CC BY
107
ИНДИВИДУАЛЬНЫЕ И ГРУППОВЫЕ ВАРИАНТЫ ДИНАМИКИ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ЭНЕРГООБЕСПЕЧЕНИЯ МЫШЕЧНОЙ ФУНКЦИИ У МАЛЬЧИКОВ МЛАДШЕГО ШКОЛЬНОГО ВОЗРАСТА
Р.В. Тамбовцева1 Федеральное государственное научное учреждение «Институт возрастной физиологии» Российской академии образовании, Москва
Развитие энергообеспечения мышечной деятельности в младшем школьном возрасте характеризуется рядом специфических особенностей и ее изменение в исследуемом возрастном интервале неоднозначно. Отмечается гетерохронное изменение всех параметров энергообеспечения. Общевозрастная тенденция изменения показателей работоспособности одинаковая у испытуемых различных конституциональных групп. Однако объем выполняемой работы и механизмы энергообеспечения отличаются. Обращает на себя внимание, что при одинаковой тенденции увеличения работоспособности в 7, 9 и 11 лет и соответствующего снижения в 8 и 10 лет, наблюдается разная регуляция обеспечения мышечной работы как в большой, так и в субмаксимальных зонах мощности. Регуляция энергообеспечения мышечной деятельности неоднозначна и зависит от индивидуальных, типологических и возрастных особенностей растущего организма.
Ключевые слова: энергообеспечение мышечной деятельности, циклическая работа, возраст, типология, работоспособность, двигательные возможности.
Individual and group variants of dynamics of muscles energy supply indices in boys of primary school age. The development of muscles energy supply in primary school age is characterized by a number of specific features. Changes in muscles energy supply at this age are not stable. All parameters of energy supply demonstrate heterochronic changes. The general tendency of changes in work efficiency indices is the same in subjects of the same physique groups. However the load of work and the mechanism of energy supply are different. It was found out that though there is common tendency of increase of work efficiency at the age of 7, 9 and 11 years and corresponding decrease at 8 and 10 years, the regulation of muscle work in areas of high and extremely high energy supplies are different. Regulation of power supply of muscular activity varies and depends on individual, typological and age features of the growing organism.
Key words: energy supply of muscular activity, cyclic work, age, typology, working capacity, movement abilities.
В настоящее время имеется достаточное количество работ, которые показывают, что в период от 7 до 17 лет происходит интенсивное развитие энергетики скелетных мышц и функциональных механизмов, на которых базируется обеспечение и, которые являются в то же время основой проявления, совершенствования и целенаправленного развития двигательных качеств детей и подростков [5, 6, 7,
8, 9, 20, 21]. Имеются одиночные работы, показывающие разнообразные варианты
Контакты: 1 Тамбовцева Р.В., E-mail: <[email protected]>
- 14 -
индивидуальной организации энергетического обмена [3, 16]. Очевидно, что один и тот же физиологический показатель может качественно отличаться по своей энергетической стоимости. Кроме того, нарушение координации между физиологическими показателями ограничивает объем выполненной работы и препятствует реализации потенциальных возможностей энергетических источников. Нарушение связи между физиологическими показателями может быть обусловлено как эндогенными, так и экзогенными факторами. К числу важных эндогенных факторов можно отнести гетерохронное изменение морфологических параметров. Для полной оценки состояния энергетического обеспечения мышечной работы различной мощности необходимо оценивать как тканевый потенциал, так и регуляторные возможности целостного организма. Соотношение этих компонентов наиболее отчетливо проявляется при анализе индивидуальных особенностей энергетического обеспечения мышечной работы.
Возникает вопрос: какую роль играет возрастной интервал от 6 до 11 лет в формировании энергозависимых качеств: силы, быстроты и выносливости? Полагают, что в ходе развития возникают и совершенствуются многочисленные внутрисистемные связи и корреляции, которые и определяют основные особенности морфофункциональной организации данного организма [17, 19]. Среди консервативных базисных характеристик, во многом определяющих направление (траекторию) развития и выявление того или иного варианта индивидуально -типологической организации, важное значение имеет формирование системы энергетического обеспечения [6, 7, 9, 13] Очевидно, что при этом важнейшую роль играют особенности энергетики скелетных мышц, на долю которых во время активности может приходиться более 90% всех потоков вещества и энергии. Возможно, это и определяет зависимость организации многих физиологических систем организма от особенностей функционирования энергетического аппарата скелетной мускулатуры [13, 14, 15, 16]. В последнее время для исследования динамики возрастных изменений основных энергетических параметров скелетных мышц предложен метод, основанный на оценке констант уравнения Мюллера [8, 9]. Это дало возможность проведения продольного эксперимента, основанного на сопоставлении возрастных изменений показателей соматотипа у мальчиков от 7 до 11 лет с особенностями энергетики скелетных мышц.
Задачей настоящего исследования явилось изучение индивидуальных вариантов динамики показателей энергообеспечения мышечной функции и их связи с показателями регуляции у детей младшего школьного возраста.
ОРГАНИЗАЦИЯ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Исследования проводились в школе №720 г. Москвы. Все испытуемые, принимавшие участие в наших экспериментах, были по заключению врачей практически здоровы, не имели острых респираторных заболеваний и были допущены к занятиям на уроках физической культуры по обычной программе. Было обследовано 80 мальчиков в возрасте от 7 до 11 лет в лонгитуде. Применяли антропометрические, эргометрические, антропоскопические и статистические методы исследования.
В эргометрическом методе использовали модель Мюллера. Проводилась двукратная велоэргометрическая проба при нагрузках 3 и 5 Вт/кг, скорость вра-
щения педалей 60 оборотов в минуту. Результат тестирования каждого испытуемого состоял из двух показателей: мощности и предельного времени удержания соответственно для 1 (W1 и t1) и 2 (W2 и t2) тестовых нагрузок при W2>W1. Значения констант уравнения Мюллера рассчитывали из результатов двухнагрузочного тестирования:
A = ln (ti/t2) / ln (W2/W1) (1)
B = ln (t1 x Wa2). (2)
Величину “К” рассчитывали по формуле: К = eb.
Для расчета мощностей этих характеристических точек использовали формулу: W1 = (K/t)(t/a), где W1 - мощность характеристической точки; t - предельное время удержания нагрузки мощностью Wt; “K” и “а” - индивидуальные коэффициенты Мюллера.
Показатели мощности аэробного, анаэробного и смешанного источников оценивали, рассчитывали максимальную мощность при работе длительностью 900 и 40с (показатели W900 и W40). W40 соответствует верхней границе зоны субмакси-мальной мощности, а W900 - мощность, при которой разворачиваются аэробные механизмы энергообеспечения.
Антропометрические методы. Ежегодно проводились детальные антропометрические исследования, позволявшие рассчитать величину поверхности тела, весо-ростовой индекс, индекс цефализации, мышечную массу и массу подкожного жира. По 7-бальной шкале оценивались показатели эндоморфии, мезоморфии и эктоморфии по Шелдону с поправками, позволяющими использовать эту шкалу для детей. Проводилась экспертная оценка соматотипа по Штефко-Островскому [13].
Статистическая обработка результатов исследования проводилась с помощью компьютерной программы EXCEL.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
При характеристике групповых и индивидуальных особенностей емкостных показателей с помощью кластерного анализа по 17 физиологическим параметрам было выделено разное количество кластеров. В 7-летнем возрасте все испытуемые по энергетическим параметрам были выделены в 6 групп. Показано, что у учащихся 7-летнего возраста в неодинаковой степени функционируют различные источники энергетики мышечной деятельности. Существует несколько вариантов, а именно: смешанный тип энергетики, где в равной степени функционируют аэробные и анаэробные источники; аэробно-анаэробный с преобладанием аэробной энергетики и анаэробно-аэробный - с преобладанием анаэробной энергетики. К 8-летнему возрасту количество кластерных групп сокращается. Было выделено только три группы. В первую группу вошли мальчики со средними показателями, во вторую - мальчики с избыточным весом и характеризующиеся низкой работоспособностью в разных зонах мощности, в третью группу вошли мальчики, имеющие большой вес и высокую работоспособность в обеих зонах мощности. К 9-10 годам количество кластеров по физиологическим параметрам также низкое, однако к 11 годам количество групп увеличивается до 4х. При этом, также как и в 7летнем возрасте появляется группа испытуемых, у которых на среднем уровне функционируют как аэробные, так и анаэробные источники энергообеспечения.
Группа - с преобладанием аэробной энергетики и группа с преобладанием анаэробной энергетики.
Проведенный по физиологическим параметрам кластерный анализ в возрастном интервале от 7 до 11 лет подтверждает, что развитие энергетики мышечной деятельности происходит постепенно и гетерохронно. У каждого индивидуума в определенные возрастные периоды происходит снижение и повышение работоспособности за счет усиления и ослабления аэробных и анаэробных возможностей. В критические периоды постнатального онтогенеза происходит уменьшение разнообразия кластерных групп. Семилетний возраст является наиболее стабильным.
При характеристике показателя РWC170 обнаруживается, что динамика данного параметра неодинакова у мальчиков от 7 до 11 лет. Во-первых данный показатель изменяется гетерохронно в указанном возрастном интервале, во-вторых у большинства мальчиков отмечается снижение его в период от 7 до 10 лет с последующим увеличением в 11 лет. У некоторых мальчиков отмечается увеличение РWC170 в 8 лет, у других - увеличение в 9 лет (рис.1). Между тем, объем работы в большой и субмаксимальной зонах мощности показывает одинаковую возрастную тенденцию, а именно: данный показатель имеет высокие значения в 7, 9 лет и неуклонно возрастает в 11 лет, но величина работы имеет неодинаковый объем у представителей разных конституциональных групп (рис. 1).
Таким образом, в постнатальном онтогенезе каждого индивидуума существуют как общие закономерности развития аэробных и анаэробных возможностей, так и индивидуальные, которые определяются разной скоростью ростовых процессов, влиянием генотипических факторов и состоянием регуляции на данный момент времени.
При оценке мощностных показателей работоспособности у мальчиков 7-11 лет, максимальное значение данного параметра отмечаются в 8 и 11 лет. Однако при характеристике индивидуальных параметров данного показателя, выявляется разная динамика. У одних ребят отмечается максимальное увеличение в 7, 9-10 лет, у других в 8, 9 лет, но при этом у всех испытуемых данный показатель снижается в 11 лет (рис.1). В 7-летнем возрасте при характеристике кластерных групп, было показано, что мальчики из 1 и 6 групп имеют средние значения W40, W240, W900 и для них характерен смешанный тип энергопродукции. Между тем для испытуемых из второй группы наиболее характерно развитие лактацидного источника. У ребят из третьей группы интенсивно функционируют аэробные и анаэробные механизмы, но преобладают аэробные источники энергообеспечения мышечной деятельности. У детей из 4й группы в равной степени функционируют как аэробный, так и анаэробный источники энергопродукции. В то время как у испытуемых из 5й группы наиболее оптимальный вариант функционирования анаэробных источников (рис. 1). Величина W40, которая представляет собой уровень максимальной мощности анаэробно-гликолитического (лактацидного) источника, ответственных за энергообеспечение работы в зоне большой и субмак-симальной мощности. Известно, что с возрастом роль анаэробных процессов в энергообеспечении напряженной мышечной деятельности возрастает, и это проявляется в общей тенденции возрастного увеличения показателя W40.
Испы-
туе-
мый
Динамические изменения показателей с возрастом
Мощностные
характеристики
PWC170
Эргометрические характеристики
Предельное время работы
ИНПД в зоне большой и субмакси-мальной мощности
Динамика пульса в восстановительном периоде после __________нагрузки____________
Зона большой мощности
Зона субмак-симальной мощности
Саша
А.
5—*
І
Сева
Ж.
II
I
в
Миша
С.
\Л/
I
и
Кеша
А.
1
і
па
Владик Г.
II 1ІІІІІІІ
I
III
И
Юхан
З.
шо
І
І
Ахмед
О.
я
Е1
Рис. Индивидуальные варианты возрастной динамики эргометрических и пульсометрических показателей у мальчиков
младшего школьного возраста
Тем не менее, результаты, показываемые представителями разных типов телосложения, весьма неоднородны. Уже в 7-летнем возрасте уровень показателя у представителей дигестивно-мышечного телосложения выше, чем у детей лепто-сомного телосложения. Такое положение сохраняется до 10 лет. То есть мощность анаэробно-гликолитической системы напрямую зависит от телосложения, причем в ряду эурисомия - лептосомия уровень этого признака существенно снижается. Следует подчеркнуть, что “анаэробно-гликолитический” настрой мышечного метаболизма подразумевает соответствующую организацию всех гомеостатических и регуляторных процессов в организме, принципиально отличающуюся от ситуации “аэробного” настроя. То обстоятельство, что представителя разных типов телосложения обладают разными энергетическими возможностями скелетных мышц, свидетельствует о целостности и нераздельности понятия “конституция человека”. И морфологические различия, как наиболее заметные, выступают здесь лишь как отражение и проявление глубинных различий в организации метаболизма и, вероятно, нервной и гуморальной регуляции всех физиологических процессов, в том числе - процессов роста и возрастного развития. Тенденция возрастного увеличения показателя W900, который характеризует аэробную мощность, выражена в значительно меньшей степени, чем для анаэробной мощности. Первенство в ряду конституциональных типов по рассматриваемому показателю среди мальчиков 7 лет занимает торакально-мышечный. Группы астенического и мышечного телосложения занимают промежуточное положение. Возрастные изменения аэробной емкости показывают значительно больший размах, чем показатели аэробной и анаэробной мощности. Общевозрастная тенденция отмечается у представителей торакального и торакально-мышечного типов, в меньшей степени у представителей астеноидного телосложения.
Таким образом, в период от 7 до 11 лет наибольшее значение приобретает аэробный источник энергопродукции. Данный источник функционирует более стабильно, без каких-либо сильных переломов. Наиболее значимые изменения преодолевает лактацидный источник энергопродукции, который характеризуется наиболее высокими значениями в 7 лет, снижается к 8 годам, максимально увеличивается к 9 годам, снижается в 10 лет и повышается в 11 лет. Причем такая динамика наиболее характерна для испытуемых лептосомного телосложения. Между тем, у испытуемых мышечного телосложения, наблюдается значительное повышение аэробного и анаэробного источников энергообеспечения к 10 годам. У ребят дигестивного типа сложения, преобладает анаэробный источник энергообеспечения и значительное снижение аэробных возможностей.
В таблице 1 приведены средние значения показателей эндоморфии, мезомор-фии, эктоморфии, констант “а”, “Ь”, мощности ^40, W900) и емкости (С аэр. и С анаэрб.) гликолитического и аэробного источников энергии мальчиков от 6,9 до 11 лет. Приведенные результаты показывают, что в течение всего времени наблюдений отмечается постепенное увеличение показателя эктоморфии, что, несомненно, связано с ростовыми процессами, опережающими по интенсивности увеличение массы тела. В то же время необходимо обратить внимание на статистически достоверное снижение показателя мезоморфии. Это, по-видимому, определяется изменением темпов роста скелетной мускулатуры. Действительно, как показывают данные антропометрических измерений, относительная скорость роста массы скелетных мышц от 6,9 до 7,9 составляла 0,222, однако от 8,9 к 9,9 эта ве-
личина резко снизилась до 0,081, то есть, в 2,7 раза, но к 10,9 увеличилась до
0,239. Снижение темпов роста мышц сопровождалось в ряде случаев увеличением костной и жировой ткани. Такое изменение темпов роста скелетных мышц должно отразиться и на состоянии мышечной энергетики в этом возрасте. Материалы таблицы позволяют детально оценить картину возрастных изменений скелетных мышц у младших школьников. В течение первых трех лет энергообеспечение скелетной мускулатуры развивалось довольно равномерно. Значение констант “а” -3,51 - близко к средним значениям показателя для детей и взрослых, что свидетельствует об обычных для московской популяции средних значениях соотношения аэробного и анаэробного источников мышечного энергообеспечения. Величины константы “Ь” для этого возраста показывают хороший уровень физической подготовленности детей в этой школе. Обычно в школах города Москвы значения еЛЬ в 5-10 раз ниже. Величины этого показателя приведены в последнем столбце таблицы 1 для характеристики аэробной емкости. Однако в 10-летнем возрасте, отмечается значительное снижение величины показателя “а” и “Ь”, что свидетельствует о существенных изменениях мышечной энергетики, по-видимому, сопряженные с замедлением темпов роста мышечной массы. Основные изменения произошли с механизмами аэробного энергообеспечения: величина анаэробной емкости снизилась при этом только на 17%, в то время как аэробная емкость - в 4,4 раза.
Однако уже в 11 лет происходят глубокие изменения обратного направления
- значения констант “а” и “Ь” резко возрастают, возможности аэробного источника увеличиваются более чем на порядок.
В большинстве работ, посвященных возрастным изменениям энергетики скелетных мышц с использованием традиционных методов (МПК, PWC, ПАНО), подобного двухфазного изменения энергетики мышечной деятельности у мальчиков 10-11-летнего возраста не описано. В литературе имеются немногочисленные указания о снижении работоспособности и изменении двигательных координаций у мальчиков в 10 лет и значительной активации аэробной энергетики скелетных мышц в 11 лет [7].
Можно сказать, что если в первые годы обследования (до 9-летнего возраста) наблюдалось возрастание соответствий между показателями соматотипа и особенностями энергетики скелетных мышц, то в возрасте 10-11 лет все нарушается. Эти нарушения, по-видимому, связаны с наступлением пубертатных перестроек в скелетных мышцах и в системе регуляции. При анализе корреляционных связей обращает на себя внимание изменение коэффициентов корреляции между баллами мезоморфии и эктоморфии с одной стороны и константой “Ь” и W900 - с другой в 8,9 лет, когда эти связи достаточно упрочились. Через год в 9,9 лет, эти связи полностью изменились в связи с началом препубертатных перестроек. Оценка особенностей строения тела у детей в возрасте 6,9 лет показала, что только у двух мальчиков тип телосложения не мог быть определен и был обозначен как “детский”. Полуростовой скачок у них не был завершен - “филиппинский” тест - отрицательный. Судя по “зубному возрасту” эти дети отставали от календарного возраста на 1,5 года. Остальные дети были отнесены к астеноидному, астено-торакальному, торакальному, мышечному, мышечно-дигестивному и дигестив-ным типам. У большинства мальчиков оценки телосложения в дальнейшем изменились. Только у двух детей, тип был определен как астеноидный, первоначаль-
ная оценка удержалась в течение 5 лет наблюдения. В других случаях наблюдались “переходы”: чаще всего А-Т, АТ-Т, Д-МД.
Таким образом, в исследуемом возрастном диапазоне еще нет окончательно установившихся типов телосложения. Можно полагать, что в ходе индивидуального развития набор маркеров, характеризующий тот или иной тип, реализуется постепенно в той или иной последовательности. Однако в ряде случаев уже у 8летних детей можно выявить признаки достаточно точно определяющие дальнейший путь развития. Полученные результаты показывают, что в исследуемом возрастном интервале по-разному складывается взаимосвязь между типом телосложения и особенностями мышечной энергетики. В постнатальном онтогенезе каждого индивидуума существуют как общие закономерности развития аэробных и анаэробных возможностей, так и индивидуальные. В период 6-8 лет, когда у большинства мальчиков типологические особенности организма внешне только складываются проследить их взаимосвязь с особенностями энергообеспечения мышечной деятельности достаточно трудно. Наибольшее соответствие мышечной энергетики и типологических особенностей, характерных для данного возрастного периода, выявляются в 9 лет. Это проявляется и в увеличении коэффициента корреляции между показателями телосложения и параметрами энергетического обеспечения. В 10-11 лет (у некоторых испытуемых раньше) наступает волна изменений, проявляющаяся в задержке роста мышечной массы, снижения физической работоспособности, в первую очередь за счет мощности и, особенно, емкостных показателей аэробной энергетики. Первую фазу этих изменений сменяет вторая, характеризующаяся увеличением скорости роста мышечной ткани и активацией окислительного источника энергообеспечения. Эта волна возрастных изменений практически полностью перекрывает наметившуюся связь энергетики мышц с типологическими особенностями организма. Вся эта волна изменений связана с тем, что в возрасте 10-11 лет в мышечной ткани, которую можно обозначить как препубертатную, предшествующую последующим изменениям, связанным с половым созреванием. Как показывают гистохимические исследования, в этом возрасте происходят передифференцировки значительной части мышечных волокон. При этом смешанные мышцы человека теряют последние черты “детскости”, которая характеризуется наличием некоторого избытка волокон окислительного типа.
Оценка индивидуальных характеристик “физиологической стоимости” физической работы у мальчиков от 7 до 10 лет при работе в большой и субмаксималь-ной мощности показала, что практически нет одинаковых реакций организма на физическую нагрузку. Регуляция физических процессов разная, но при этом сохраняется возрастная динамика показателей работоспособности и энергообеспечения в возрастном интервале от 7 до 11 лет (рис. 1). Важным фактором возрастного увеличения работоспособности является снижение “физической стоимости” выполняемой физической нагрузки. Величина ИНПД при нагрузке в субмакси-мальной зоне мощности в 3-4 раза выше, чем при нагрузке в большой зоне. Как показывают наши исследования, каждый конституциональный вариант имеет свою динамику регуляции восстановительных процессов организма. Размах колебаний параметра существенно отличается в группах по телосложению (рис.1). У мальчиков астеноидного, торакального и мышечного типов сложения динамика интенсивности накопления пульсового долга практически синхронная. Возраст 7-
8 лет характеризуется высокими значениями напряженности восстановительных процессов, однако работоспособность у детей лептосомов достаточно высокая. По-видимому, в этот период времени адаптация в школе оказывает не совсем положительное влияние на механизмы регуляции организма. В 10 лет ИНПД становится еще выше, работоспособность при этом резко снижается, что показывает нам высокое напряжение регуляции в организме. Характерно, что у мальчиков в интервале от 9 к 10 годам, ИНПД увеличивается в 3 раза, а при работе мощностью 5 Вт/кг в 1,5 раза. Между тем пульсовой долг при работе 3 Вт/кг увеличивается в 1,3 раза и практически не меняется при работе мощностью 5 Вт/кг. У мальчиков дигестивного телосложения критическими периодами для ИНПД являются интервалы 9 и 10 лет. В 11 лет наступает достаточно благоприятный период для испытуемых всех типов конституции. В этот период отмечаются максимальные приросты работоспособности в обеих зонах мощности, и при этом показатели напряжения интенсивности восстановительных процессов снижаются, что может быть связано с увеличением в этот период многих морфометрических показателей, в частности: костного, мышечного и жирового. Необходимо отметить, что мальчики различных конституциональных типов уже с 7-летнего возраста достоверно отличаются между собой по ИНПД при работе в разных зонах мощности. Так, минимальные значения интенсивности накопления пульсового долга при работе в аэробной зоне мощности отмечаются у детей лептосомного типа телосложения, что показывает благоприятную адаптацию их организма к работе в аэробном режиме. Максимальные значения ИНПД при работе в аэробном режиме отмечаются у детей эурисомного типа сложения, что говорит о физиологической неприспособленности дигестивного организма к работе в зоне аэробных нагрузок. Однако самым благоприятным режимом работы для мальчиков дигестивного телосложения являются зоны анаэробных мощностей.
Таким образом, тип энергопродукции скелетных мышц характеризуется рядом признаков: мощностными и емкостными возможностями энергетических источников, состоянием регуляторных и вегетативных систем.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Проведенные исследования показали, что разработанный метод оценки состояния аэробного и анаэробно-гликолитических источников энергообеспечения скелетных мышц может быть применен для выявления индивидуальных особенностей энергообеспечения. Эргометрические методы значительно облегчают проведение исследований по анализу возрастных и индивидуальных особенностей мышечной энергетики. В ходе этих исследований выявляются такие детали, как резкие изменения энергетики мышц в 9-10-11-летнем возрасте. Такие изменения с трудом удается выявить при использовании других, значительно более сложных методик (определение МПК, критической мощности, РWC170, ПАНО). Причем, даже такой набор методик не дает возможности прямо оценить такие параметры, как мощность и емкость гликолитического и окислительного источников энергии, но это легко рассчитывается при знании индивидуальных констант уравнения Мюллера. Используемые нами методические приемы дали возможность проведения исследований с одновременной оценкой особенностей телосложения и энергетики скелетных мышц. Проведенные исследования показывают, что характер-
ной особенностью возрастного развития энергетики мышечной деятельности в онтогенезе у представителей разных типов телосложения является то, что развитие типоспецифичноти не выходит за рамки общевозрастных закономерностей. Существуют критические периоды, которые являются общими для большинства возрастных групп и которые напрямую связаны с ростовыми процессами. Как показывают наши исследования, в период от 7 к 9 годам у мальчиков энергообеспечение развивается довольно равномерно. Уже к 7 годам у мальчиков в неодинаковой степени функционируют различные источники энергетики мышечной деятельности. В этот период можно выделить различные энергетические типы: смешанный тип, где в равной степени работают аэробные и анаэробные источники, аэробно-анаэробный - с преобладанием аэробной энергетики и анаэробный -аэробный - с преобладанием анаэробной энергетики. К 8-9 годам у мальчиков отмечается увеличение всех параметров физической работоспособности и показателей энергетического обмена. К 9 годам, на фоне усиливающейся корреляционной связи между показателями работоспособности, костным и мышечным компонентами, растет аэробная и анаэробная производительность. Несмотря на то, что уже в младшем школьном возрасте выделяются энергетические типы, однако дети практически всех типов конституций характеризуются значительной выносливостью, что связано, в первую очередь, с преобладанием в мышцах в этом возрасте волокон окислительного типа. Исключением являются мальчики дигестивного типа сложения, у них недостатки окислительной энергетики проявляются уже с 7летнего возраста. По-видимому, существует определенный предел ограничивающий развитие аэробики. Проявление таких ограничений может быть связано с различиями массы тела. Действительно, высокие темпы роста массы тела у мальчиков с дигестивным типом телосложения неразрывно связаны с усиленным развитием тонических мышц туловища и конечностей, определяющих положение тела и его антигравитационные функции. Как известно, такие мышцы состоят только из медленных красных окислительных волокон, оплетенных кровеносными капиллярами и использующих только аэробное энергообеспечение. В то же время возможности систем кровообращения и внешнего дыхания действительно имеют предел, определяемый, как известно, величинами АП или МПК. Особенно это касается мальчиков дигестивного сложения, связанного с большой массой тела. В среднем у мальчиков дигестивного сложения в этом возрасте тела составляет 29,9 кг. Для сравнения - у детей 7 лет астеноидной и торакальной комплекции масса тела составляет 22,6-22,8 кг. Жировая ткань у мальчиков дигестивного телосложения уже в этом возрасте в среднем достигает 7,8 кг (у ребят астеноид-ного телосложения только 2,9 кг). Для сохранения характеристик двигательных возможностей статистического и динамического характера дети дигестивного типа должны иметь дополнительную массу мышечной ткани. Наши измерения показывают, что если мальчики астеноидного телосложения в этом возрасте имеют 7,9 кг мышц - 35%, то у мальчиков дигестивного сложения 12,1 кг - 40%. Возникает вопрос об энергетическом обеспечении такой большой массы. Развитие аэробной энергетики лимитировано и поэтому обычные динамические потребности (такие как бег, ходьба, “езда” на велоэргометре и др. у детей дигестивного типа осуществляются в основном за счет анаэробных процессов, и ее вклад с возрастом все больше и больше будет увеличиваться. К 10 годам физическая работоспособность в аэробной зоне мощности практически у всех испытуемых значи-
тельно падает, что связано, с одной стороны, с качественной и количественной перестройкой мышечных волокон вследствие гормональных изменений, с другой, гетерохронным развитием различным компонентов тела. Анализ антропометрических параметров показал, что в целом по группе с 7 до 10 лет костный компонент массы тела увеличивается с 17,4 до 19,3%, жировой - с 15,4 до 18,1%, а мышечный повышается с 7 до 9 лет с 32,6 до 36,2%, а в 10 лет вновь снижается до 34% Это сопровождается и понижением мезоморфного компонента соматотипа Хит-Картер [18]. У многих детей в период от 7 к 10 годам интенсивно увеличивается костный компонент, уменьшается мышечный и увеличивается жировой компонент, который связан отрицательной корреляционной связью с показателями работоспособности, особенно в аэробной зоне мощности. В 10-летнем возрасте, в связи со значительным увеличением жирового компонента, и уменьшением мышечного, различия между соматотипами стираются и большинство детей объединяются в группу смешанной энергетики с превалированием анаэробных процессов. Необходимо отметить, что у 10-летних мальчиков при работе в аэробной зоне мощности сильно напряжена система вегетативной регуляции, вследствие чего возрастает индекс накопления пульсового долга. Такая же тенденция обнаруживается и при работе в анаэробной зоне мощности, хотя работоспособность в этой зоне увеличивается, что связано с ростом жировой массы. Корреляционный анализ обнаруживает тесную связь различных компонентов тела с парметрами физической работоспособности. Так, величина аэробной производительности прямо зависит от мезоморфии и эктоморфии и обратно - от эндоморфии. Между тем, жировая масса тесно связана с анаэробной производительностью. У детей 9-10 лет отмечаются заметные синхронные изменения очень многих показателей, характеризующих рост и развитие ребенка. Так, по данным Л.К. Семеновой [12] на возраст 9-10 лет приходится заметное снижение активности желез внутренней секреции. В данный возрастной период происходит уменьшение экскреции катехоламинов [1,19]. Возраст 10 лет является критическим в развитии механизмов сократительной функции левого желудочка сердца [4]. В работе З.Г. Бияшевой [2] именно на 10-летний возраст приходятся резкие изменения реакции нервных элементов головного мозга при осуществлении психических функций. Исследование энергетики растущего организма показывает, что в интервале от 9 к 10 годам у детей замедляется возрастное снижение интенсивности метаболических процессов [5]. Повышенный уровень теплопродукции в этом возрасте определяет увеличение индекса циркуляции тепла на поверхности кожи, соответственно при этом увеличиваются теплопотери, что ведет к изменению активности механизмов физической и химической терморегуляции. Наши исследования показывают, что на данный возрастной период приходится заметное снижение энергетики скелетных мышц. Среди параметров уравнения Мюллера заметно снижается величина показателя “а”, что однозначно характеризует перестройку энергетики мышц в сторону увеличения роли анаэробных процессов энергообеспечения. В этот период снижается аэробная емкость, что показывает степень снижения величины аэробных возможностей скелетных мышц.
Таким образом, результаты наших лонгитудинальных наблюдений показали, что как морфологические, так и функциональные особенности конституции еще не сложились окончательно. Для формирования мышечной системы и особенностей ее энергетики критическим становится 10-летний возраст, когда в организме
накапливаются неактивные формы половых гормонов в количестве, достаточном для перестройки мышечных волокон [10, 11, 19], когда происходит синхронная для многих систем организма перестройка, которую можно обозначить как фазу торможения и массовых передифференцировок, что, по-видимому, является началом развития нового периода. Сложность младшего школьного возраста заключается в том, что в интервале от 7 до 11 лет процессы становления энергетики мышечной деятельности проходят неравномерно, вследствие разной скорости роста соматических показателей, активными дифференцировочными процессами в мышечных волокнах и началом полового созревания (10-11 лет), адаптации к различным физическим и умственным нагрузкам. Эти весьма важные возрастные особенности необходимо учитывать при становлении программ физического воспитания. Проведенные нами исследования показывают, что направленность и методика физического воспитания, оценка результатов двигательной подготовленности должна строиться не только на общевозрастном подходе, но и на конституциональном с учетом индивидуальных особенностей. При этом необходимо учитывать все возрастные критические периоды и этапы устойчивого состояния.
ВЫВОДЫ
1. В интервале от 7 до 11 лет процессы становления энергетики мышечной деятельности проходят неравномерно, вследствие разной скорости роста соматических показателей, активными дифференцировочными процессами в мышечных волокнах и началом полового созревания (10-11 лет), адаптации к различным физическим и умственным нагрузкам.
2. Тип энергопродукции скелетных мышц характеризуется рядом признаков: мощностными и емкостными возможностями энергетических источников, состоянием энергетических источников, состоянием регуляторных и вегетативных систем. Совокупность этих признаков и определяет работоспособность человека во всем доступном ему диапазоне нагрузок.
3. Представители разных соматотипов конституции имеют специфические особенности в уровне, кинетике, регуляции важнейших показателей работоспособности и энергообеспечения мышечной деятельности.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Бец Л.В. Количественная характеристика половых стероидов у детей допу-бертатного возраста // В кн.: Возрастные особенности физиологических систем детей и подростков. - М., 1977. - Т.2. - С. 104-105.
2. Бияшева З.Г. Возрастная динамика специализации структур головного мозга школьников при осуществлении высших психических функций: Автореф. дисс. ... докт. биол. наук. - М. 1999. - 42 с.
3. Воробьев В.Ф. Индивидуальные особенности энергетического обеспечения мышечной работы // Новые исследования. - 1991. - №2. - С.86-89.
4. Калюжная Р.А. Физиология и патология сердечно-сосудистой системы детей и подростков. - М.: Медицина, 1973. - 253 с.
5. Корниенко И.А. Возрастные изменения энергетического обмена: Автореф. дисс. ... д-ра биол. наук. - М. 1980. - 48 с.
6. Корниенко И.А., Сонькин В.Д., Тамбовцева Р.В. Возрастное изменение энергетики мышечной деятельности. Сообщение 1. Структурно-функциональные перестройки // Физиология человека. - 2005. - Т.31, №4. - С. 402-406.
7. Корниенко И.А., Сонькин В.Д., Тамбовцева Р.В. Возрастное развитие энергетики мышечной деятельности. Сообщение 3. Эндогенные и экзогенные факторы, влияющие на развитие энергетики скелетных мышц // Физиология человека. -2007. - Т.33, №6. - С.94-99.
8. Сонькин В.Д. Энергетическое обеспечение мышечной деятельности школьников // Автореф. дисс. ... д-ра биол. наук. - М., 1999. - 50 с.
9.Сонькин В.Д. Физическая работоспособность и энергообеспечение мышечной функции в постнатальном онтогенезе // Физиология человека. - 2007. - Т.33, №3. - С. 1-19.
10.Савостьянова Е.Б. Об андрогенной активности и конституции детей и подростков по данным изучения близнецов // Дифференциальная психофизиология и ее генетические аспекты. - М., 1975. - С. 242-245.
11. Саяпина Е.С. Особенности секреции соматотропного гормона у детей и его взаимоотношения с некоторыми соматическими признаками // Вопросы антропологии. - 1975. - вып. 50. - С. 146-151.
12.Семенова Л.К. Суставно-связочный аппарат человека в онтогенезе // Труды ин-та физ.воспитания и школьной гигиены АПН СССР. - М., 1958. - Т.97. -С.182-244.
13.Сонькин В.Д., Тамбовцева Р.В. Развитие мышечной энергетики и работоспособности в онтогенезе. - М.: Книжный дом “ЛИБРОКОМ”, 2011. - 368 с.
14. Тамбовцева Р.В. Возрастные изменения типов телосложения школьников // Новые исследования. - 2010. - №1. - С.84-89.
15. Тамбовцева Р.В. Физиологические основы развития двигательных качеств // Новые исследования. - 2011. - №1. - С.5-15.
16. Тамбовцева Р.В. Общие и частные закономерности возрастного развития энергообеспечения мышечной деятельности // Новые исследования. - 2011. - №2.
- С. 73-83.
17. Физиология развития ребенка (Теоретические и прикладные аспекты) / Под ред. М.М. Безруких, Д.А. Фарбер. - М.: 2000. - 312 с.
18. Хит Б.Х., Картер Д.Л. Современные методы соматотипологии // Вопросы антропологии: Ч.1: - 1968. - вып. 29. - С. 20-40.
19. Хрисанфова Е.Н.Конституция и биологическая индивидуальность человека. - М.: Изд-во МГУ, 1990. - 160 с.
20. SonAkin V.D., Gutnik B.J., Tambovseva R.V. and Nash D. Ergometric Investigation of Work Capacity Ontogeny: Influence of Exogenic and Endogenic Factors // Advances in Medicine and Biology. - 2010. - V.1. - P. 129-165.
21. Sonkin V., Tambovtseva. Energy metabolism in children and adolescents // Energetics. Chorv, 2011.
