204 юных спортсмена 10-16 лет, из них самбо занимались 88, дзюдо – 81 и велоспортом - 35. Все испытуемые регулярно тренировались, принимали участие в региональных и всероссийских соревнованиях. Спортивный стаж к моменту эксперимента составлял от 2 до 6 лет. Юные спортсмены регулярно проходили углубленное обследование в Адыгейском республиканском центре медицинской профилактики и относились к первой и второй группе здоровья согласно анализу медицинских карт. На участие в исследовании было получено письменное согласие каждого респондента.
В ходе обследования контролировался рацион испытуемых, а также режим их питания. Наблюдение проводилось по 8 группам, дифференциацированным в зависимости от возраста, вида спорта и этапа спортивной подготовки. В количественном соотношении эти группы распределились следующим образом: занимавшихся самбо: 10-12 лет – 28, 12-14 лет – 31, 14-16 лет – 29 спортсменов; занимавшихся дзюдо: 10-12 лет – 22, 12-14 лет – 27, 14-16 лет – 32 спортсмена; занимавшихся шоссейными велогонками 10-12 лет 19 и 12-14 лет – 16 спортсменов. Обследование проводили в начале и конце тренировочного макроцикла – осенью и весной, в одни и те же дни недели за 1-1,5 часа до тренировки. Результаты исследования сопоставлялись с характером тренировочных нагрузок, спортивным стажем, сезонным циклом тренировок.
Учебно-тренировочный процесс осуществлялся по модифицированной программе ДЮСШ. Общее количество занятий составляло на этапе начальной подготовки 1030 часов, на этапе общей и специальной подготовки 1060, на этапе технического совершенствования 1100 часов.
Обследованные спортсмены в значительной степени отличались по характеру выполняемых физических упражнений. Так, у спортсменов, занимавшихся шоссейными велогонками (циклический вид спорта) тренировка была направлена преимущественно на выработку общей выносливости, а у борцов (ациклический вид спорта) - скоростно-силовых качеств и специальной выносливости.
Так, юные спортсмены, занимавшиеся самбо, в 10-12 лет тренировались 3 раза в неделю по 1,5 часа, причем около получаса посвящалось эстафетам и подвижным играм. Начиная с 13 лет, количество тренировок увеличивалось до 5 раз в неделю, и время их составляло 2-2,5 часа. Существенное внимание уделялось общефизической и специальной подготовке. Разминка и основная часть тренировки проводилась в общей группе.
Юные спортсмены, занимавшиеся дзюдо, в 10-12 и 12-14 лет занимались 4 раза в неделю, а начиная с 14-16 лет 5-6 раз. Разные по возрасту и подготовке спортсмены-дзюдоисты занимались в разных группах, имели разные комплексы разминочных упражнений и основную часть тренировки. Много времени посвящалось тренировке общей выносливости - 1 раз в неделю устраивался кросс продолжительностью 1,5-2 часа.
Шоссейные велогонщики 10-12 и 12-14 лет тренировались 5 раз в неделю. Продолжительность этапа начальной подготовки (10-12 лет) составляла 2 года. Объем общей и вспомогательной физической подготовки на этапе составил 90%, специальной - 10%, продолжительность одного учебно-тренировочного занятия – 60 – 90 мин. Тренировочная нагрузка носила преимущественно игровой характер и частично - соревновательный. На этапе предварительной базовой подготовки юных велогонщиков (12-14 лет) наряду с решением задач предыдущего этапа большое внимание уделялось целенаправленной спортивной подготовке. Продолжительность тренировочного занятия составляла 2 – 2,5 часа. Общая и вспомогательная физическая подготовка составила 75%, специальная - 25% (в основном техническое совершенствование). Основное внимание уделялось развитию быстроты.
Применение подобного рода тренировочных нагрузок позволяет добиться высоких спортивных результатов. Однако подобного рода тренировки нуждаются в строгом медико-биологическом контроле.
Соматическое развитие оценивали по основным показателям антропометрических измерений. Измерения испытуемых были выполнены стандартным инструментарием с соблюдением унифицированной методики (П.Н. Башкиров, 1962). Определялась длина тела, масса и окружность грудной клетки в паузе.
Определение электролитов проводилось в смешанной слюне после 1,5-2 часов после еды фотоколориметрическим методом с помощью прибора КФК-3. Натрий определялся микроколориметрическим методом (по Олбенису и Лейну). Калий определялся фотоколориметрическим микрометодом определения (по Н. Лазареву). Рассчитывали величины Na/K коэффициента, связанные обратно-пропорциональной зависимостью с уровнем активности симпато-адреналовой и гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы. Коэффициент Na/K предложен Р.М. Баевским (1983) для оценки адаптивных возможностей организма.
Респираторная система исследовалась тестом ФЖЕЛ (форсированной жизненной емкости легких), ДО и РОвд. Исследование проводилось при помощи прибора «Спиро-Спектр», компьютера и соответствующего программного обеспечения.
Исследование ритма сердечных сокращений осуществлялось по методике Р.М. Баевского, которая заключалась в следующем: при помощи электрокардиографа «Полиспектр-Ритм», компьютера “Toshiba L 30” и соответствующего программного обеспечения в течение 2 минут регистрировалась ЭКГ во втором стандартном отведении. Затем ему предлагалось выполнить за 30 секунд 30 глубоких приседаний. Непосредственно после этого производилась повторная регистрация ЭКГ. Предлагаемая функциональная нагрузка рекомендована Г.А. Макаровой, (2002).
Результаты исследования обработаны методом вариационной статистики по Стьюденту. Проводили корреляционный анализ изучаемых показателей для малых выборок.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Динамика показателей ССС юных спортсменов 10-16 лет, занимавшихся самбо, дзюдо и велоспортом. Рассматривая ССС как индикатор состояния целостного организма и учитывая необходимость изучения с целью прогнозирования ее возможных реакций (в первую очередь процессов энергетического обеспечения), мы остановимся на некоторых исследованиях с применением вариационной пульсометрии в плане ее использования для прогнозирования адаптивных возможностей кардио-респираторной системы.
Полученный нами экспериментальный материал позволяет говорить о снижении ЧСС ко второму макроциклу (P>0,05) у самбистов 10-12 лет в покое (рис.1).
ЧСС, уд/мин.
10-11 лет
11-12 лет
n
n
v
Рис. 1. Динамика ЧСС спортсменов 10-12 лет, занимавшихся самбо, в покое и после нагрузки
Достоверность различий между показателями:
n – в покое и после нагрузки,
v – между макроциклами.
Систематические занятия физическими упражнениями также вызывают экономизацию сердца в покое, что выражается в снижении ЧСС детей по сравнению со сверстниками, не занимавшихся спортом. Тестирующая нагрузка приводит к увеличению ЧСС, но достоверных величин разница достигает только к концу второго макроцикла (P<0,05), и усилению симпатических влияний с сохранением преобладания в вегетативном балансе тонуса вагуса. Ю.С. Ванюшин (2001) отмечает, что обусловленность приспособительных процессов влиянием симпатической нервной системы встречается у юных спортсменов, размеры левого желудочка у которых еще не увеличены. Это обеспечивает увеличение сократимости вне зависимости от исходного растяжения.
Анализ индивидуальных значений центрального контура регуляции СР у мальчиков-самбистов 10-12 лет показал, что группа ваготоников составила 62,5% детей, нормотоников 25,5% и симпатикотоников 12%. После тестирующей нагрузки группа ваготоников увеличилась до 82,7%, а симпатикотоников до 17,3% (рис.2). В обследованной группе самбистов 10-12 лет преобладает ваготонический тип регуляции как в покое, так и после тестирующей нагрузки. По нашему мнению, полученные данные свидетельствуют о сниженных функциональных возможностях в данный возрастной период. По мнению З. Трефни, И.А. Берсеневой (1999), усиленный тонус парасимпатического отдела ВНС в подобном случае следует рассматривать как защитную реакцию организма, направленную на снижение интенсивности обмена веществ в миокарде.
Рис. 2. Гистограмма распределения ИН спортсменов 10-11 лет, занимавшихся самбо, в покое и после нагрузки
Анализируя изменения ЧСС в покое у мальчиков-самбистов 12-14 лет можно отметить, что к концу четвертого макроцикла исследования отмечается их урежение по сравнению с исходными (P<0,05) (рис.3).