ВОЗРАСТНЫЕ ОСОБЕННОСТИ РЕГУЛЯЦИИ КАРДИОРЕСПИРАТОРНОЙ СИСТЕМЫ У ШКОЛЬНИКОВ НАЧАЛЬНЫХ КЛАССОВ ПРИ ЗАНЯТИЯХ ПЛАВАНИЕМ

ДЕТСКИЙ ТРЕНЕР
(журнал в журнале)

Доктор биологических наук, профессор Д.А. Дятлов
Кандидат биологических наук, доцент Е.Д. Пушкарёв
Кандидат медицинских наук, доцент И.Ю. Мельников
Аспирантка Е.Н. Шуркина

НИИ олимпийского спорта Уральского государственного университета физической культуры, Екатеринбург

Современный ребенок, какой он? Как идет его развитие? Какие факторы могут оказывать на него отрицательное воздействие, а какие - положительное? Можно ли стимулировать развитие ребенка, когда так интенсивно меняется мир? Как помочь ребенку нормально расти и развиваться? Эти и десятки подобных вопросов интересуют специалистов. Знания о закономерностях роста и раз вития ребенка, его функциональных возможностях, индивидуально-типологических особенностях необходимы педагогу и психологу, педиатру и воспитателю, гигиенисту и детскому тренеру.

Известно, что регулярные занятия физической культурой и спортом традиционно рассматриваются как эффективный подход к профилактике заболеваний человека и увеличению его адаптационных возможностей [6]. В частности, показано, что регулярные физические нагрузки способствуют развитию устойчивости к артериальной гипертензии [8], экзогенным интоксикациям [9], а также уменьшению инфекционной и соматической заболеваемости по мере нарастания общей тренированности [7].

Также известно, что физические нагрузки закономерно повышают кислородный запрос тканей. Обеспечение адекватной оксигенации работающих с повышенной функциональной нагрузкой тканей и органов развивающегося организма юного спортсмена-пловца обуславливается достаточностью возрастного анатомического развития и функциональной состоятельностью сердечно-сосудистой системы, дыхательной, кроветворной и системой регуляции вегетативных функций организма.

С учетом этой общеизвестной закономерности целью нашей работы было изучение особенностей регуляции сердечно-сосудистой и дыхательной систем у юных пловцов.

Организация и методы исследования. В течение 3 лет (2003-2005 гг.) нами было проведено обследование 105 юных пловцов - 50 мальчиков и 55 девочек. Исследования проводились на одной группе детей. Возраст обследуемых - 8 - 10 лет. Для обеспечения большей однородности групп выбирались дети, которые за учебный год посетили не менее 90% занятий плаванием. По заключению врачей все они были практически здоровы и от носились к основной медицинской группе.

Исследования функционального состояния кардиореспираторной системы у детей проводились в начале (октябрь) и в конце учебного года (май) в плавательных бассейнах "Электрометаллург", "Юбилейный", "Строитель".

Исследования показателей сердечно-сосудистой системы у юных спортсменов проводили с по мощью неинвазивной биоимпедансной реографии с использованием ортостатических проб [1, 2].

Для регистрации реограммы применялась диагностическая система "Кентавр4", разработанная и сконструированная под руководством действительного члена РАЕН, д.м.н., профессора А.А. Астахова.

Оценку колебательной активности проводи ли по трём уровням.

Первый уровень отражался данными амплитуд характеризующих параметры производительности сердца: частоту сердечных сокращений (ЧСС), систолическое артериальное давление (САД), ударный объем (УО), минутный объем кровообращения (МОК).

Второй уровень характеризовался параметрами, оценивающими состояние сократительной способности миокарда: фракция выброса (ФВ), диастолическая волна наполнения (ДВН) сердца.

Кроме того, регистрировали обобщающий по казатель деятельности первых двух уровней колебательной активности - сердечный индекс (СИ).

Третий уровень колебательной активности был представлен показателями сосудистого звена центральной (амплитуда пульсации аорты - АПА) и периферической гемодинамики (амплитуда пульсации сосудов микроциркуляторного русла - большого пальца ноги).

Каждый из параметров сердечно-сосудистой системы оценивался также с точки зрения баланса активности симпатического и парасимпатического отделов вегетативной нервной системы.

Представленный алгоритм оценки исследуемых показателей соотносится с ранее разработан ной методикой оценки колебательной активности гемодинамики по А.А. Астахову (1996), отличаясь от нее исключением анализа быстрого преобразования Фурье, что, по данным нашей лаборатории, оказалось более эффективным с точки зрения рациональности проведения скрининговых тестов.

Для оценки состояния гемодинамики применялись функциональные пробы с изменением положения тела: исходное положение - горизонтальное, лежа на спине, пассивный ортостаз - подъем головного конца стола (положение Тренделенбурга), пассивный антиортостаз - подъем ножного конца поворотного ортостола (положение Фовлера), с углами наклона в 35 о.

Исследование функции внешнего дыхания проводили после предварительной тренировки в утренние часы в положении сидя.

Параметры системы внешнего дыхания регистрировались с помощью спирографа "Метатест-1" по общепринятой методике [14] с определением следующих показателей, характеризующих внешнее дыхание:

- исследование легочных объемов (жизненная емкость легких - ЖЕЛ, дыхательный объем ДО, резервный объем - РО вдоха и выдоха);

- исследование легочной вентиляции (часто та дыхания - ЧД, резерв дыхания - РД, минутный объем дыхания - МОД);

- исследование бронхиальной проходимости (проба Вотчала - Тиффно - ФЖЕЛ/ЖЕЛ, максимальная вентиляция легких - МВЛ).

Результаты исследования обрабатывались на ПЭВМ с помощью пакета прикладных программ "STADIA6.0" [13]. Предварительно данные обследований проверялись на нормальность распределения с помощью критерия Колмогорова-Смирнова. При значительном отклонения результатов от нормального распределения (более чем на 10-15%) использовали методы непараметрической статистики. В этих случаях статистическую значимость различий двух независимых выборок оценивали по U-критерию Вилкоксона-Манна-Уитни. Для связанных выборок использовали парный критерий Вилкоксона.

Результаты и их обсуждение. Анализ основных параметров производительности сердца у юных спортсменов на этапе начальной подготовки показал, что к 10летнему возрасту по сравнению с 8летним как у мальчиков, так и у девочек в горизонтальном положении отмечалось существенное повышение УО, снижение ЧСС и увеличение показателей МОК.

Полученные нами данные можно объяснить тем, что рассматриваемый возрастной период характеризуется непрерывным и, как правило, неравно мерным развитием сердца: увеличиваются масса миокарда и объемы полостей сердца, изменяются со отношение его отделов и положение в грудной клетке, совершенствуется вегетативная регуляция системы кровообращения, идет дальнейшее развитие структур сердца и сосудов [15]. Необходимо также отметить, что у мальчиков и девочек в горизонталь ном положении в динамике отмечалась тенденция к проявлению черт рационализации ритма и других параметров сердца [11]. В частности, увеличение МОК сопровождалось ростом значений УО при снижении ЧСС. Косвенно это свидетельствует о том, что среди обследуемых не было детей с сердечной патологией, а предлагаемая на занятиях физическая нагрузка была непредельной и имела оздоровительный характер [3]. Об этом свидетельствуют также показатели, характеризующих сократительную способность миокарда: ДВН сердца, ФВ и СИ, значения которых существенно не изменялись (р>0,05) и находились в пределах возрастных норм.

ЧСС - важный механизм регуляции МОК: он обеспечивает необходимые реакции во всем диапазоне непредельных физических нагрузок. В этом его принципиальное отличие от второго механизма, регулирующего МОК, - УО крови, который служит одним из главных механизмов обеспечения увеличения скорости кровотока у спортсменов при физической нагрузке. Увеличение МОК достигается главным образом за счет роста УО [19, 21, 22]. Имен но поэтому экономичность приспособительных ре акций аппарата кровообращения к физической на грузке оценивается по тому вкладу в величину МОК, который достигается с помощью УО крови. Если величина МОК и интенсивность выполняемой на грузки всегда находятся в пропорциональных взаимоотношениях, то адаптационные изменения УО оказываются более сложными по характеру взаимовлияния указанных параметров [10].

На фоне вышеперечисленных изменений отмечалась адекватная статистически значимая (p<0,05) тенденция к увеличению амплитуды пульсации аорты и сосудов микроциркуляции.

Кроме того, причиной повышения показателя МОК у юных спортсменов может быть и направленность их тренировочного процесса. Тренировка на выносливость в значительной мере сводится к тренировке сердечно-сосудистой системы как главного лимитирующего звена в системе транспорта кислорода. Адаптивная регуляция величины МОК направлена на поддержание оптимального для данного состояния кислородного режима организма. При адаптационных реакциях аппарата кровообращения увеличение систолического объема крови достигается с помощью активизации механизмов само регуляции и под влиянием экстракардиальных управляющих сигналов. Эти регуляторные влияния реализуются за счет увеличения мощности сокращений миокарда и систолического объема с использованием резервного объема крови [12].

Существенных изменений в показателях, характеризующих состояние индекса активности вегетативной нервной системы и САД у мальчиков и девочек, не отмечалось. Однако у мальчиков к 10 годам отмечалось статистически значимое (p<0,05) снижение индекса активности вегетативной нервной системы. Произошедшая перестройка, по видимому, адекватна для сердечно-сосудистой системы организма при действии синокаротидных барорецепторов у юных пловцов [5].

Таким образом, анализ основных показателей гемодинамики и показателей, отражающих процесс ее регуляции у мальчиков и девочек в горизонталь ном положении, применяемом в спортивной медицине и физиологии в качестве характеристики со стояния относительного покоя, показал, что у детей к 10летнему возрасту отмечаются следующие общие черты регуляции сердечно-сосудистой системы: нормотонический тип вегетативной регуляции гемодинамики, эукинетический тип кровообращения, а также адекватное соотношение центрального и периферического звеньев гемодинамики.

Известно, что так называемая ортоустойчивость вегетативной регуляции гемодинамики отражает эффективность комплекса компенсаторных реакций и в целом позволяет судить о функциональных возможностях сердечно-сосудистой системы [1, 2, 4]. Кроме того, ортостатическая устойчивость во всех видах спорта, и особенно при аэробных физических нагрузках, развивающих качество выносливости, - важное условие про явления спортивной работоспособности [4].

Анализ результатов исследований показал, что в положении Тренделенбурга по отношению к исходному ("горизонтальному") у 10-летних детей, занимающихся спортивным плаванием, существенно (p<0,05) повышались ЧСС, САД и индекс активности симпатической нервной системы. На фоне этих изменений отмечалось статистически значимое (p<0,05) снижение УО, МОК, ДВН сердца, а также снижение амплитуд импеданса пульсации аорты и сосудов микроциркуляции. Показатели ФВ и СИ изменялись и имели статистически незначимую (р>0,05) тенденцию к снижению.

В положении Фовлера по отношению к исход ному положению у мальчиков и девочек этого же возраста существенно (p<0,05) повышались показатели УО, МОК, амплитуды пульсации аорты и микрососудистой пульсации. Показатели ДВН, ФВ и СИ имели статистически незначимую тенденцию к повышению (p>0,05). Наряду с этим у детей отмечалось статистически значимое (p<0,05) снижение ЧСС, САД и индекса активности симпатической нервной системы в указанном положении.

Аналогичную вышеописанной реакцию основных параметров гемодинамики регистрировали в положениях Тренделенбурга и Фовлера у детей 8 лет. Однако в 10-летнем возрасте эти изменения были более выраженными.

Таким образом, анализируя изменения показателей сердечно-сосудистой системы и ее регуляции в положениях Тренделенбурга и Фовлера как относительно противоположные модельные ситуации реагирования сердечно-сосудистых рефлексов, можно говорить о физиологически адекватном реагировании основных показателей гемодинамики у детей 8 - 10 лет. Отмеченная закономерность была более выраженной у 10-летних мальчиков и девочек и при этом оставалась в пре делах возрастных физиологических норм.

Функциональная недостаточность внешнего дыхания может стать причиной развития гипоксии, которая закономерно влияет на функциональное состояние системы гемодинамики, крови и систем тканевой утилизации кислорода [16 - 18, 20]. Нахождение в водной среде при плавании накладывает специфические ограничения на функционирование системы внешнего дыхания. Это обусловливает при стальное внимание ученых как к самой функции внешнего дыхания, так и к переносимости физических, температурных и других нагрузок в плавании.

При исследовании параметров функции внешнего дыхания у детей 8 - 10 лет отмечались статистически значимый (p<0,05) прирост ЖЕЛ, ДО, резервного объема выдоха и вдоха, резерва дыхания, незначительное изменение показателей пробы Вотчала-Тиффно и МВЛ. Показатель МОД имел статистически незначимую (p>0,05) тенденцию к увеличению. На фоне этих изменений у мальчиков и девочек отмечалось статистически значимое (p<0,05) снижение ЧД. При этом показатели внешнего дыхания у детей, занимающихся плаванием, соответствовали их возрастным физиологическим нормам.

Также следует отметить относительно высокий разброс индивидуальных величин показателей системы внешнего дыхания у юных пловцов 8 - 10 лет. По-видимому, данный факт можно объяснить неравномерностью развития органов и функций аппарата внешнего дыхания. Вместе с тем интенсивность физических нагрузок у детей на дан ном этапе еще недостаточно высока, и поэтому адаптивные компенсаторные механизмы сердечно-сосудистой и дыхательной систем у них в достаточной степени не задействованы.

Таким образом, результаты проведенного исследования позволяют сделать вывод о несомненном положительном влиянии систематических занятий плаванием на организм пловцов 8 - 10 лет

Литература

1. Астахов А.А. Управление анестезией под контролем пульса торных изменений импеданса разных регионов тела: Учеб. пос. для врачей-анестезиологов. В 2 ч. Челябинск, 1994. - 160 с.

2. Астахов А.А., Козель А.И., Говоров Б.М. Патофизиология сердечно-сосудистых реакций на наркоз и перемену положения тела у больных с патологией спинного мозга. Челябинск, 1994. - 137 с.

3. Бутченко Л.А., Кушаковский М.С., Журавлева Н.Б. Дистрофия миокарда у спортсменов. - М.: Медицина, 1980. - 215 с.

4. Быков Е.В., Исаев А.П., Сашенков С.Л. Спорт и кровообращение: возрастные аспекты. Челябинск, 1998. - 64 с.

5. Вальдман А.В. Нейрофармакология центральной регуляции сосудистого тонуса. - Л.: Медицина. 1976. - 326 с.

6. Дойзер Э. Здоровье спортсмена: Пер. с нем. / Предисл. Г.П. Воробьева. - М.: ФиС, 1980. - 136 с.

7. Дятлов Д.А. Состояние иммунной системы и прогнозирование инфекционных заболеваний у квалифицированных лыжников гонщиков в течение годичного цикла подготовки.: Докт. дис. Челябинск, 1996. - 333 с.

8. Зайнутдинов Р.К. К изучению адаптации сердца у юных пловцов к специальным плавательным нагрузкам в процессе двух летней систематической тренировки: Автореф. канд. дис. Казань, 1971. - 26 с.

9. Зимкин Н.В., Коробков А.В. Физические упражнения как средство повышения устойчивости организма к неблагоприятным воздействиям внешней среды //Теория и практика физ. культуры. 1960, № 7, с. 34 - 46.

10. Карпман В.Л., Любина Б.Г. Динамика кровообращения у спортсменов. - М.: ФиС. 1982. - 135 с.

11. Карпман В.Л., Орел В.Р. Артериальный импеданс у спортсменов //Труды ученых ГЦОЛИФКа. М., 1993, с. 262 - 271.

12. Конради Г.П. Регуляция сосудистого тонуса. - М.: Наука, 1973. - 326 с.

13. Кулаичев А.П. Методы и средства анализа данных в среде Windows STADIA 6.0. - М.: Информатика и компьютеры, 1996. - 225 с.

14. Убайдуллаев А.М. Основные методы исследования в диагностике заболеваний органов дыхания / А.М. Убайдуллаев, Д.С. Каримов, М.А. Якимова. - M.: Медицина, 1985. - 75 с.

15. Физиология развития ребенка: теоретические и прикладные аспекты. /Под. ред. М.М. Безруких, Д.А. Фарбер. - М.: Образование от А до Я, 2000. - 319 с.

16. Astrand P.O. The respiratory activity in man exposed to prolonged hypoxia //Acta Phyisiol. Scand. - 1954. - Vol. 30. - p. 343.

17. Hill D.W., Rowell A.L. Responses to exercise at the velocity associated with VO₂max //Med.Sci. Sports Exerc. - 1997. - Vol. 29, № 1. - P. 113 - 116.

18. McArdle W.D., Katch F.I., Katch V.L. Exercise Physiology. Energy, Nutrition and Human Performance //Philadelphia: Lea Febiger. - 1986. - p. 696.

19. Ostween E., Peslin R. Airways impedance during single breaths of forein gases //J. Appl. Physiol. - 1991. Vol. 53, № 5. - P. 1813 - 1821.

20. Richardson R.S. Oxygen transport air to muscle cell //Med. Sci. Sports Exerc. - 1998. - Vol. 30, № 1. - P. 53 - 59.

21. Schenker M.V., Samet J.M., Sheizer F.E. Risk jocters for childhood respiratory diseases: The effect of host factors and home environmental exposures //Amer. Rev. of resp. diseases. - Vol. 128, № 6. - P. 1038 - 1043.

22. Whipp B.J. Ventilatory control during exercise in humans //Ann. Rev. Physiol. - 1983. - Vol. 45. - P. 393 - 413.

* В 2003 г. исследования по теме работы были поддержаны грантом Министерства образования Российской Федерации и администрации Челябинской области.

На главную В библиотеку Обсудить в форуме

При любом использовании данного материала ссылка на журнал обязательна!