CC BY
131
УДК 796.011 Б01: 10.24411/2305-8404-2020-10207
ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ ДЫХАТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ У ПОДРОСТКОВ, ИМЕЮЩИХ РАЗНЫЙ УРОВЕНЬ ДВИГАТЕЛЬНОЙ АКТИВНОСТИ
А.И. Мозгунов, Т.Ю. Никифорова, Н.Л. Аношкина
Изучено функциональное состояние дыхательной системы у школьников, имеющих разный уровень двигательной активности. Выявлены показатели внешнего дыхания у мальчиков 12-13 лет, распределенных по группам: занимающиеся по программе физической культуры в школе, занимающиеся спортом и относящиеся к специальной медицинской группе. Представлены сравнительные результаты между показателями внешнего дыхания у подростков в ответ на разные виды физических нагрузок.
Ключевые слова: подростки, дыхательная система, показатели внешнего дыхания, двигательная активность, физические нагрузки.
К числу важнейших показателей здоровья относится функциональное состояние организма. При этом оно характеризуется возможностью адаптации организма человека к изменяющимся условиям внешней среды и отражает влияние двигательной активности на физическое и психическое состояния индивида, особенно растущего организма.
Среди основных задач, стоящих перед современной школой, является охрана и укрепление здоровья учащихся. Обращает внимание тот факт, что для учебного процесса характерен ряд негативных тенденций: наличие значительных по объему умственных нагрузок, снижение двигательной активности, что, несомненно, вызывает ослабление физического и психического развития, а как следствие - здоровья [4]. В частности, недостаток двигательной активности у школьников, обусловливает снижение функциональных возможностей различных систем организма, резервов к адаптации и резистентности к болезням [1].
Для определения состояния здоровья и реакции организма уча -щихся на воздействие дозированных физических нагрузок целесообразно проводить оценку функционального состояния разных систем организма. Известно, что у школьников под влиянием регулярных дозированных физических нагрузок происходит рост функциональных возможностей систем организма, в частности, сердечно-сосудистой и дыхательной систем. При этом отмечается мобилизация функциональных возможностей организма детей и подростков и более экономичное выполнение мышечной работы [2].
Одним из важных показателей функционального состояния организма в разные возрастные периоды является внешнее дыхание человека. Причем его характеристики достаточно сильно подвержены
влиянию отрицательных факторов среды, что лежит в основе высокого процента заболеваний верхних дыхательных путей, бронхов, легких, что приводит к снижению резервных возможностей дыхания [6].
В то же время система внешнего дыхания является практически единственной физиологической системой, которая не может быть защищена от внешних экологических воздействий, и при дыхании ее органы первыми подвергаются действию экстремальных факторов. Бронхолегочные болезни составляют наибольший удельный вес (62,2 %) среди других патологий [8].
Показательно, что возрастной период 11-13 лет характеризуется усилением специфических для данного возраста преобразований дыхательной системы, высокой лабильностью регуляторных механизмов, стабильным повышением продолжительности выдоха над вдохом, что связано с началом полового созревания [7, 8].
Следует отметить, что при систематических занятиях физическими упражнениями происходят морфологические перестройки организма, что благотворно влияет на функцию легочного дыхания. В частности, увеличиваются такие важные показатели внешнего дыхания, как жизненная емкость легких и максимальная вентиляция легких. Причем у юных спортсменов выявлена тесная взаимосвязь между параметрами внешнего дыхания и показателями физического развития [4].
Цель исследования: изучить показатели внешнего дыхания при выполнении разных по характеру нагрузок у мальчиков -подростков 12-13 лет в зависимости от уровня их двигательной активности.
Методы и организация исследования. В исследовании принимали участие 30 мальчиков подросткового возраста (12-13 лет), обучающиеся в МБОУ СШ №9 имени М.В. Водопьянова г. Липецка. Для проведения сравнительного эксперимента были сформированы 3 группы по 10-12 чел. в каждой:
1-я группа - подростки, не занимающиеся активно физической культурой или спортом (относящиеся к специальной медицинской группе);
2-я группа - контрольная, к которой относятся физически здоровые подростки, занимающиеся физической культурой в рамках школьной программы;
3-я группа - мальчики, дополнительно занимающиеся различными видами спорта (баскетбол, футбол, легкая атлетика) не менее 1 года. Число посещений подростками спортивных секций в среднем составило 2,3 раза в неделю.
В соответствии с поставленными целями предполагалось выявить различия в показателях, характеризующих функциональное состояние дыхательной системы у трех групп подростков как в состоянии покоя, так и после выполнения разных по характеру нагрузок.
В начале эксперимента у всех испытуемых определяли показатели внешнего дыхания: частоту дыхания (ЧД), дыхательный объем (ДО), минутный объём дыхания (МОД), жизненную емкость легких (ЖЕЛ), должную емкость легких (ДЖЕЛ), максимальную вентиляцию легких (МВЛ), форсированную жизненную емкость лёгких (ФЖЕЛ) и резерв дыхания (РД) [3, 5].
Первая нагрузка заключалась в выполнении 20 приседаний за 30 с. Вторая нагрузка состояла в 3-минутном беге на месте с частотой 180 шаг/мин. Ритм шагов устанавливали по метроному. Интервал отдыха между 1-й и 2-й нагрузками составил 4 мин. Ввиду того, что в исследовании принимали участие подростки из специальной медицинской группы, мы не включили в эксперимент вторую нагрузку из пробы Летунова (15-секундный бег на месте в максимально быстром темпе с высоким подниманием бедра).
После выполнения каждой нагрузки у всех испытуемых снова измеряли значения всех изучаемых показателей.
Результаты исследования. Изучение функционального состояния дыхательной системы по показателям ЧД, ДО, МОД в состоянии относительного покоя и после выполнения двух физических нагрузок отражены в табл. 1.
Таблица 1
Показатели внешнего дыхания у мальчиков 12-13 лет в состоянии покоя и после выполнения нагрузок
Группа ЧД, кол-во раз ДО, мл МОД, л
Покой Нагрузка Покой Нагрузка Покой Нагрузка
1 2 1 2 1 2
Первая -мальчики спец. мед. группы 20,3 26,8 35,3 256 235 212 5,20 6,30 7,48
Вторая -мальчики, занимающиеся на уроках ФК 19,4 25,6 33, 7 287 269 246 5,57 6,89 8,29
Третья -мальчики, занимающиеся на уроках ФК и спортом 18,1 24,2 31,8 312 293 268 5,64 7,10 8,52
Полученные результаты свидетельствуют, что величина ЧД в покое у подростков из 3-й группы (спортсменов) была ниже, чем у подростков из двух других групп. Значения ДО, наоборот, были выше среди мальчиков 2-й и 3-й групп, что связано с большей величиной ЖЕЛ и силой дыхательных мышц.
Величина МОД мальчиков, занимающихся физической культурой и особенно спортом, значительно превышала соответствующие показатели подростков из первой (специальной медицинской) группы. При этом увеличение МОД у всех мальчиков происходило в большей степени за счет частоты дыхания и в меньшей степени - дыхательного объема.
Значения показателей внешнего дыхания - МВЛ, РД, ЖЕЛ в состоянии относительного покоя и после выполнения двух физических нагрузок отражены в табл. 2.
Таблица 2
Показатели внешнего дыхания у мальчиков 12-13 лет в состоянии покоя и после выполнения нагрузок
Группа ЖЕЛ, мл МВЛ, л РД, %
Покой Нагрузка Покой Нагрузка Покой Нагрузка
1 2 1 2 1 2
Первая -мальчики спец. мед. группы 2180 2036 1872 44,3 54,6 66,1 39,1 48,3 58,6
Вторая -мальчики, занимающиеся на уроках ФК 2320 2250 2088 45,0 57,6 70,4 39,4 50,7 62,1
Третья -мальчики, занимающиеся на уроках ФК и спортом 2730 2675 2566 49,4 64,7 81,6 43,8 57,6 73,1
Динамика величины ЖЕЛ после выполнения физических нагрузок в целом свидетельствует о снижении данного показателя во всех группах испытуемых. Наиболее выражено снижение ЖЕЛ отмечалось у детей из 1-й группы: после 1 -й нагрузки показатели ЖЕЛ у них уменьшились на 6,6 %, а после 2-й нагрузки - на 14,1 %. У подростков 2-й (контрольной группы) значения ЖЕЛ уменьшились на 3 и 10 % после каждой нагрузки. У мальчиков же из 3-й группы (занимающихся спортом) показатели ЖЕЛ незначительно снизились - на 2 и 6 % соответственно.
Полученные результаты динамики ЖЕЛ, в частности ее снижение, характеризуют нормальную реакцию организма на физическую нагрузку, что преимущественно связано c повышением наполняемости кровью сосудов легочного круга кровообращения. Однако более заметное снижение показателя ЖЕЛ у мальчиков из 1 -й группы, на наш взгляд, связано с низкими функциональными возможностями сердечнососудистой и дыхательной систем.
Выявленные значения ЖЕЛ в покое позволили определить c помощью коэффициентов для детей разного возраста отношение
ЖЕЛ/ДЖЕЛ в процентах. Так, у мальчиков 1-й группы эта величина составила 68,8 %, у 2-й группы - 81,8 %, у 3-й группы - 91,0 %. Полученные результаты свидетельствуют, что ни в одной из групп испытуемых величина ЖЕЛ не достигла величины ДЖЕЛ. Однако у мальчиков-спортсменов значения ЖЕЛ были наиболее близкими к должному показателю.
Величина МВЛ в покое у подростков 1-й (специальной медицинской) группы была ниже на 2 % значений мальчиков 2-й (контрольной группы) и на 11 % показателей испытуемых из 3-й группы (спортсменов). После выполнения двух нагрузок МВЛ в группе мальчиков подростков из 1-й группы возросла на 23,3 и 49,3 %. Показатель МВЛ во 2-й группе повысился на 28,0 и 56,4 % соответственно. Значения данного показателя у подростков 3-й группы (занимающихся спортом) после каждой нагрузки возросли более значительно - на 31 и 65,2 %. Данные различия в динамике показателя МВЛ указывают на то, что ее величина увеличивается в связи с повышением уровня физической подготовленности и тренированности кардиореспираторной системы.
Резерв дыхания, как показатель, характеризующий возможности увеличения вентиляции легких, мы определяли по разнице между величинами МВЛ и МОД. Во всех трех группах подростков были получены относительно невысокие значения РД (менее 85 %). Однако обращает внимание динамика данного показателя. Так, в 1 -й группе испытуемых значения РД после первой нагрузки повысились на 23,5 %, а после второй - на 49,9 %. Во 2-й (контрольной) группе величина РД возросла на 28,7 и 57,6 % соответственно. Более заметные сдвиги показателя РД отмечались среди мальчиков 3-й группы (занимающихся спортом). Его значения повысились на 31,5 и 67,0 % после каждого вида нагрузки.
Подводя итог проведенному исследованию, следует отметить, что различия в полученных результатах у мальчиков 12-13 лет в трех изучаемых группах при выполнении физических нагрузок обусловлены проявлением уровня максимальных и резервных возможностей системы дыхания.
Таким образом, полученные данные практически по всем показателям внешнего дыхания свидетельствуют о том, что подростки из специальной медицинской группы имели более низкий уровень функциональных возможностей дыхательной системы в ответ на два вида выполняемой нагрузки. В свою очередь, это может быть связано с уменьшением эластичности легочной ткани, ограничением подвижности грудной клетки и снижением силы дыхательной мускулатуры. Во многом данные особенности подростков обусловлены отсутствием регулярных физических нагрузок на сердечно-сосудистую и дыхательную системы. Поэтому одним из главных путей повышения резервов со стороны дыха-
тельной системы подростков из специальной медицинской группы должны стать занятия адаптивной физической культурой с использованием аэробных нагрузок и дыхательных гимнастик.
Подростки, занимающиеся физической культурой и спортом, имеют более высокие показатели со стороны системы внешнего дыхания как в покое, так и после физических нагрузок. Так, в состоянии покоя у мальчиков 12-13 лет отмечается незначительное уменьшение частоты дыхания и увеличение основных объемных показателей внешнего дыхания: ДО, ЖЕЛ, МВЛ.
Заметное увеличение величин МВЛ и РД после физических нагрузок во 2-й и 3-й группах подростков, свидетельствует о более высокой сократительной способности дыхательной мускулатуры и степени растяжения лёгких по сравнению с мальчиками, относящимися к специальной медицинской группе. Следовательно, положительные сдвиги в функциональном состоянии дыхательной функции лёгких во многом зависят от двигательной активности детей и подростков и, в частности, от регулярных занятий физическими упражнениями и спортом.
Наряду c этим следует отметить, что на основании сдвигов функциональных показателей можно судить о возможностях и уровне аэробного жизнеобеспечения. Причем, чем меньше данные сдвиги после стандартной нагрузки, тем экономичнее она выполнена и тем выше показатель аэробного обеспечения [6].
Проведенное исследование отчетливо показывает зависимость функционального состояния дыхательной системы от величины физических нагрузок и соответственно уровня физической подготовленности подростков.
Список литературы
1. Аулик И.В. Определение физической работоспособности в клинике и спорте. М.: Медицина, 2008. 192 с.
2. Белоусов М.А. Некоторые показатели внешнего дыхания здоровых детей школьного возраста // Вопросы охраны материнства и детства. 2009. № 4. С. 47-50.
3. Ворсина Г.Л., Калюнов В.Н. Практикум по основам валеологии и школьной гигиены. Минск: Тесей, 2008. 243 с.
4. Исмаилзаде Ш.Ф., Кревсун Д.А., Фарафонова Н.В. Исследование кардиореспираторной системы у школьников 5-7 классов с различным уровнем двигательной активности // Юный ученый. 2015. № 3. С. 157-164. [Электронный ресурс]. URL: https://moluch.ru/young/archive/3/147/ (дата обращения: 15.10.2019).
5. Пешкова А.П. Некоторые закономерности возрастного развития функции внешнего дыхания у детей и подростков // Возрастные
особенности физиологических систем детей и подростков. Т. 1. М.: Наука, 1977. С. 134-135.
6. Соколов Е.В. Функциональное состояние системы дыхания у подростков 13 лет // Новые исследования. 2015. № 3(44). С. 11-19.
7. Соколов Е.В., Кузнецова Т.Д., Самбурова И.П. Возрастное развитие резервных и адаптивных возможностей системы дыхания // Физиология развития ребенка. М.: Образование от А до Я, 2000. С. 167185.
8. Соколов Е.В., Разживина И.М. Индивидуально-типологические особенности состояния вентиляционной функции легких и биомеханиче -ских факторов дыхания у детей 9-13 лет, в зависимости от состояния здоровья // Новые исследования. 2013. № 1(34). С. 79-101.
Мозгунов Александр Иванович, канд. биол. наук, aleksandr.mozgunov2016@ yandex.ru, Россия, Липецк, Липецкий государственный педагогический университет имени П.П. Семенова-Тян-Шанского,
Никифорова Татьяна Юрьевна, канд. пед. наук, доц., [email protected], Россия, Липецк, Липецкий государственный педагогический университет имени П.П. Семенова-Тян-Шанского,
Аношкина Наталья Леонидовна, канд. биол. наук, [email protected], Россия, Липецк, Липецкий государственный педагогический университет имени П.П. Семенова-Тян-Шанского
FUNCTIONAL STATUS OF THE RESPIRATORY SYSTEM IN TEENAGERS WITH DIFFERENT LEVEL OF MOTOR ACTIVITY
A.I. Mozgunov, T. Yu. Nikiforova, N.L. Anoshkina
The functional state of the respiratory system in schoolchildren with different levels of motor activity was studied. Indices of external respiration were revealed in boys 12-13 years old, divided into groups: those engaged in the physical education program at school, those involved in sports, belonging to a special medical group. Comparative results are presented between indicators of external respiration in adolescents in response to different types of physical activity.
Key words: adolescents, respiratory system, indicators of external respiration, physical activity, physical activity.
Mozgunov Aleksandr Ivanovich, candidate of biological sciences, associate professor, [email protected], Russia, Lipetsk, Lipetsk State Pedagogical P. Semenov-Tyan-Shansky University,
Nikiforova Tatyana Yurievna, candidate of pedagogical sciences, associate professor, nickiforowa. ni@yandex. ru, Russia, Lipetsk, Lipetsk State Pedagogical P. Semenov-Tyan-Shansky University,
Anoshkina Natalia Leonidovna, candate of biological sciences, associate professor, [email protected], Russia, Lipetsk, Lipetsk State Pedagogical P. Semenov-Tyan-Shansky University
References
1. Aulik I.V. Opredelenie fizicheskoj rabotosposobnosti v klinike i sporte [Determination of physical performance in the clinic and sports]. M.: Medicine, 2008. 192 p.
2. Belousov M.A. Nekotorye pokazateli vneshnego dyhaniya zdorovyh detej shkol'nogo vozrasta [Some indicators of external respiration of healthy school-age children] // Voprosy ohrany materinstva i detstva [Issues of Maternal and Child Health]. 2009. No. 4. P. 47-50.
3. Vorsina G.L., Kalyunov V.N. Praktikum po osnovam valeologii i shkol'noj gigieny [Workshop on the basics of valeology and school hygiene]. Minsk: Theseus, 2008. 243 p.
4. Ismailzade Sh.F., Krevsun D.A., Farafonova N.V. Issledovanie kardiorespiratornoj sistemy u shkol'nikov 5-7 klassov s razlichnym urovnem dvigatel'noj aktivnosti [The study of the cardiorespiratory system in schoolchildren of grades 5-7 with different levels of motor activity] // Yunyj uchenyj [Young Scientist]. 2015. No. 3. P. 157-164. [Electronic resource]. URL: https://moluch.ru/young/archive/3A47/ (accessed: 15/10/2019).
5. Peshkova A.P. Nekotorye zakonomernosti vozrastnogo razvitiya funkcii vneshnego dyhaniya u detej i podrostkov [Some patterns of age-related development of the function of external respiration in children and adolescents] // Vozrastnye osobennosti fiziologicheskih sistem detej i podrostkov [Age-related features of the physiological systems of children and adolescents]. T. 1. M.: Science, 1977. P. 134-135.
6. Sokolov E.V. Funkcional'noe sostoyanie sistemy dyhaniya u podrostkov 13 let [The functional state of the respiratory system in adolescents 13 years old] // Novye issledovaniya [New Studies]. 2015. No 3(44). P. 11-19.
7. Sokolov E.V., Kuznecova T.D., Samburova I.P. Vozrastnoe razvitie rezervnyh i adaptivnyh vozmozhnostej sistemy dyhaniya [Age development of reserve and adaptive capabilities of the respiratory system] // Fiziologiya razvitiya rebenka [Physiology of child development]. M.: Education from A to Z, 2000. P. 167-185.
8. Sokolov E.V., Razzhivina I.M. Individual'no-tipologicheskie osobennosti sostoyaniya ventilyacionnoj funkcii legkih i biomekhanicheskih faktorov dyhaniya u detej 9-13 let, v zavisimosti ot sostoyaniya zdorov'ya [Individually typological features of the state of the ventilation function of the lungs and biomechanical respiratory factors in children 9-13 years of age, depending on the state of health] // Novye issledovaniya [New Studies]. 2013. No. 1(34). P. 79-101.
