Визначення особливостей формування функціональної підготовленості у курсантів закладів вищої освіти Міністерства внутрішніх справ України

Hinzburh I. Determination of The Features of The Formation of Functional Training of The Cadets of The Institutions of Higher Education of The MIA of Ukraine. Determination of the features of the formation of functional fitness of the cadets of higher education institutions of the Ministry of Internal Affairs of Ukraine in the process of their educational and training classes is extremely important for ensuring the adaptive capabilities of the body and creating optimal conditions for increasing general and special physical fitness. Structural and functional restructuring of the regulation of the human body occurs under the influence of the educational and training process. The prerequisites for the development of the program for improving the physical and functional readiness of the cadets were the determination of the features of their functional state of the cardiovascular, respiratory, and vegetative systems at the beginning of the pedagogical research. The purpose of the study is to investigate the peculiarities of the formation of functional readiness of the cadets of higher education institutions of the Ministry of Internal Affairs of Ukraine. The object of the study is the functional training of the cadets of the Military Academy of the Ministry of Internal Affairs of Ukraine. The subject of the study is the cadets of the Military Academy of the Ministry of Internal Affairs of Ukraine. The subject of the study is the level of professional training of the cadets of the Military Academy of the Ministry of Internal Affairs of Ukraine. Research methods: theoretical analysis, systematization and generalization of data, methods of assessing the functional state of the external respiratory system, central hemodynamics and autonomic nervous system, methods of assessing the contractile function of the heart, methods of mathematical processing of the obtained results. Study results. In connection with the activity of mechanisms of neurohormonal regulation, changes in heart rhythm were considered as a result of the activity of various parts of the autonomic nervous system that modulated cardiac activity and heart rhythm. The need for a preventive approach to vegetative disorders in cadets of the Military Academy of the Ministry of Internal Affairs of Ukraine was established, the functional state of the sympathoadrenal system was determined, and the peculiarities of the vegetative regulation of the heart rhythm were revealed. The basis of pre-hospital diagnosis is the assessment of regulation, which made it possible to assess the functional status and reserves of adaptation due to the speed of response. Conclusions. According to the results of the survey of the cadets conducted at the ascertainment stage of the pedagogical research, reduced functional capabilities of the cardiovascular, respiratory and vegetative systems were established, which created the prerequisites for the development of an experimental program for their improvement through the use of means that include the whole body, universal schemes for engaging motility in several planes movements such as the basic elements of Jiu-Jitsu.

Key words: cadets of the Military Academy of the Ministry of Internal Affairs of Ukraine, functional state, external breathing systems, central hemodynamics, autonomic nervous system, contractile function of the heart.

Вступ

Постановка проблеми. Основною метою перевірки рівня функціональної підготовленості курсантів є визначення їх придатності до опанування навчальної програми за відповідним рівнем вищої освіти в ЗВО МВС України, їх здатності переносити фізичні навантаження без зниження працездатності під час виконання службових завдань [2]. Новобранці поліції повинні пройти навчання для підготовки до своїх обов'язків поліцейських. Неможливість фізично виконувати свої професійні обов'язки може мати серйозні наслідки не лише для їхнього особистого здоров'я, а й для громадськості, яка покладається на цей персонал для безпеки та захисту [4].

Ефективність поліції та інших спеціалізованих служб визначається наявністю у правоохоронців сучасних інноваційних технологій та вмінням їх використовувати в відповідних умовах [6]. Професійну компетентність поліцейських, як вказують дослідники, формує здатність ефективно виконувати свої обов'язки, що обумовлена ступенем оволодіння відповідними знаннями та вміннями, а також його функціональною та фізичною готовністю до виконання специфічної діяльності [5].

Погіршити продуктивність у результаті короткочасної гострої динамічної дії, як вказується дослідниками, може фізіологічний стрес [7]. Відповідний фізіологічний вплив на нейробіологічні функції, має реакція на стрес викликаючи, при цьому, як збільшення артеріального тиску, частоти серцевих скорочень, так і вазодилатацію, дихання тощо [8]. Науковцями зазначено, що вплинути на зміни дихальних патернів взмозі короткочасна варіабельність серцевого ритму, яка пов'язана із операційним стресом [3]. Тому, наше дослідження спрямоване на вивчення особливостей формування функціональної підготовленості у курсантів закладів вищої освіти МВС України.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота виконана у відповідності до тем: «Теоретико-методичні засади вдосконалення навчально-тренувального процесу у різних видах спорту» (державний реєстраційний номер: 0122U001108) плану науково-дослідної роботи Запорізького національного університету на 2022-2026 рр.

Мета дослідження: дослідити особливості формування функціональної підготовленості у курсантів закладів вищої освіти МВС України.

Матеріал і методи дослідження: теоретичний аналіз, систематизація й узагальнення даних, методи оцінки функціонального стану системи зовнішнього дихання, методи оцінки функціонального стану вегетативної нервової системи, методи оцінки скорочувальної функції серця та стану центральної гемодинаміки, методи математичної обробки отриманих результатів.

Комп'ютерну спірографію використовували для об'єктивної оцінки функціонального стану системи зовнішнього дихання шляхом вимірювання легеневих дихальних об'ємів та визначення порушень і резервів дихальної функції за допомогою програмно-апаратного комплексу СПІРОКОМ. Безпосередньо перед виконанням вимірювань був проведений інструктаж з демонстрацією способу виконання необхідних дихальних маневрів. За спірограмою оцінювалися такі показники: хвилинний об'єм дихання (ХОД), життєва ємність легень (ЖЄЛ), максимальна вентиляція легень (МВЛ), резервний об'єм вдиху (РОвд), резервний об'єм видиху (РОвид), форсована життєва ємність (ФЖЄЛ), об'єм форсованого видиху за 1 секунду (ОФВ1).

Для оцінки функціонального стану вегетативної нервової системи використовували програмно-апаратний комплекс КАРДІОЛАБ виробництва ХАІ-МЕДИКА з функцією аналізу варіабельності серцевого ритму (ВСР).

Технологія аналізу варіабельності серцевого ритму засновувалася на реєстрації коротких записів (до 5 хвилин) електрокардіографічного сигналу пацієнтки, вимірюванні тимчасових інтервалів між R-зубцями моніторної електрокардіограми (RR-інтервалів), побудові динамічного ряду кардіоінтервалів (кардіоінтервалограм або ритмограми) і подальшому аналізі отриманої ритмограми математичними методами.

Стан вегетативної (автономної) нервової системи та механізмів регуляції оцінювали за допомогою низки статистичних і спектральних показників, рекомендованих як міжнародні стандарти Робочою групою Європейського кардіологічного товариства і Північноамериканського товариства кардіостимуляції та електрофізіології.

Показники скорочувальної функції серця та гемодинаміки оцінювали за допомогою програмно-апаратного комплексу РЕОКОМ (Національний аерокосмічний університет «ХАІ», НТЦ радіоелектронних медичних приладів і технологій «ХАІ-МЕДИКА», Харків. Електроди накладали за модифікацією Ю. Т. Пушкаря, оскільки у разі такого розташування вони менш чутливі до нестабільності міжелектродного імпедансу, а також мають велику завадостійкість. Для оцінки стану центральної гемодинаміки використовували такі показники: ударний (УО) і хвилинний об'єм крові (ХОК), серцевий індекс (СІ), загальний периферичний опір (ЗПО), потужність лівого шлуночка (ПЛШ). Для більш об'єктивної оцінки зіставлення даних усі показники гемодинаміки брали як в абсолютних значеннях, так у відсотках від належних величин залежно від антропометричних даних кожного курсанта.

Результати дослідження та їх обговорення

На констатувальному етапі педагогічного дослідження визначено особливості функціонального стану дихальної системи курсантів закладів вищої освіти за допомогою програмно-апаратного комплексу СПІРОКОМ. Аналіз показників комп'ютерної спірографії дозволив встановити, що досліджувані показники функції зовнішнього дихання перебували нижчими за норму у курсантів згідно належних значень відповідно до віку, маси і статі. навчальний тренувальний курсант

За отриманими результатами встановлено, що cереднє значення життєвої ємності легень (ЖЄЛ) в курсантів на констатувальному етапі дослідження складало 3,45±0,09 л, що складало 80,75±1,76 % від належних значень та свідчило про знижені функціональні можливості системи зовнішнього дихання та рухливість грудної клітки; форсованої життєвої ємності легень (ФЖЄЛ) - 3,15±0,07 л та 79,22±1,18 %; об'єму форсованого видиху за першу секунду (ОФВ1) - 2,41±0,09 л та 76,50±2,16 % від належних значень; пікової об'ємної швидкості (ПОШ) - 4,75±0,11 л та 63,78±1,92 % відповідно.

На початку дослідження середнє значення резервного об'єму вдиху (РОвд) було на рівні 1,98±0,04 л, резервного об'єму видиха (РОвид) - 0,89±0,07 л. Середнє значення максимальної вентиляції легень (МВЛ), що свідчить про резервні функціональні можливості системи зовнішнього дихання становило 65,80±2,61 л/хв.

Отримані показники спірографії свідчать про наявність обструктивних порушень системи зовнішнього дихання у курсантів та необхідності включення в експериментальну програму поліпшення функціональної підготовленості вправ, спрямованих на тренування експіраторних дихальних м'язів та поліпшення прохідності бронхів.

На підтвердження цьому виступають також дещо збільшений показник хвилинного об'єму дихання в стані спокою, що складав 125,96±4,78% від належних значень та реалізовувався за рахунок компенсаторного збільшення частоти дихання, а не дихального об'єму, що не є раціональним типом реакції дихальної системи.

Про знижені функціональні можливості системи зовнішнього дихання та знижений потенціал мобілізації функціональних резервів дихальної системи під час фізичного навантаження свідчив знижений показник максимальної вентиляції легень, середнє значення якого було на рівні 65,80±2,61 л/хв у курсантів на констатувальному етапі дослідження.

Детальний аналіз результатів дослідження показників спірографії залежно від належних значень представлений на рисунку 3.1.

Рис. 1. Аналіз показників функції зовнішнього дихання у курсантів залежно від належних значень на констатувальному етапі дослідження

Аналіз показника життєвої ємності легень показав, що його середнє значення залежно від нормативних значень перебувало в умовній нормі, водночас детальний аналіз засвідчив, що він був в нормі у 16% курсантів, в умовній нормі - у 50%, у 34% - в легкому зниженні.

Щодо форсованої життєвої ємності легень, то її середнє значення у досліджуваної групи курсантів закладів вищої освіти було також в межах умовної норми, однак детальний аналіз засвідчив, що вона була в нормі у 24% курсантів, в умовній нормі - у 56%, в легкому зниженні - у 20% досліджуваних відповідно.

На етапі констатувального етапу дослідження об'єм форсованого видиху за першу секунду у досліджуваних курсантів склав 76,50±2,16 % від належних значень, що відповідало легкому зниженню. Детальний аналіз результатів дослідження ОФВ1 виявив, що лише у 16 % курсантів його значення були в нормі, у 34 % - в умовній нормі, у 50 % - у легкому зниженні.

Середній показник пікової об'ємної швидкості перебував у легкому зниженні, однак детальний його аналіз за розподілом серед групи курсантів показав, що він був в нормі лише у 16 % курсантів; в умовній нормі - у 26 %; у легкому зниженні - у 24 %; в помірному - у 34%.

Таким чином, отримані результати дослідження функціонального стану системи зовнішнього дихання засвідчили необхідність поліпшення функціональних можливостей у курсантів закладів вищої освіти.

Результати аналізу функціонального стану серцево-судинної системи відбувалися за допомогою програмно-апаратного комплексу РЕОКОМ. За результатами видно, що фактичний показник ударного об'єму (УО) був на рівні 61,20±1,37 мл, що складало лише 88,69±2,18% від належних значень; загального периферичного опору судин (ЗПО) - на рівні 1803,22±34,66 дин-с/см⁵ та 98,94±1,82%, відповідно; потужності лівого шлуночка - на рівні 2,23±0,05 Вт та 78,34±1,88%.

У курсантів відзначилося зниження також хвилинного об'єму кровотоку (ХОК), який був на рівні 4,23±0,12 л/хв. Та досягався переважно за рахунок збільшення частоти серцевих скорочень, а не ударного об'єму, що є нераціональною реакцією в стані спокою та сприяє надмірній втраті енергетичних ресурсів. Цей факт може свідчити про відсутність резервно-адаптивного потенціалу серцевого м'яза у курсантів закладів вищої освіти.

Оптимізація процесів адаптації курсантів до постійно змінних умов зовнішнього середовища залежить від роботи серцево-судинної та дихальної систем. Високоінтенсивні тренування на тлі недостатньої їхньої фізичної підготовленості, можуть привести до суттєвих змін серцево-судинної системи, засвідчити про можливий розвиток дезадаптації, у звязку з чим виникають ризики зниження резервних можливостей організму у менш підготовлених курсантів.

У процесі проведення реографічного дослідження на підставі вихідних значень серцевого індексу (СІ) та загального периферичного опору судин було встановлено такі типи регуляції кровообігу у курсантів закладів вищої освіти: у 56 % досліджуваних переважав гіпокінетичний тип (СІ<2,2 л/хв-м²; ЗПО>1900 дин-с/см^-5), у 24 % - еукінетичний (СІ знаходився в межах 2,2-3,7 л/хв^; ЗПО - 1100-1900 дин-с/см^-5), у 20 % - нормокінетичний (СІ - 2,2-3,7 л/хв-м2; ЗПО>1900 дин-с/см^-5). Результати розподілу курсантів за типами регуляції на констатувальному етапі педагогічного експерименту представлені на рисунку 2.

Рис. 2. Розподіл курсантів за типами регуляції кровообігу на констатувальному етапі дослідження

Для оцінювання функціонального стану вегетативної нервової системи та адаптивно-регуляторних можливостей організму курсантів застосовувалася оцінка показників варіабельності серцевого ритму (ВСР) за допомогою програмно-апаратного комплексу КАРДІОЛАБ. Потужність відповідного частотного діапазону вказала на рівень витрати енергії на інформаційно-регуляторні процеси при реалізації пристосувальних реакцій ССС і розглядалася як ціна адаптації та компенсації в системі інформації та регуляції. Комплексна оцінка варіабельності серцевого ритму передбачала обчислення показника активності регуляторних систем, що дозволило диференціювати різні ступені напруги регуляторних систем і оцінити адаптаційній потенціал організму.

Варіабельність серцевого ритму, а саме оцінка спектральних і часових параметрів відбувалося отримання оперативної та об'єктивної інформації щодо функціонального стану вегетативної нервової системи курсантів закладів вищої освіти та своєчасно внести необхідні корективи в експериментальну програму поліпшення їх фізичної та функціональної підготовленості.

Найбільш характерною рисою варіабельності серцевого ритму у курсантів було те, що на тлі загального зниження вегетативного тонусу спостерігалося відносне переважання симпатичної регуляції, про що свідчили достовірно високі цифри стрес-індексу (Зі) та показника активності регуляторних систем (ПАРС), що склали відповідно у досліджуваних 464,32±18,14 ум.од. та 6,87±0,22 ум.од. При обсесивно-фобічної реакції підвищується роль парасимпатичної нервової системи на додаток до значного внеску симпатичної нервової системи.

Середній показник ПАРС у досліджуваних курсантів розцінювався як помірне функціональне напруження, що характеризувалося незадовільною адаптацією з різким зниженням функціональних можливостей організму, недостатністю функціональних резервів. Це свідчить про відносно високий ступінь напруження регуляторних систем організму, що залишає малий ступінь свободи для реакції організму на будь-які стресові ситуації та обмежує адаптивні можливості курсантів на фізичне навантаження.

Детальний аналіз показника активності регуляторних систем (рис. 3) у курсантів показав, що у більшості досліджуваних спостерігалося виражене функціональне напруження регуляторних систем, а саме у 32%, помірне функціональне напруження було відзначено у 28 %; різько виражене функціональне напруження - у 24 %; виснаження регуляторних систем - у 16 % курсантів відповідно.

Аналіз спектральних показників у досліджуваній групі курсантів виявив зниження сумарної потужності спектру (TP), що відбиває сумарну активність вегетативних впливів на серцевий ритм, із різним відсотковим внеском компонентів. Спектральний аналіз динамічних рядів є одним із провідних методів математичного аналізу ритму серця. Крім виконання гідродинамічних функцій, серцево-судинної системі відводиться роль узгоджувальної ланки у взаємовідносинах регуляторних механізмах та інформації за морфологічними структурами.

Рис. 3. Розподіл курсантів за ступенем напруженості регуляторних систем за показником ПАРС на констатувальному етапі дослідження

Найбільший внесок в структурі загальної спектральної потужності складав дуже низькочастотний компонент варіабельності (VLF - 43,26±2,20%), який відображав внесок гуморально-метаболічних факторів, дещо менший - низькочастотний (LF - 38,58±2,93%), який відповідав за активність симпатичного відділу вегетативної нервової системи, і зовсім незначний - високочастотний (HF - 16,94±2,14%), що відображав внесок парасимпатичної ланки вегетативної регуляції.

Структура варіабельності серцевого ритму відзначилася відсутністю збалансованого внеску ланок вегетативної регуляції з превалюванням гуморально-метаболічних впливів, який не здатний швидко забезпечити гомеостаз та відповідні адаптаційні зміни в організмі курсантів.

Найнижчі значення серед загальної потужності нейрогуморальної регуляції здобув високочастотний компонент спектру (HF), що складав 84,44±5,13 мс² та свідчив про низький внесок парасимпатичної ланки в загальну модуляцію серцевого ритму.

Окрім того, відношення низькочастотного спектру до високочастотного (симпато-вагальний індекс - 3,40±0,70 ум.од.) також свідчив про превалювання симпатикотонії у курсантів в стані спокою.

Таким чином, у більшості курсантів спостерігався надмірний ерготропний вплив та переважання процесів збудження, що потребувало включення у програму удосконалення фізичної та функціональної підготовленості засобів нормалізації вегетативного тонусу, адже для забезпечення оптимальних адаптаційних змін до умов внутрішнього та зовнішнього середовища вкрай важливе співвідношення активності симпатичного та парасимпатичного відділів вегетативної нервової системи, а також гуморальних впливів.

Висновки

Аналіз функціонального стану дихальної системи вказав на порушення вентиляційної функції легень переважно за обструктивним або змішаним типом. Серед досліджуваних показників зменшені значення відносно норми спостерігалися за життєвою ємністю легень, форсованою життєвою ємністю легень, об'ємом форсованого видиху за першу секунду, піковою об'ємною швидкістю, що зумовлюється погіршенням прохідності бронхів, ригідністю грудної клітки, зниженням еластичності легеневої тканини, а також сили дихальної мускулатури.

Аналіз показників центральної гемодинаміки, з одного боку, відбиває рівень і характер метаболічних процесів, з другого - особливості нейровегетативної їх регуляції, показав зниження ударного і хвилинного об'єму серця, серцевого індексу, потужності лівого шлуночка, що свідчить про зниженні функціональні можливості серцево-судинної системи курсантів та необхідності включення в експериментальну програму засобів для їх поліпшення.

При первинному обстеженні курсантів було виявлено наявність симпатикотонії та підвищеної централізації управління ритмом, про що свідчили високі цифри симпато-вагального індексу і стрес-індексу, амплітуди моди, показника активності регуляторних систем, індексу вегетативної регуляції з одночасним зниженням потужності нейрогуморальної регуляції.

Отримані показники засвідчили про необхідність поліпшення функціональних можливостей кардіореспіраторної системи та адаптивних можливостей вегетативної нервової системи у досліджуваних упродовж навчання.

Проведені дослідження дали змогу встановити наявну проблему у підготовці курсантів, яка вказала на необхідність підвищення прикладної підготовленості, та засвідчила існування протиріччя між необхідністю вдосконалення функціональної та фізичної підготовленості майбутніх офіцерів і недостатньою розробленістю методичного забезпечення даного питання. Все вищезазначене потребує вирішення шляхом індивідуалізації розвитку їх специфічних фізичних якостей та рівня функціональної підготовки засобами Джиу-джитсу.

Література

1. Грищук, В. Л., Єрьоменко, Е. А., Чмелюк, В. В., Біла, В. Р., & Бухтіяров, О. А. Бойовий хортинг у комплексі функціональної та професійної підготовки курсантів до служби в правоохоронних органах. Бойовий" хортинг та діяльність правоохоронних органів Украіни: матеріали міжнар. наук.-практ. конф. (14-15 липня 2020 року) / уклад.: Е. А. Єрьоменко. Ірпінь: Університет ДФС України, 2020. С. 14-28.

2. Колєсніков ВВ, Калюжний МГ, Гуніна ЛМ, Височіна НЛ. Психофізична готовність майбутніх офіцерів Національної поліції України до виконання завдань за призначенням. Підготовка поліцейських в умовах реформування системи МВС України: зб. наук. пр. Харків: ХНУВС, 2021. С. 220-226.

3. Brisinda, D.; Venuti, A.; Cataldi, C.; Efremov, K.; Intorno, E.; Fenici, R. Real-time imaging of stress-induced cardiac autonomic adaptation during realistic force-on-force police scenarios. J. Police Crim. Psychol., 2015, № 30, рр. 71-86.

4. Cocke C., Dawes J., Orr R. M. The use of 2 conditioning programs and the fitness characteristics of police academy cadets. Journal of Athletic Training, 2016, Т. 51, № 11, рр. 887-896.

5. Crawley, A., Sherman, R., Crawley, W., & Cosio-Lima, L. Physical fitness of police academy cadets: Baseline characteristics and changes during a 16-week academy. Journal of Strength and Conditioning Research, 2016, № 30(5), рр. 1416-1424.

6. Fatih T., & Becir C. Police use technology to fight against crime. European Scientific Journal, 2015, № 11(10), рр. 286-296.

7. Hope, L. Evaluating the effects of stress and fatigue on police officer response and recall: A challenge for research, training, practice and policy. J. Appl. Res. Mem. Cogn. 2016, № 5, рр. 239-245.

8. Karaduman, E. et al. Pistol Shooting Performance Correlates with Respiratory Muscle Strength and Pulmonary Function in Police Cadets. Sustainability, 2022, № 14, рр. 7515.

References

1. Hryshchuk, V. L., Yeryomenko, E. A., Chmelyuk, V. V., Bila, V. R., & Bukhtiyarov, O. A. Combat horting in the complex of functional and professional training of cadets for service in law enforcement bodies Combat horting and the activities of law enforcement agencies of Ukraine: materials of the international science and practice conf. (July 14-15, 2020) / edited by: E. A. Eremenko. Irpin: SFS University of Ukraine, 2020. P. 14-28.

2. Kolesnikov VV, Kalyuzhny MG, Gunina LM, Vysochina NL. Psychophysical readiness of future officers of the National Police of Ukraine to perform assigned tasks. Training of police officers in the context of reforming the system of the Ministry of Internal Affairs of Ukraine: coll. of science pr. Kharkiv.

3. Brisinda, D., Venuti, A., Cataldi, C., Efremov, K., Intorno, E., Fenici, R. (2015). Real-time imaging of stress-induced cardiac autonomic adaptation during realistic force-on-force police scenarios. J. Police Crim. Psychol. 30, 71-86.

4. Cocke, C., Dawes, J., & Orr, R. M. (2016). The use of 2 conditioning programs and the fitness characteristics of police academy cadets. Journal of Athletic Training, 51(11), 887-896.

5. Crawley, A., Sherman, R., Crawley, W., & Cosio-Lima, L. (2016). Physical fitness of police academy cadets: Baseline characteristics and changes during a 16-week academy. Journal of Strength and Conditioning Research, 30(5). 14161424.

6. Fatih, T., & Becir, C. (2015). Police use technology to fight against crime. European Scientific Journal, 11(10). 286-296.

7. Hope, L. Evaluating the effects of stress and fatigue on police officer response and recall: A challenge for research, training, practice and policy (2016). J. Appl. Res. Mem. Cogn. 5, 239-245.

8. Karaduman, E. et al. Pistol Shooting Performance Correlates with Respiratory Muscle Strength and Pulmonary Function in Police Cadets (2022). Sustainability, 14, 7515.

Размещено на Allbest.ru