Физиологические механизмы адаптации организма младших школьников в условиях режима повышенной двигательной активности Текст научной статьи по специальности «Науки о здоровье»

ПЕДАГОГИЧЕСКИМ ОПЫТ

А.Д. Викулов, В.Н. Сулейманов, С.Ю. Турчанинов

Физиологические механизмы адаптации организма младших школьников в условиях режима повышенной двигательной активности

К моменту поступления ребенка в школу относительно слабым звеном его организма является функциональная система движений [1]. Наиболее характерными признаками слабости этой функциональной системы являются недостаточное развитие опорно-двигательного аппарата, отсутствие тонких дифференцировок на уровне коры головного мозга. По-видимому, в дошкольном возрасте в развитии ребенка доминируют другие, более приоритетные задачи.

С другой стороны, в условиях школьного режима парты становятся "вторыми пеленками", существенно ограничивая двигательную активность детей.

Это и обусловливает сущность проблемы: с одной стороны, есть потребность к движениям, с другой стороны, - ограничение движений.

Важность физического воспитания младших школьников связана с очень тонкими, дифференцированными подходами организации двигательного режима. Слабая материальная база, ограниченное время школьного урока физкультуры, недостатки расписания и многие другие причины приводят к тому, что уже в начальном звене падает интерес учащихся к школьным урокам, а современные исследователи и практики ведут интенсивный поиск новых, эффективных форм физического воспитания.

Одной из таких современных форм физического воспитания являются занятия плаванием.

Нами изучена эффективность такого подхода на практике занятий плаванием с

учащимися третьих классов средней общеобразовательной школы № 1 г. Ярославля. В течение учебного года эти школьники помимо традиционных двух уроков физкультуры в школе два раза в неделю посещали дополнительно плавательный бассейн, где с ними проводил занятия по обучению опытный тренер (высшая аттестационная категория). За год проведено 54 урока плавания. Эти школьники составили экспериментальную группу наблюдения (п=46).

В контрольную группу вошли учащиеся той же школы, тех же классов из "параллели", не занимающиеся кроме школьной физкультуры ни в каких спортивных секциях (п=33).

В конце учебного года (май) в контрольной и экспериментальной группах зарегистрированы отдельные физиологические параметры: рост, вес, результаты кистевой динамометрии правой и левой рук, жизненная емкость легких (ЖЕЛ), жизненный индекс (ЖИ) [2], результат в беге на 1000 м; дана оценка вариабельности сердечного ритма.

Вариабельность сердечного ритма (ВСР) изучена с помощью аппаратнопрограммного комплекса фирмы "НейроСофт" (Россия, г. Иваново) с последующей компьютерной обработкой и графическим представлением результатов. Получены следующие показатели ВСР: минимальная, максимальная, средняя длительности ЯЯ-интервалов; стандартное отклонение в ряду нормальных пар последовательных кардиоинтервалов (8БКЫ); показатель последовательных пар интер-

валов, различающихся по продолжительности более чем на 50 мс; показатели скаттерограммы - длина "облака", ширина "облака", отношение длина/ширина, площадь "облака" скаттерограммы; расчетные индексы, предложенные Р.М. Баевским, -индекс вегетативного равновесия (ИВР), индекс напряжения (ИН); триангулярный индекс (ИЯУ 1.1.), показатель энтропии (Н). Периодика сердечного ритма изучена с помощью спектрального анализа, основанного на быстром преобразовании Фурье. Представлены в абсолютном выражении: общая мощность спектра (ТР), мощность "очень низкочастотных" волн, мощность низкочастотного спектра, мощность высокочастотных (дыхательных) волн.

Результаты в случайных выборках выражены средней арифметической (М±), стандартным отклонением (±о). Достоверность различий величин показателей определена с применением критерия 1-Стьюдента, использован в ряде случаев точный метод Фишера [3].

Результаты наблюдения оказались следующими.

Для организма младших школьников, занимавшихся плаванием, была характерна более низкая частота сердечных сокращений: 82,46±9,91 уд/мин. против 87,58±9,32 уд/мин. у детей контрольной группы. Данный факт свидетельствует об эффективности использованного двигательного режима: известно, что при систематическом воздействии на организм мышечных нагрузок наблюдается уреже-ние ЧСС.

В сравниваемых группах школьников не выявлены статистически значимые различия по показателям роста и веса (р>0,05). Такой же факт зарегистрирован по показателям кистевой динамометрии правой и левой рук. Можно заключить, что такой режим двигательной активности не стал сдерживающим фактором естественного физического развития организма детей.

При этом у детей экспериментальной группы оказались большими величины

окружности грудной клетки в покое и ЖЕЛ: соответственно на 3,0% (р<0,01) и 8,3% (р<0,02). Несомненно, это - характеристики лучшей функции внешнего дыхания. По-видимому, преимущества по показателям внешнего дыхания сказалось на результатах в беге на 1000 м: "плавающие" дети имели результат 350,50±53,57 с, "неплавающие" - 389,00±48,35 с (р<0,007). Между результатом в беге на 1000 м и ЖЕЛ коэффициент простой линейной корреляции составлял +0,783 (р<0,01). В контрольной группе такая взаимосвязь была слабо выраженной. Именно на начальном этапе спортивного совершенствования пловцов существенную роль в обеспечении высокого уровня функционирования кислородного обеспечения организма играет развитие аппарата внешнего дыхания [4]. По данным И.Н. Солопова и А.И. Шамардина [11], у пловцов на начальном этапе подготовки величина коэффициента корреляции между показателями общей физической работоспособности и ЖЕЛ составляла 0,735 (р<0,01). Еще больше на повышение функционального состояния дыхательной системы влияют специальные дыхательные упражнения, используемые в тренировочном процессе пловцов. Они способствуют росту работоспособности и спортивного результата [5, 6].

У детей, занимающихся плаванием, также больше оказалась величина жизненного индекса (ЖИ): 63,47±7,10 усл. ед. против 56,60±7,88 усл. ед.

Практически одинаковыми в контрольной и экспериментальной группах были систолическое и диастолическое артериальные давления.

Вариабельность сердечного ритма у детей экспериментальной группы значительно превышала уровень контрольной группы по целому ряду ключевых параметров [7]. Так, величина БОМК у них равнялась 66,37±22,79 мс и была на 40% больше, чем в контроле (р<0,001). Число последовательных пар кардиоинтервалов, различающихся по продолжительности

А.Д. Викулов, В.Н. Сулейманов, С.Ю. Турчанинов

более чем на 50 мс, было больше на 72% (р<0,001).

Проведенный спектральный анализ показал, что общая мощность спектра в группе детей, занимавшихся плаванием, составляла 5662±3302 мс и была больше, чем у детей контрольной группы, на 77% (р<0,001). Это свидетельствует о большем влиянии на сердце регуляторных воздействий, направленных на восстановление после нагрузок. При этом возросла относительная доля в спектре дыхательных волн: %НБ равнялся 43,51±15,06 (в контрольной группе - 37,93±12,35). Известно, что именно выраженность дыхательной составляющей аритмии сердца характерна для организма спортсменов в покое. Несомненно, дыхательная компонента свидетельствует о парасимпатической активности [8]. По мнению В.И. Воробьева [9], напротив, рост амплитуды медленных волн, снижение амплитуды быстрых (дыхательных) волн характерны при снижении тренированности. Это свидетельствует об активации подкорковых нервных центров, усилении централизации управления функциями, увеличении степени напряжения регуляторных механизмов. А.Д. Воскресенский и И. Д. Вентцель [10] показали, что независимо от степени тренированности у спортсменов различного возраста и пола в условиях покоя в большинстве случаев выявляются четкие дыхательные волны. Считается, что чем меньше возможности активации парасимпатической регуляции и чем больше симпатические влияния, тем меньше адаптивные возможности сердца.

В состоянии покоя доминирует тонус вагуса и вариации сердечной периодики в значительной степени зависят от вагусной модуляции. Симпатическая же нервная система включается в регуляцию в чрезвычайных ситуациях при стрессе и больших физических нагрузках. Вагусная и симпатическая активность находятся в постоянном взаимодействии. Поскольку синусовый узел богат холинэстеразой, действие любого вагусного импульса

краткосрочно, так как ацетилхолин быстро гидролизируется. Преобладание парасимпатических влияний над симпатическими может быть объяснено двумя независимыми механизмами: холинергически индуцируемым снижением высвобождения норадреналина в ответ на симпатическую стимуляцию и холинергическим подавлением ответа на адренергический стимул [12].

В группах были выявлены отличия по площади основного “облака” скаттеро-граммы. В группе детей, занимающихся плаванием, этот показатель был выше на 68,2% (р<0,01). В экспериментальной

группе форма "облака" представляла вытянутый эллипс, что свидетельствует о большем вкладе дыхательной аритмии.

Анализ гистограмм свидетельствовал об увеличении в экспериментальной группе показателей HRVt.i. и Н, характеризующих основной купол гистограммы, представляющий распределение нормальных, то есть наиболее распространенных R-R интервалов. Так, величина триангу-лярного индекса (HRV t.i.) оказалась больше на 15,1% (р<0.01).

Показатель энтропии (Н), определенный по формуле Шеннона, был выше на 9,2% (р<0,01). По данным А.Д. Неми-рова (2004), он имеет тесную взаимосвязь со спортивным результатом и, соответственно, может отражать уровень тренированности и работоспособности.

Высокая степень взаимосвязи показателей вариабельности ритма сердца с функциональным состоянием большинству исследователей представляется столь убедительной, что можно заключить о более высоком уровне работоспособности детей экспериментальной группы. Это подтверждается и различием по такому интегральному показателю, как индекс напряжения (ИН), предложенному Р.М. Баевским. У "плавающих" школьников он составлял 49,64±19,69 ед. и был ниже, чем у детей контрольной группы, на 31% (р<0,001). Этот индекс отражает степень централизации управления ритмом сердца.

Таким образом, у младших щколь-ников в условиях режима повышенной двигательной активности отмечалась большая вариабельность сердечного ритма в состоянии относительного покоя. При

этом, как показывают многие исследования, центральные регуляторные механизмы работают в режиме контроля, который характеризуется большим числом степеней свободы подчиненных систем.

Библиографический список

1. Викулов А.Д. Плавание. Ярославль: Изд-во ЯГПУ, 1995. 98 с.

2. Макарова Г.А. Практическое руководство для врачей. Ростов-н/Д.: Изд-во "Баро-пресс", 2002. С. 53.

3. Гмурман В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика. М.: Высшая школа, 2001.

4. Солопов И.Н. Физиологические эффекты методов направленного воздействия на дыхательную функцию человека. Волгоград: ВГАФК, 2004. С. 39.

5. Волегов В.П. Исследование методики применения дыхательных упражнений в подготовке юных пловцов: Автореф. дис. ... канд. пед. наук. М., 1970. 22 с.

6. Грачев В.М. Исследование эффективности дыхательных упражнений в подготовке спортсменов: Автореф. дис. ... канд. пед. наук. М., 1972. 21 с.

7. Немиров А.Д. Информативность параметров вариабельности сердечного ритма у спортсменов: Автореф. дис. ... канд. биол. наук. Ярославль, 2004. 23 с.

8. Котельников С.А., Ноздрачев А.Д., Одинак М.М. и др. Вариабельность ритма сердца: представления о механизмах // Физиология человека. 2002. Т. 28. № 1. С. 130-143.

9. Воробьев В.И. Исследование математико-статистических характеристик сердечного ритма как метод оценки реакции лиц разного возраста на мышечную нагрузку: Автореф. дис. ... канд. биол. наук. М., 1978. 20 с.

10. Воскресенский А. Д., Вентцель И. Д. Статистический анализ сердечного ритма и показателей гемодинамики в физиологических исследованиях // Проблемы космической биологии. М.: Наука, 1974. Т. 26.

11. Солопов И.Н., Шамардин А.И. Функциональная подготовка спортсменов. Волгоград: ПринтТерра-Дизайн, 2003. С. 57.

12. Миронова Т.Ф., Миронов В.А. Клинический анализ волновой структуры синусового ритма сердца (введение в ритмокардиографию и атлас ритмокардиограмм). Челябинск: ЧГМА, 1998.

Н.В. Киселева

Виртуальный урок как одна из форм дистанционного обучения

(Опыт подготовки и проведения виртуального урока)

Начиная с 2001 года, Правительством Российской Федерации было принято несколько программ, призванных изменить коренным образом ситуацию с оснащением компьютерами и подключением учебных заведений к Интернету [1]. Практически одновременно с этими программами, нацеленными преимущественно на компьютеризацию и информатизацию российского образования, была определена новая стратегия на модернизацию обра-

Человек, который почувствовал ветер перемен, должен строить не щит от ветра, а ветряную мельницу.

Стивен Кинг.

зовательной системы в целом. В ней говорится о весомой роли, которую призваны играть средства информационных и коммуникационных технологий [2].

Развитие глобальной компьютерной сети Интернет открыло новые перспективы совершенствования мировой образовательной системы. Это отражается как на технической оснащенности образовательных учреждений, их доступе к мировым информационным ресурсам, так и на ис-