Влияние повышенного двигательного режима на состояние сердечно-сосудистой системы и ее регуляторных механизмов у детей 11-16 лет

Размещено на http://www.allbest.ru/

Сибирский государственный университет физической культуры и спорта

Влияние повышенного двигательного режима на состояние сердечно-сосудистой системы и ее регуляторных механизмов у детей 11-16 лет

Кудря О.Н., доктор биологических наук, доцент

Фадеева А.Ю., аспирант

Омск

В исследовании принимали участие школьники, не занимающиеся спортом (n=104), и юные спортсмены, занимающиеся хоккеем с шайбой (n=100), трех возрастных групп: 11-12 лет, 13-14 лет, 15-16 лет. В состоянии покоя и при проведении активной ортостатической пробы регистрировали показатели центральной гемодинамики и показатели вариабельности ритма сердца, рассчитывали показатель эффективности адаптации. Исследование проводили в начале (сентябрь) и в конце (май) учебного года.

Результаты. В динамике учебного года как у юных спортсменов, так и у школьников, не занимающихся спортом, в возрасте 11-12 лет и 15-16 лет отмечается напряжение регуляторных механизмов и снижение эффективности процессов адаптации. Однако снижение адаптационных резервов у подростков с повышенным двигательным режимом выражено в меньшей степени, чем у школьников, не занимающихся спортом. В возрасте 13-14 лет весь учебный год сопровождается напряжением в работе сердечно-сосудистой системы.

Заключение. Изменения адаптационных резервов сердечно-сосудистой системы в процессе учебного года у школьников 11-17 лет, не занимающихся спортом, и спортсменов имеют одинаковую направленность. Однако причины снижения эффективности адаптации сердечно-сосудистой системы к концу учебного года у спортсменов связаны с большим объемом скоростно-силовых нагрузок и высоким психоэмоциональным напряжением тренировочной и соревновательной деятельности, а у школьников, не занимающихся спортом, - с низким уровнем двигательной активности.

Ключевые слова: вегетативная регуляция, сердечно-сосудистая система, юные спортсмены, повышенный двигательный режим.

INFLUENCE OF INCREASED MOTION STATE ON CARDIOVASCULAR SYSTEM AND ITS REGULATORY MECHANISMS IN CHILDREN AGED 11-16

Kudrya O. N., Grand PhD in Biological sciences, Associate Professor Fadeeva A. Yu., postgraduate student Siberian State University of Physical Education and Sports, Omsk

The study involved schoolchildren who are not involved in sports (n = 104) and young athletes involved in ice hockey (n = 100) of three age groups: 11-12 years old, 13-14 years old, 15-16 years old. At rest and during the active orthostatic test, the indices of central hemodynamics and indices of heart rate variability were recorded, and the indicator of adaptation efficiency was calculated. The research was carried out at the beginning (September) and at the end (May) of the academic year.

Results. In the dynamics of the academic year, both young athletes and schoolchildren who do not go in for sports at the age of 11-12 and 15-16 years old show tension in regulatory mechanisms and a decrease in the effectiveness of adaptation processes. However, the decrease in adaptive reserves in adolescents with increased motor modes is less pronounced than in schoolchildren who do not go in for sports. At the age of 13-14, the entire school year is accompanied by stress in the work of the cardiovascular system.

Conclusion. Changes in the adaptive reserves of the cardiovascular system during the school year in schoolchildren aged 11-17 who do not go in for sports and athletes have the same direction. However, the reasons for the decrease in the effectiveness of adaptation of the cardiovascular system by the end of the academic year in athletes are associated with a large volume of speed-power loads and high psycho-emotional stress of training and competitive activity, and in schoolchildren who do not go in for sports, with a low level of motor activity.

Keywords: autonomic regulation, cardiovascular system, young athletes, increased motion state.

Введение

Формирование различных звеньев аппарата кровообращения в ходе возрастного развития представлено в многочисленных исследованиях [2, 4]. В ходе онтогенеза совершенствуется морфофункциональная организация сердечно-сосудистой системы и ее регуляторных механизмов. По мнению специалистов, пубертатный возраст является одним из самых сложных в развитии сердечно-сосудистой системы [4, 7]. В настоящее время наблюдается рост сердечно-сосудистых заболеваний у детей и подростков, в основе развития которых лежит вегетативная дисфункция [7].

Общепризнанно, что регулярное выполнение физических нагрузок снижает риск развития сердечно-сосудистых заболеваний, способствует морфологическому и функциональному созреванию физиологических систем организма. Однако нарушения со стороны сердечно-сосудистой системы встречаются у 30% юных и 50% взрослых спортсменов. Поэтому проблема сохранения функциональных резервов аппарата кровообращения и в целом уровня здоровья спортсменов является наиболее острой для специалистов в области физической культуры и спорта. Для решения данной проблемы необходимы знания о закономерностях формирования сердечно-сосудистой системы как на этапах многолетней спортивной подготовки, так и в ходе годичного цикла. Следует учитывать и тот факт, что юные спортсмены, как школьники, не занимающиеся спортом, испытывают на себе влияние повышенных умственных нагрузок, связанных с интенсификацией учебной деятельности, высокими требованиями к качеству знаний, нерегламентированным использованием технических средств (компьютеров) в учебном процессе.

Цель исследования - изучить влияние повышенного двигательного режима на формирование вегетативного обеспечения сердечно-сосудистой системы у детей 11-16 лет в процессе учебного года.

Материалы и методы. В исследовании принимали участие юные хоккеисты, занимающиеся в ДЮСШ «Авангард» (n=100), и школьники г. Омска, не занимающиеся спортом (n=104). Для выявления возрастных закономерностей формирования сердечнососудистой системы юные спортсмены и школьники были разделены на группы 11-12 лет, 13-14 лет, 15-16 лет.

Школьники, не занимающиеся спортом, были отнесены к основной группе и посещали уроки физической культуры 3 раза в неделю согласно школьной программе. Дополнительный двигательный режим у хоккеистов был регламентирован профессиональным стандартом спортивной подготовки по хоккею с шайбой: 11-12 лет - тренировки 6 раз в неделю, 13-14 лет и 15-16 лет - 9 раз в неделю. Объем соревновательной нагрузки составил: 11-12 лет - 30, 13-14 лет - 36, 15-16 лет - 60 соревнований в год.

Для оценки вегетативной регуляции сердечно-сосудистой системы использовали методы вариабельности ритма сердца: спектральный анализ и метод вариационной пульсометрии [1]. Регистрация показателей осуществлялась в состоянии относительного покоя и при проведении активной ортостатической пробы (АОП) с использованием аппаратно-программного комплекса Полиспектр (ООО Нейрософт, г. Иваново). Согласно рекомендациям Международного стандарта (1996), для анализа использовали короткие (5-минутные) записи [8].

Статистическая обработка полученных данных проводилась с помощью пакета программ Statistica 6.0. Для проверки переменных на нормальность распределения использовали критерий Колмогорова-Смирнова. Все изучаемые величины имели нормальное распределение, поэтому для сравнения показателей использовали критерий Стьюдента.

Результаты исследования и их обсуждение

Показатели частоты сердечных сокращений (ЧСС), среднего артериального давления (АДср.), двойного произведения (ДП) являются интегральными и характеризуют различные аспекты состояния сердечно-сосудистой системы.

В ходе исследования отмечено статистически значимое увеличение ЧСС к концу учебного года у детей 11-12 лет, не занимающихся спортом. В возрасте 13-14 лет и 15-16 лет достоверных изменений данного показателя в процессе учебного года выявлено не было.

У спортсменов 11-12 лет и 13-14 лет изменения ЧСС к концу учебного года не отмечалось, в возрасте 15-16 лет было выявлено значимое снижение данного показателя.

Среднее артериальное давление является интегральной величиной и характеризует непрерывный ток крови по сосудам, обеспечивая бесперебойное снабжение тканей и органов кислородом и питательными веществами. Показатель АДср. является до-

вольно устойчивой величиной, которая должна удерживаться на постоянном уровне. Анализ динамики АДср. не выявил значительных изменений в процессе учебного года как у юных спортсменов, так и у школьников, не занимающихся спортом.

конец учебного года

Рисунок 1. ЧСС мальчиков, занимающихся (А) и не занимающихся (Б) спортом в начале и конце учебного года

Примечание: \///1 - начало учебного года,

Динамика показателя ДП, характеризующего снабжение миокарда кислородом и сопряженность насосной функции миокарда с темпами физического развития, свидетельствует о повышении экономичности работы сердечно-сосудистой системы в состоянии покоя только у хоккеистов 15-16 лет. В других группах статистически значимых изменений данного показателя не выявлено.

Возможность организма адаптироваться к физическим и учебным нагрузкам определяется состоянием вегетативной нервной системы, которая обеспечивает контроль и координацию работы физиологических систем организма, приспосабливая их к изменяющимся условиям среды. Для оценки состояния регуляторных систем организма используют методы вариабельности сердечного ритма.

Анализ показателей спектрального анализа в покое и при проведении активной ортостатической пробы в начале учебного года выявил, что ответная реакция со стороны вегетативной нервной системы на внешнее воздействие (АОП) у спортсменов близка к «взрослому организму»: отмечается рост адренергических механизмов (увеличение мощности LF-волн при незначительном снижении VLF-волн).

У детей, не занимающихся спортом, отмечается отставание в формировании симпатического отдела вегетативной нервной системы (ВНС), что выражается в снижении мощности LF-волн и повышении VLF-волн в ответ на изменение тела в пространстве. Подобная динамика при проведении АОП свидетельствует о невозможности обеспечить срочную адаптацию сердечно-сосудистой системы за счет автономных механизмов и необходимости подключения высших надсегментарных центров ВНС.

Для оценки вегетативной реактивности симпатического отдела ВНС использовали методику М.Н. Беляевой (2003). У юных спортсменов и не занимающихся детей в возрасте 11-12 лет в конце учебного года снижаются функциональные возможности симпатического отдела ВНС: уменьшается количество адекватных реакций со стороны адренергических механизмов и увеличивается количество избыточных (гиперсимпати- котонических) и недостаточных (асимпатикотонических) реакций. В 13-14 лет увеличивается количество асимпатикотонических реакций у всех исследуемых групп.

В 15-16 лет к концу учебного года среди спортсменов отмечено увеличение избыточной реакции симпатического отдела на внешнее воздействие (67%), в то время как среди подростков, не занимающихся спортом, наблюдается положительная динамика: 73% школьников имели нормальный симпатикотонический тип реакции, значительно снизилось число случаев гипер- и асимпатикотонических реакций (рисунок 2).

Анализ интегральных показателей, характеризующих работу сердечно-сосудистой системы (ЧСС, ДП, АДср.), в начале и по окончании учебного года не выявил существенных различий между подростками с повышенным двигательным режимом (хоккеисты) и школьниками с обычным двигательным режимом. На основе показателей вариабельности ритма сердца в покое и при проведении АОП было выявлено, с одной стороны, замедление созревания симпатического отдела ВНС у детей, не занимающихся спортом и, с другой стороны, увеличение случаев неблагоприятных типов вегетативной реактивности к концу учебного года у хоккеистов 15-16 лет.

Для выявления взаимодействия между сердечно-сосудистой системой и ее регуляторными механизмами в течение учебного года провели корреляционный анализ между показателями центральной гемодинамики и показателями вариабельности ритма сердца, отражающими состояние регуляторных систем организма.

По результатам корреляционного анализа рассчитывали коэффициент эффективности адаптации (КЭА), как отношение числа «жестких» связей к числу «общих» [3]. По мнению Р.М. Баевского (1984), увеличение количества «сильных» взаимосвязей (r> 0,70) свидетельствует о напряжении адаптационных процессов, снижает степень автономности сердечно-сосудистой системы и возможность образования «новых функциональных ансамблей». Напротив, увеличение общих корреляционных взаимосвязей (r=0,41-0,69) повышает способность систем, участвующих в регуляции аппарата кровообращения, быстро и адекватно изменяющимся условиям реагировать на внешние воздействия, приспосабливая организм к новым условиям существования.

Значительное снижение эффективности функционирования сердечно-сосудистой системы и ее регуляторных механизмов отмечается к концу учебного года в возрасте 11-12 лет и 15-16 лет. Однако снижение адаптационных резервов у подростков с повышенным двигательным режимом выражено в меньшей степени, чем у школьников, не занимающихся спортом (таблица). школьник сердечный спортсмен

Таблица Количество корреляционных взаимосвязей между показателями центральной гемодинамики и показателями вегетативной регуляции

В 13--14 лет напряжение адаптационных механизмов отмечено уже в начале учебного года как у спортсменов, так и у не занимающихся спортом школьников. К концу учебного года инертность системы кровообращения и ее регуляторных механизмов продолжает увеличиваться. Как отмечают специалисты в области возрастной физиологии, возраст 13-14 лет является наиболее сложным (критическим) в онтогенезе человека. Именно в этом возрастном диапазоне происходят существенные морфофункциональные перестройки в работе основных физиологических систем, при этом снижается возможность быстро приспосабливаться к изменяющимся внешним воздействиям. По окончании этого периода организм выходит на новый уровень функционирования [6].

Заключение

Анализ интегральных гемодинамических показателей (ЧСС, ДП, АДср.) у детей разных возрастных групп, занимающихся и не занимающихся спортом, не выявил существенных изменений в состоянии сердечно-сосудистой системы в динамике учебного года. Анализ показателей, характеризующих систему вегетативной регуляции сердечной деятельности и взаимодействие отдельных звеньев аппарата кровообращения, выявил напряжение адаптационных механизмов в конце учебного года в возрасте 11-12 лет и 15-16 лет у школьников с обычным и повышенным двигательным режимом. В возрасте 13-14 лет сердечно-сосудистая система у всех детей функционирует с напряжением на протяжении всего учебного года.

Однако причины снижения адаптационных резервов сердечно-сосудистой системы к концу учебного года у детей с обычным и повышенным двигательным режимом разные. У спортсменов напряжение регуляторных механизмов и снижение эффективности адаптации к концу учебного года связано с большим объемом тренировочных заданий скоростно-силовой направленности и длительным соревновательным периодом, когда юные игроки испытывают значительные психоэмоциональные нагрузки. Для нормализации функционального состояния сердечно-сосудистой системы и ее регуляторных механизмов можно рекомендовать увеличение заданий аэробной направленности и использование методик, способствующих нормализации психоэмоционального состояния (например, использовать музыкальное сопровождение в заключительной части тренировочного занятия).

У детей, не занимающихся спортом, снижение адаптационного потенциала связано, в первую очередь, с низкой двигательной активностью. Согласно рекомендациям Российского кардиологического общества, для школьников необходимы ежедневные физические нагрузки умеренной и высокой интенсивности продолжительностью не менее 60 мин. Основная часть двигательной активности должна выполняться в аэробном режиме [5]. На наш взгляд, дополнительные самостоятельные занятия физической культурой будут способствовать созреванию отделов ВНС и сохранению адаптационных резервов организма на протяжении учебного года.

Литература

1. Баевский Р.М., Кириллов О.И., Клецкин С.З. Математический анализ изменений сердечного ритма при стрессе. - М.: Наука, 1984. - 221 с.

2. Беляева Л.М., Хрусталева Е.К. Сердечно-сосудистые заболевания у детей и подростков. - 2-е издание, перераб. и дополненное. - Минск: Вышейная школа, 2003. - 365 с.

3. Бондарь Н.В. О критериях эффективности адаптации сердечно-сосудистой системы // Физиология развития человека: материалы Международной конференции, посвященной 55-летию Института возрастной физиологии РАО. - М.: НПО «Образование от А до Я», 2000. - С. 112-114.

4. Возрастно-половые особенности и механизмы адаптационных реакций у детей в пре- и пубертатный периоды развития / Шайхелисламова М.В. [и др.] // Физиология человека. - 2009. - Т. 35. - № 6. - С. 103-110.

5. Профилактика сердечно-сосудистых заболеваний в детском и подростковом возрасте. Российские рекомендации // Российский кардиологический журнал. -2012. - № 6 (98). - С. 2-39.

6. Сонькин В.Д., Тамбовцева Р.В., Маслова Г.М. Возрастное развитие тканевых источников энергообеспечения мышечной функции // Вестник спортивной науки. - 2009. - № 6. - С. 32-39.

7. Тимофеева Е.П. Состояние вегетативной нервной системы у подростков 1517 лет // Российский вестник перинатологии и педиатрии. - 2016. - № 4. - С.82-87.

8. Task Force of the European Society of Cardiology and the North American Society of Pacing and Electrophysiology. Heart Rate Variability/ Standards of Measurements, Physiological Interpretation, and Clinical Use. // Circulation. - 1996. - V. 93. - P. 1043-1065.

References

1. Baevskij R.M., Kirillov O.I., Kleczkin S.Z. Matematicheskij analiz izmenenij serdechnogo ritma pri stresse. - M.: Nauka, 1984. - 221 s.

2. Belyaeva L.M., Xrustaleva E.K. Serdechno-sosudisty'e zabolevaniya u detej i podrostkov. - 2-e izdanie, pererab. i dopolnennoe. - Minsk: Vy'shejnaya shkola, 2003. - 365 s.

3. Bondar' N.V. O kriteriyax e'ffektivnosti adaptacii serdechno-sosudistoj sistemy' // Fiziologiya razvitiya cheloveka: materialy' Mezhdunarodnoj konferencii, posvyashhennoj 55-letiyu Instituta vozrastnoj fiziologii RAO. - M.: NPO «Obrazovanie ot A do Ya», 2000. - S. 112-114.

4. Vozrastno-polovy'e osobennosti i mexanizmy' adaptacionny'x reakcij u detej v pre- i pubertatny'j periody' razvitiya / Shajxelislamova M.V. [i dr.] // Fiziologiya cheloveka. - 2009. - T. 35. - № 6. - S. 103-110.

5. Profilaktika serdechno-sosudisty'x zabolevanij v detskom i podrostkovom vozraste. Rossijskie rekomendacii // Rossijskij kardiologicheskij zhurnal. -2012. - № 6 (98). - S. 2-39.

6. Son'kin V.D., Tambovceva R.V., Maslova G.M. Vozrastnoe razvitie tkanevy'x istochnikov e'nergoobespecheniya my'shechnoj funkcii // Vestnik sportivnoj nauki. - 2009. - № 6. - S. 32-39.

7. Timofeeva E.P. Sostoyanie vegetativnoj nervnoj sistemy' u podrostkov 15-17 let // Rossijskij vestnik perinatologii i pediatrii. - 2016. - № 4. - S.82-87.

8. Task Force of the European Society of Cardiology and the North American Society of Pacing and Electrophysiology. Heart Rate Variability/ Standards of Measurements, Physiological Interpretation, and Clinical Use. // Circulation. - 1996. - V. 93. - P. 1043-1065.

Размещено на Allbest.ru