CC BY
9ОСОБЕННОСТИ АЭРОБНОГО ПОТЕНЦИАЛА У ПОДРОСТКОВ С РАЗНЫМИ ТЕМПАМИ ФИЗИЧЕСКОГО РАЗВИТИЯ
УДК/UDC 616-07:159.944-053.6
Поступила в редакцию 19.11.2019 г.
Доктор медицинских наук, профессор А.Л. Корепанов1 Доктор педагогических наук, профессор О.Н. Головко1 Кандидат педагогических наук, доцент С.Е. Моторная1
1 Севастопольский государственный университет, Севастополь
AEROBIC POTENTIAL IN ADOLESCENTS WITH DIFFERENT PHYSICAL DEVELOPMENT RATES
Dr.Med., Professor A.L. Korepanov1
Dr.Hab., Professor O.N. Golovko1
PhD, Associate Professor S.E. Motornaya1
1 Sevastopol State University, Sevastopol
Информация для связи с автором: akorepanov2006@rambler.ru
Аннотация
Цель исследования - сравнительная оценка аэробного потенциала у подростков-мальчиков, имеющих разные темпы физического развития. Методика и организация исследования. Исследование проведено на подростках - мальчиках (87 человек) в возрасте 13-14 лет. По показателю «длина тела» исследуемые были разделены на 3 группы: 1-я группа - акселераты (26 человек), 2-я группа - нормоданты (40 человек), 3-я группа - ретарданты (21 человек). Определяли: массу и длину тела, жизненную емкость легких (ЖЕЛ), жизненный индекс (ЖИ) - отношение ЖЕЛ к массе тела, утилизацию кислорода (УО2), абсолютное (ПО2) и относительное (ОПО2) потребление кислорода, абсолютную (ФР) и относительную (ОФР) физическую работоспособность, абсолютное (МПК) и относительное (ОМПК) максимальное потребление кислорода. Физическую работоспособность определяли в степ-тесте по методике Карпмана, потребление кислорода - газоаналитическим методом.
Результаты исследования и выводы. Полученные результаты показали, что функциональные резервы системы кислородного обеспечения подростков зависят от темпов физического развития.
Ключевые слова: подростки, аэробный потенциал, физическое развитие, физическая работоспособность, потребление кислорода.
Annotation
Objective of the study was to conduct a comparative assessment of aerobic potential in adolescent boys with different physical development rates. Methods and structure of the study. The study involved the 13-14 year-old adolescent boys (n=87). Based on the "body length" indicator, the subjects were divided into 3 groups: Group 1 - accelerants (n=26), Group 2 - normodants (n=40), Group 3 - retardants (n=21). The following parameters were measured: body weight and body length, vital capacity (VC), birth-death ratio (BDR) - the ratio of VC to body weight, oxygen utilization (UO2), absolute (O2C) and relative (RO2C) oxygen consumption, absolute (PhD) and relative (RPhD) physical development rates, absolute (MOC) and relative (RMOC) values of maximum oxygen consumption. The subjects' physical development was assessed in the step test according to V.L. Karpman, oxygen consumption - by means of a gas analysis.
Results of the study. The findings showed that the functional reserves of the oxygen supply system in adolescents depend on their physical development rates.
Conclusion. The greatest adaptation resources were detected in the normodants and retardants, which was confirmed by the higher RPhD and RMOC rates in the normodants and retardants as opposed to the accelerants. The study findings can be used in physiology of sports and sports medicine.
Keywords: adolescents, aerobic potential, physical development, physical working capacity, oxygen consumption.
Введение. Важнейшим положением убедительно обоснованного в спортивной науке онтокинезиологического подхода [2, 9] является соответствие параметров тренировочных нагрузок текущему состоянию занимающегося и естественному ходу развития его двигательной функции [5]. Увеличение количества подростков, занимающихся спортом, определяет актуальность исследований закономерностей развития энергетического обеспечения двигательной функции в онтогенезе. Уровень функционирования системы кислородного обеспечения организма можно рассматривать как ведущий показатель, отражающий адаптационные резервы организма и во многом определяющий спортивный результат. Нейрогуморальные перестройки регуляторных механизмов, гетерохронность
развития всех физиологических систем организма, высокая индивидуальная вариативность темпов онтогенетических процессов приводят к выраженным различиям показателей аэробной производительности у разных подростков одного возраста. У подростков выявлено снижение ресурсов сердечно-сосудистой системы, высокий расход энергии, больший уровень кислородного долга при дозированной нагрузке, низкий уровень максимального потребления кислорода, низкий аэробный потенциал [10]. В литературе не уделяется достаточного внимания изучению особенностей адаптационных возможностей подростков с высокими темпами физического развития -акселератов (Ак), со средними темпами физического развития нормодантов (Но) и с низкими - ретардантов (Ре).
№ 2 • 2020 Февраль | February
http://www.teoriya.ru
В нескольких исследованиях, посвященных данной теме, установлены различия в уровне соматического здоровья [7], способах обеспечения постоянства внутренней среды, физической работоспособности у подростков с разными темпами физического развития [1, 4]. Изучение ге-модинамических параметров показало, что сократимость сердечной мышцы выше у подростков со средними и низкими темпами физического развития [8]. В доступной литературе не обнаружено работ по сравнительному изучению аэробного потенциала акселератов, нормодантов и ретардантов. Данные сравнительной оценки аэробных возможностей подростков-мальчиков с разными темпами физического развития могут использоваться в практике физиологии спорта и спортивной медицины для оптимизации спортивного отбора и профилактики возникновения заболеваний.
Цель исследования - сравнительное исследование аэробного потенциала у подростков-мальчиков, имеющих разные темпы физического развития.
Методика и организация исследования. В исследовании приняло участие 87 мальчиков-подростков - обучающихся 8-х классов. По показателю «длина тела» исследуемые были разделены на 3 группы: 1-я группа - акселераты (26 человек), 2-я группа - нормоданты (40 человек), 3-я группа - ретарданты (21 человек). Определяли: массу и длину тела, жизненную емкость легких (ЖЕЛ), жизненный индекс (ЖИ) - отношение ЖЕЛ к массе тела, утилизацию кислорода (УО2), абсолютное (ПО2) и относительное (ОПО2) потребление кислорода, абсолютную (ФР) и относительную (ОФР) физическую работоспособность, абсолютное (МПК) и относительное (ОМПК) максимальное потребление кислорода. УО2, ПО2 и ОПО2 определяли газоаналитическим методом [11] в покое и после дозированной физической нагрузки (2-ступенчатой пробы по Карпману). ФР определяли по методике Карпмана [6], МПК - по формуле: МПК=PWC1J0 х 1,7+1240.
Кислородную стоимость работы (количество кислорода, необходимое для совершения работы, равной 1 Вт) определяли как частное от деления количества потреблённого кислорода за 1-ю мин восстановления и мощности вто-
рой нагрузки пробы Карпмана. Материалы статистически обрабатывали с помощью пакета программ STATISTICA for WINDOWS 6.0.
Результаты исследования и их обсуждение. Показано, что показатели аэробного обеспечения и внешнего дыхания существенно различаются у Ак, Но и Ре. Результаты представлены в таблице. ЖЕЛ была минимальной у Ре, средней -у Но и максимальной - у Ак. Ак продемонстрировали наибольший показатель ЖИ. У Ак зарегистрирована наибольшая ФР, у Ре ФР была минимальной, у Но - средней. ОФР оказалась достоверно выше у Ре, чем у Ак. Максимальные показатели МПК зарегистрированы у Ак, средние - у Но, и минимальные - у Ре. Максимальные показатели ОМПК зарегистрированы у Ре.
В состоянии покоя и после дозированной физической нагрузки достоверных изменений УО2 у всех групп исследуемых не установлено. Максимальные показатели ПО2 в состоянии покоя зарегистрированы у Ак, средние - у Но и минимальные - у Ре. Показатели ОПО2 в состоянии покоя достоверно не различались между исследуемыми группами. В резуль-
Относительное потребление кислорода (мл/мин/кг) в покое (1), при дозированной нагрузке (2), при нагрузке на уровне МПК (3)
Условные обозначения: сплошная линия - ретарданты, прерывистая с квадратами - акселераты, прерывистая с ромбами - нормоданты
Показатели внешнего дыхания и аэробных резервов организма (М±m) у исследуемых групп
Показатели 1-я группа (Ак) (n=26) 2-я группа (Но) (n=40) 3-я группа (Ре) (n=21) Все (n=87)
Длина тела, см 178,3±4,2 [1] 166,2±4,6 152,4±3,8 [1, 2] 166,2±4,8
Масса тела, кг 63,8±3,8 [1] 54,1±3,7 42,1±4,3 [1,2] 53,5 ±4,2
Жизненная емкость легких, мл 3528±272 [1] 2842±251 2159±249 [1,2] 2838±246
Жизненный индекс, мл/кг 58,1±3,2 [1] 52,8±3,0 51,2± 3,1 [2] 53,8±3,0
Абсолютная физическая работоспособность, Вт 140,6±7,2 [1] 125,2±7,1 96,7±7,9 [1,2] 122,5±7,3
Относительная физическая работоспособность, Вт 2,28±0,08 2,37±0,07 2,47±0,06 [2] 2,36±0,3
Абсолютное максимальное потребление кислорода, мл 2702±174 2541±139 2245±143 [1,2] 2509±136
Относительное максимальное потребление кислорода, мл/кг 42,2±2,3[1] 47,1±2,2 53,2±2,3 [1,2] 46,7±2,2
Утилизация кислорода в покое, % 7,0±0,3 7,46±0,4 6,89±0,4 7,29±0,4
Утилизация кислорода при дозированной нагрузке, % 6,85±0,7 7,03±0,7 6,77±0,8 6,96±0,5
Абсолютное потребление кислорода в покое, мл 294±19 [1] 238±17 203±14 [1, 2] 240±16
Абсолютное потребление кислорода при дозированной нагрузке, мл 1280±58 [1] 1007±57 850±52 [1, 2] 1023±56
Относительное потребление кислорода в покое, мл/кг 4,7±0,3 4,5±0,4 5,0±0,4 4,6±0,4
Относительное потребление кислорода при дозированной нагрузке, мл/кг 20,4±0,9 19,1±0,7 21,8±0.8 [1] 19,5±0,8
□ и
£ г. CL
ч—
О OJ и
2 CL ' -о с
га
^
О (U .с Н
Примечание. [1] - р < 0,05 при сравнении с показателями нормодантов; [2] - р<0,05 при сравнении с показателями акселерантов
40
http://www.teoriya.ru
№ 2 • 2020 Февраль | February
тате дозированной физической нагрузки во всех исследуемых группах произошло существенное увеличение ОПО2. В наибольшей степени (в 4,36 раза) ОПО2 увеличилось у Ре, среднее увеличение (в 4,34 раза) наблюдалось у Ак и минимальное (в 4,2 раза) - у Но. Анализ динамики ОПО2в состоянии покоя, при дозированной нагрузке (проба Карп-мана) и при нагрузке на уровне МПК (см. рисунок) показал различия в степени увеличения ОПО2 у исследуемых групп: у Ак при нагрузке на уровне МПК наблюдалась наименьшая (в 8,9 раза в сравнении с уровнем покоя) степень увеличения показателя; у Но и Ре ОПО2 увеличивалось в 10,4 и 10,6 раза соответственно. Установлено, что мышечная деятельность нормодантов более энергетически «выгодна», чем у 2 других исследуемых групп: кислородная стоимость работы у них была достоверно (р<0,05) ниже и составила 9,73±0,21 мл/Вт, тогда как у акселератов и ретардантов кислородная стоимость работы составила 10,55±0,29 мл/Вт и 10,48±0,31 мл/Вт соответственно.
Проведенное исследование выявило значимые различия аэробного потенциала у подростков - акселератов, нормодантов и ретардантов. Эффективность работы механизмов кислородного обеспечения мышечной деятельности отражает адаптационные ресурсы организма подростка и уровень его соматического здоровья [3].
Групповое распределение потребления кислорода в покое и при физической нагрузке, выявившее высокий уровень ПО2 у акселератов, отражает их большую потребность в кислороде в связи с большей мышечной массой. Экономичность работы оказалась наибольшей у нормодантов, что подтверждается низкой кислородной стоимостью работы у подростков с нормальными темпами физического развития в сравнении с их сверстниками - акселератами и ретардантами. При выполнении степ-теста по Карпману, не требующего максимальной мобилизации ресурсов кислородного обеспечения, акселераты и ретарданты демонстрировали высокий уровень напряжения кислородтран-спортной системы - степень увеличения относительного потребления кислорода у них была существенно больше, чем у нормодантов. При работе на уровне МПК наименьшие ресурсы аэробного обеспечения мышечной деятельности выявлены у акселератов, что подтверждается минимальными показателями МПК и наименьшей степенью увеличения потребления кислорода в сравнении с нормо-дантами и ретардантами.
Вывод. Особенности кислородного обеспечения мышечной деятельности подростков-мальчиков определяются их темпами физического развития. Наибольший уровень аэробного потенциала выявлен у нормодантов и ретардантов, что подтверждается более высоким уровнем относительной физической работоспособности и относительного максимального потребления кислорода, большей степенью увеличения относительного потребления кислорода у подростков - мальчиков со средними и низкими темпами физического развития в сравнении с акселератами. Наиболее экономичный тип энергообеспечения мышечной деятельности (по показателю кислородной стоимости работы) установлен у нормодантов. Полученные данные будут использованы при разработке методик спортивного отбора, оптимизации тренировочного процесса и профилактики соматических заболеваний мальчиков-подростков.
Литература
1. Балыкова Л.А. Изменения сердечно-сосудистой и иммунной систем у юных спортсменов: положительные эффекты L-карнитина
/ Л.А. Балыкова и др. // Педиатрия. Приложение «Consilium
Vedicum». - 2014. - № 4. - С. 20-24.
2. Бальсевич В.К. Очерки по возрастной кинезиологии человека / В.К. Бальсевич. - М.: Советский спорт, 2009. - 220 с.
3. Гигиена детей и подростков: руководство к практическим занятиям: учеб. пособие / под ред. проф. В.Р. Кучмы. - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2012. - 560 с.
4. Долгих В.В. Роль психоэмоциональных и социальных факторов в развитии эссенциальной артериальной гипертензии у подростков / В.В. Долгих, Ж.В. Прохорова, Н.А. Фомина // Педиатрия. -2011. - № 5. - С. 25-28.
5. Загревская А.И. Онтокинезиологический подход как методология спортизации физического воспитания в системе образования / А.И. Загревская, Л.И. Лубышева // Теория и практика физ. культуры. - 2017. - № 6. - С. 6-8.
6. Карпман В.Л. Тестирование в спортивной медицине / В.Л. Карп-ман, З.Б. Белоцерковский, И.А. Гуднов. - М.: Физкультура и спорт, 1988. - 208 с.
7. Корепанов А.Л. Дифференциальная характеристика морфофунк-циональных параметров подростков с разным уровнем физического развития / А.Л. Корепанов // Вестник физиотерапии и курортологии. - 2007. - № 2. - С. 33-40.
8. Корепанов А.Л. Функциональные показатели деятельности сердца у подростков с разными темпами физического развития / А.Л. Корепанов // Теория и практика физ. культуры. - 2016. -№ 12. - С. 49-51.
9. Лубышева Л.И. Социальный вектор трансформации отношения школьников к физической культуре и спортивной деятельности / Л.И. Лубышева, И.М. Салахов // Физическая культура: воспитание, образование, тренировка. - 2017. - № 2. - С. 71-73.
10. Спортивная медицина: национальное руководство / под ред. акад. РАН и РАИМН С.П. Миронова, проф. Б.А. Поляева, проф. Г.А. Макаровой. — М.: ГЭОТАР-Медиа, 2013. - 1184 с.
11. Шейх-Заде Ю.Р. Экспресс-метод определения энерготрат у человека / Ю.Р. Шейх-Заде, С.П. Цветковский // Физиология человека. - 1986. - Т. 12, вып. (6). - С. 1039-1040.
References
1. Balykova L.A. Izmeneniya serdechno-sosudistoy i immunnoy sistem u yunyih sportsmenov: polozhitelnyie effektyi L-karnitina [Changes in cardiovascular and immune systems in young athletes: positive effects of L-carnitine]. Pediatriya. Prilozhenie «Consilium Vedicum». 2014. no. 4. pp. 20-24.
2. Bal'sevich V.K. Ocherki po vozrastnoy kineziologii cheloveka [Essays on human developmental kinesiology]. M.: Sovetskiy sport, 2009. 220.
3. Kuchma V.R. Gigiena detey i podrostkov: rukovodstvo k prakticheskim zanyatiyam [Hygiene of children and adolescents: guide to practical exercises]. Study guide. M.: GEOTAR-Media publ., 2012. 560 p.
4. Dolgikh V.V., Prokhorova Zh.V., Fomina N.A. Rol psihoemotsionalnyih i sotsialnyih faktorov v razvitii essentsialnoy arterialnoy gipertenzii u podrostkov [Role of psychoemotional and social factors in development of essential arterial hypertension in adolescents]. Pediatriya. 2011. 5. pp. 25-28.
5. Zagrevskaya A.I., Lubysheva L.I. Ontokineziologicheskiy podkhod kak metodologiya sportizatsii fizicheskogo vospitaniya v sisteme obrazovaniya [Ontokinesiological approach for sportization of physical education within national education system]. Teoriya i praktika fiz. kultury, 2017, no. 6, pp. 6-8.
6. Karpman V.L., Belotserkovskiy Z.B., Gudnov I.A. Testirovanie v sportivnoy meditsine [Testing in sports medicine]. M.: Fizkultura i sport, 1988. 208 p.
7. Korepanov A.L. Differentsialnaya harakteristika morfofunktsionalnyih parametrov podrostkov s raznyim urovnem fizicheskogo razvitiya [Differential characteristic of morphofunctional parameters of adolescents with different levels of physical development]. Vestnik fizioterapii i kurortologii. 2007. 2. pp. 33-40.
8. Korepanov A.L. Funktsionalnye pokazateli deyatelnosti serdtsa u podrostkov s raznyimi tempami fizicheskogo razvitiya [Functional indices of cardiac perdormance in adolescents with different rates of physical development]. Teoriya i praktika fiz. kultury, 2016, no. 12, pp. 49-51.
9. Lubysheva L.I., Salakhov I.M. Sotsialny vektor transformatsii otnosheniya shkolnikov k fizicheskoy kulture i sportivnoy deyatelnosti [Social vector of changes in pupils' attitude to physical education and sports]. Fizicheskaya kultura: vospitanie, obrazovanie, trenirovka. 2017. no. 2. pp. 71-73.
10. Mironov S.P., Polyaeva B.A., Makarova G.A. Sportivnaya meditsina: natsionalnoe rukovodstvo [Sports medicine: national leadership]. M.: GEOTAR-Media, 2013. 1184 p.
11. Sheikh-Zade Yu.R., Tsvetkovskiy S.P. Ekspress-metod opredeleniya energotrat u cheloveka [Express method to determine energy expenditure in humans]. Fiziologiya cheloveka [Human physiology]. 1986. v. 12, no. (6). pp. 1039-1040.
№ 2 • 2020 Февраль | February
http://www.teoriya.ru
