Влияние занятий спортом на функциональное состояние нервной и дыхательной систем юных футболистов и баскетболистов 10-15 лет разных соматотипов 03. 03. 01 физиология
Вид материала | Автореферат диссертации |
- I. Исследование влияния тренировочных нагрузок на изменение уровня физической работоспособности, 95.1kb.
- Влияние занятий спортом на адаптивные возможности кардио-респираторной системы и характер, 396.5kb.
- Разработка урока физической культуры 5 класс. Тема урока: «Влияние занятий лыжным спортом, 112.29kb.
- Состояние протеолитических систем, сосудистого эндотелия и церебральной гемодинамики, 425.05kb.
- Патофизиологический анализ влияния факторов риска образовательной среды на функциональное, 816.71kb.
- Влияние гелиогеомагнитной активности на функциональное состояние сердечно-сосудистой, 333.23kb.
- Методические основы технической подготовки футболистов 13 глава тактическая подготовка, 604.44kb.
- «Анатомия и физиология центральной нервной системы и сенсорных систем», 102.43kb.
- «Анатомия и физиология центральной нервной системы и сенсорных систем», 256.06kb.
- Краткая учебно-методическая программа по специальности 030. 301. 65 Психология обоснование, 61.88kb.
На правах рукописи
Беленко Ирина Сергеевна
ВЛИЯНИЕ ЗАНЯТИЙ СПОРТОМ НА ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ НЕРВНОЙ И ДЫХАТЕЛЬНОЙ СИСТЕМ
ЮНЫХ ФУТБОЛИСТОВ И БАСКЕТБОЛИСТОВ
10-15 ЛЕТ разных соматотипов
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
Шаханова Ангелина Владимировна
Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор
Губарева Любовь Ивановна
доктор биологических наук, профессор
Шаов Мухамед Талибович
Ведущая организация: Кубанский государственный университет
физической культуры, спорта
и туризма
Защита диссертации состоится «21» мая 2010 г. в 10.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.001.07 в Адыгейском государственном университете по адресу: 385000, Республика Адыгея, г. Майкоп, ул. Пионерская, 260, конференц-зал научной библиотеки АГУ.
С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Адыгейского государственного университета.
Автореферат разослан « 18 » апреля 2010 года.
Учёный секретарь диссертационного совета
кандидат биологических наук, доцент Н.Н. Хасанова
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
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.
ОРГАНИЗАЦИЯ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Эксперимент проводился в течение 3-х лет на одних и тех же детях и подростках, регулярно занимавшихся спортом в режиме ДЮСШОР г. Майкопа. Изучался не только спортивный анамнез (вид спорта, спортивный стаж, направленность тренировочного процесса), но и анамнез состояния здоровья по индивидуальным медицинским картам. В эксперименте на добровольной основе участвовали практически здоровые дети.
Обследовано 60 мальчиков-футболистов и 60 мальчиков-баскетболистов в возрасте 10-15 лет. На начальном этапе обследования спортивный стаж юных спортсменов составлял 2 года, в дальнейшем наблюдения велись в течение пяти тренировочных макроциклов. Годичный цикл был разбит на 2 цикла в году (осень, весна), которые были обозначены нами как макроциклы. Такая цикличность соответствует естественным биоритмам организма и позволяет тренеру варьировать применяемые физические нагрузки [А.С. Солодков, Е.Б. Сологуб, 2005]. Именно в эти периоды наблюдается оптимальный уровень адаптации к физическим нагрузкам или, напротив, развивается утомление в случае нерационально построенных тренировочных занятий.
Контрольную группу составляли 60 школьников 10-15 лет СОШ № 7 г. Майкопа с традиционным двигательным режимом (2 урока физической культуры в неделю). Общее число испытуемых составило 180 школьников. Для стандартизации условий все исследования проводились в первой половине дня (9-12 часов), в условиях температуры комфорта (18-20о С) на базе лаборатории физиологии развития ребенка НИИ комплексных проблем Адыгейского государственного университета.
Анализ полученных показателей нейрофизиологического статуса и функции внешнего дыхания проводился в зависимости от паспортного возраста, тренированности, спортивной специализации, возрастного периода развития, соматотипа.
При оценке возраста мы исходили из методических рекомендаций А.В. Ставицкой и Д.И. Арон (1959). В соответствии с возрастной периодизацией, рекомендованной Институтом возрастной физиологии РАО (1965), обследуемый контингент был разделен на два возрастных периода развития: второе детство (10-12 лет) и подростковый возраст (13-15 лет).
Тренировочный процесс в условиях ДЮСШОР предусматривал ступенчатое увеличение количества тренировочных часов в неделю (с 6 до 10 часов). В ходе всего тренировочного процесса на общую физическую подготовку юных футболистов отводилось 1030 часов, а на специальную и технико-тактическую 447 и 2500 соответственно. Тренировочный режим предусматривал последовательное повышение объема учебного времени по общей (в 2,2 раза), технико-тактической (в 2,9 раза) и по специальной (в 4,8 раза) подготовке за период от начала спортивной специализации (8-9 лет) до этапа углубленной тренировки (15-16 лет). Начиная с возраста 12-13 лет, в тренировочный режим юных футболистов вводились большие нагрузки с высокой интенсивностью и моторной плотностью (до 90%) с целью развития общей и скоростной выносливости.
Структура как тренировочной, так и соревновательной деятельности в баскетболе несколько иная, чем в футболе. В баскетболе на общефизическую подготовку отводится в 3,3 раза меньше учебного времени, чем при занятиях футболом; на специальную в 1,3 раза, на технико-тактическую и интегральную в 1,1 раза. Если на первом году обучения в баскетболе большое внимание уделяется общей физической подготовке (25% учебного времени), то на завершающих этапах учебно-тренировочного периода, напротив, оно сосредотачивается на технико-тактической и интегральной подготовке, а на общую физическую подготовку отводится всего лишь 8% учебного времени (против 21% в футболе). При этом объем соревновательной деятельности в футболе в 2,5 раза выше, чем в баскетболе.
Изучение особенностей нейродинамических процессов юных спортсменов осуществлялось с помощью компьютерного комплекса «НС-ПсихоТест», фирма «НейроСофт» г. Иваново. Данный комплекс включал в себя психофизиологический тестер и IBM-совместимый персональный компьютер. Тестер обеспечивал автоматические предъявления различного рода раздражителей по заданным программам. Исследовались показатели простой зрительно-моторной реакции (ПЗМР), теппинг-теста, которые представляют собой варианты классических методик хронорефлексометрии, характеризуют общий тонус, лабильность, подвижность, силу ЦНС и являются одними из наиболее распространенных показателей при тестировании скорости и быстроты реакции [Е.Б. Сологуб, 1993; А.Ю. Харевская, 1994; Е.П. Ильин, 2001]. Определялись показатели реакции на движущийся объект (РДО), отражающие баланс нервных процессов; показатели критической частоты световых мельканий (КЧСМ), оценивающие силу нервной системы, скорость и четкость зрительных восприятий.
Для оценки психоэмоционального состояния применялись метод статической тремометрии и тест Люшера, который широко применяется не только в клинических, но и в физиологических исследованиях [Л.Ф. Бурлачук, 1999; Г.М. Прошанский, 2000; Л.Н. Собчик, 2001]. Уровень психоэмоциональной напряженности в исходном состоянии оценивался на основании вегетативного коэффициента (ВК), рассчитанного с помощью цветового теста М. Люшера.
Показатели системы внешнего дыхания определялись с использованием компьютерного комплекса «Спиро-Спектр», фирма «НейроСофт» г. Иваново. В физиологическую оценку резервных и функциональных возможностей дыхательного компонента адаптации входило определение: жизненной емкости легких (ЖЕЛ), % от должной жизненной емкости легких (ДЖЕЛ), максимальной вентиляции легких (МВЛ), дыхательного объема (ДО), частоты дыхания (ЧД), минутного объема дыхания (МОД), резервного объема вдоха (РОвд), резервного объема выдоха (РОвыд).
На основании интегрального анализа соматических показателей юные спортсмены в зависимости от спортивной специализации с помощью компьютерной программы «Антропометрия», составленной по методике Н. Шевкуненко в модификации С.Ю. Моргалева, были распределены в пределах каждого возрастного периода развития по трем соматотипам: брахиморфный (Б), мезоморфный (М), долихоморфный (Д).
Анализ результатов проводился с использованием вариационно-статистического метода и метода парных сравнений Стьюдента-Фишера [Б.М. Владимирский, 1983], а также с помощью компьютерной программы STATISTICA 6.0. Учитывая, что исследования проводились в лонгитюдинальном режиме, то даже сравнительно небольшие различия средних величин показателей, как правило, статистически достоверны, что подтверждается методом парных сравнений Стьюдента (Е.М. Четыркин, И.Л. Калихман, 1982).