CC BY
4ОСОБЕННОСТИ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ РЕГУЛЯТОРНЫХ СИСТЕМ ШКОЛЬНИКОВ РАЗНЫХ МЕДИЦИНСКИХ ГРУПП, ЗАНИМАЮЩИХСЯ ФИЗИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРОЙ
УДК/UDC 612:796.01
Информация для связи с автором: levushkinsp@mail.ru
Поступила в редакцию 15.03.2023 г.
Доктор биологических наук, профессор С.П. Левушкин1- 2 Кандидат биологических наук, доцент И.А. Мищенко3 Кандидат педагогических наук, доцент О.Ф. Жуков2 Кандидат педагогических наук М.С. Фесенко2- 4 1Российский университет спорта «ГЦОЛИФК», Москва 2Институт возрастной физиологии РАО, Москва 3Липецкий государственный педагогический университет имени П.П. Семенова-Тян-Шанского, Липецк Государственный университет «Дубна», Дубна
FEATURES OF THE FUNCTIONAL STATE OF THE REGULATORY SYSTEMS
OF SCHOOLCHILDREN OF DIFFERENT MEDICAL GROUPS INVOLVED IN PHYSICAL
CULTURE
Dr. Biol., Professor S.P. Levushkin1- 2 PhD, Associate Professor I.A. Mishchenko3 PhD, Associate Professor O.F. Zhukov2 PhD, Associate Professor M.S. Fesenko2- 4 1Russian University of Sport (SCOLIPE), Moscow
institute of Developmental Physiology of the Russian Academy of Education, Moscow
3Lipetsk State Pedagogical P. Semenov-Tyan-Shansky University, Lipetsk 4Dubna State University, Dubna
Аннотация
Цель исследования - проведение сравнительного анализа функционального состояния регуляторных систем организма школьников 7-10 лет, занимающихся физической культурой в основной и подготовительной медицинских группах.
Методика и организация исследования. Проведено обследование 1267 школьников в возрасте 7-10 лет пяти субъектов Российской Федерации. Оценку состояния регуляторных систем проводили с помощью изучения вариабельности сердечного ритма методом спектрального анализа и построения классификационных матриц по уровням адаптации. Результаты исследования и выводы. Установлены различия функционального состояния регуляторных систем организма школьников основной и подготовительной медицинских групп. Показано, что школьники подготовительной группы отличаются сниженной активностью регуляторных систем и большим напряжением механизмов регуляции. Выявленные особенности функционального состояния регуляторных систем организма школьников основной и подготовительной медицинских групп необходимы для подбора оптимальных физических упражнений для повышения эффективности занятий физической культурой. Учет функционального состояния регуляторных систем организма как индикатора функционального состояния школьника является необходимым условием для эффективного управления физическим воспитанием школьников с разным уровнем здоровья.
Ключевые слова: вариабельность сердечного ритма, основная и подготовительная медицинские группы, функциональное состояние регуляторных систем, уровни адаптации.
Abstract
Objective of the study was to conduct a comparative analysis of the functional state of the regulatory systems of the body of schoolchildren aged 7-10, who go in for physical culture in the main and preparatory medical groups. Methods and structure of the study. A survey of 1267 schoolchildren aged 7-10 years in five constituent entities of the Russian Federation was carried out. The assessment of the state of regulatory systems was carried out using the study of heart rate variability by the method of spectral analysis and the construction of classification matrices according to the levels of adaptation. Results and conclusions. Differences in the functional state of the regulatory systems of the body of schoolchildren of the main and preparatory medical groups have been established. It has been shown that schoolchildren of the preparatory group are distinguished by a reduced activity of regulatory systems and a greater tension in the mechanisms of regulation. The revealed features of the functional state of the regulatory systems of the body of schoolchildren of the main and preparatory medical groups are necessary for the selection of optimal physical exercises to increase the effectiveness of physical education. Taking into account the functional state of the body's regulatory systems as an indicator of the functional state of a schoolchild is a necessary condition for the effective management of the physical education of schoolchildren with different levels of health.
Keywords: heart rate variability, basic and preparatory medical groups, functional state of regulatory systems, levels of adaptation.
Введение. Формирование медицинских групп для занятий физической культурой позволяет дифференцированно подойти к физическому воспитанию обучающихся с учетом уровня здоровья, физического состояния, функциональных способностей и двигательной подготовленности. Занятия в основной, подготовительной и специальной медицинских группах должны отличаться учебной программой, структурой физической нагрузки и требованием к уровню освоения учебного материала [1].
Для эффективного управления физическим воспитанием школьников необходимо учитывать функциональное состояние регуляторных систем как индикатора функционального состояния организма и его адаптационных резервов [2]. Применение анализа вариабельности сердечного ритма (ВСР), одного из информативных методов изучения функционального состояния организма и оценки состояния регуляторных систем, позволяет оценивать динамику функциональных изменений в учебном процессе и осуществлять срочный контроль за процессом физического воспитания [3-4].
Цель исследования - проведение сравнительного анализа функционального состояния регуляторных систем организма школьников 7-10 лет, занимающихся физической культурой в основной и подготовительной медицинских группах.
Методика и организация исследования. Научная работа была реализована в рамках проекта «Мониторинг физического здоровья школьников на основе разработки и внедрения инновационных технологий оценки и контроля морфофунк-циональных перестроек организма учащихся». К исследованию были привлечены 1267 школьников в возрасте 7-10 лет пяти субъектов РФ (г. Москва, Московская область, Ульяновская область, Самарская область, Липецкая область). Из них
162 школьника занимались физической культурой в подготовительной медицинской группе (ПМГ) и 1105 обучающихся в основной медицинской группе (ОМГ).
Регистрация кардиоинтервалограммы осуществлялась в состоянии покоя по 5-минутной записи в положении сидя с использованием аппаратно-программного комплекса «Ва-рикард». Анализировались спектральные показатели: ТР, HF, LF, VLF и LF/HF. Показатели ТР и LF/HF использовали для оценки функционального состояния регуляторных систем организма. По этим показателям определяли 25%- и 75%- квартили для каждой выборки, которые были приняты за внутренние границы для построения классификационной матрицы по уровням адаптации [4]. Статистический анализ результатов проведен с помощью программы SPSS Statistics 23.0. Достоверность различий (p<0,05) определяли с помощью U-критерия Манна-Уитни.
Результаты исследования и их обсуждение. Результаты оценки функционального состояния регуляторных систем организма школьников представлены в таблице.
Полученные данные показали, что общая мощность спектра (ТР), отражающая суммарную активность регуляторных механизмов, у всех исследуемых находится в пределах нормативных значений, но у школьников ОМГ величина ТР статистически значимо более высокая. У школьников ОМГ достоверно выше мощность высокочастотной составляющей (HF). Данный факт позволяет утверждать, что активность уровней регуляции выше у школьников ОМГ. При анализе мощности низкочастотной составляющей спектра (LF) и мощности очень низкочастотной составляющей (VLF) достоверных различий между группами школьников не выявлено. При рассмотрении вклада каждого компонента в суммарную активность
Рис. 1. Классификационная матрица уровней адаптации регуляторных систем школьников 7-10 лет (а) - ОМГ, б) - ПМГ)
□ и
£ г. CL
ч—
О OJ и
2 CL ' -о с
га
^
О (U .с Н
Таблица 1. Спектральные показатели вариабельности сердечного ритма школьников 7-10 лет (М±т)
Показатели ОМГ ПМГ
ТРмс2 3727,12±161,62 3091,12±309,53*
Н^мс2 1663,97±103,95 1257,76±168,21*
PHF (%) 44,65±3,22 41,92±5,41
LFмс2 1172,29±71,85 911,98±123,35
PLF (%) 31,45±2,17 29,50±3,88
VLFмс2 893,91±63,23 791,57±168,26
PVLF, % 23,90±1,85 28,57±3,01
LF/HF, усл. ед 1,04±0,05 1,15±0,09
- различия достоверны при p<0,05.
20
http://www.teoriya.ru
№5 • 2023 Май | May
*
регуляторных механизмов отмечено увеличение относительного уровня активности парасимпатического звена регуляции (PHF), при незначительном снижении относительного уровня симпатического компонента (PLF). При изучении средних значений индекса вагосимпатического взаимодействия LF/HF в обеих исследуемых группах школьников зарегистрировано динамическое равновесие между парасимпатическим и симпатическим звеном регуляции или эйтония. Анализ индивидуальных показателей LF/HF позволяет отметить значительный разброс внутри каждой группы, поэтому нами дополнительно была проведена оценка функционального состояния регуляторных систем организма по показателям ТР и LF/HF. На рис. 1 представлена классификационная матрица по уровням адаптации регуляторных систем организма для школьников ОМГ и ПМГ.
При сочетании данных диапазонов были выделены восемь подгрупп для ОМГ и девять для ПМГ по уровням адаптационных возможностей школьников 7-10 лет (рис. 2).
Значительное число школьников ОМГ (31,7%) оказалось в первой подгруппе, которая характеризуется оптимальным уровнем адаптации регуляторных систем при балансе симпатического и парасимпатического влияния, в то время как в ПМГ число обучающихся было значимо меньше, всего 18,4%.
Необходимо отметить, что около трети школьников, которые занимаются физической культурой в ПМГ (34,2%), относятся к восьмому уровню, соответствующему низкой активности регуляторных систем. В ОМГ процент обучающихся с низкой активностью регуляторных систем в 2,5 раза ниже (13,4%). К напряженному уровню с повышением тонуса СНС (второй уровень) были отнесены 12,7% школьников ОМГ и 15,8% ПМГ.
Настораживает наличие значительного количества детей ПМГ (13,2%) с истощением механизмов регуляции. В ОМГ школьников с 9-м уровнем адаптации регуляторных систем в три раза ниже (4,5%).
Высокая активность регуляторных систем зафиксирована у 13,8% обучающихся основной и 7,9% школьников ПМГ.
Равномерное распределение получено между 6-м и 4-м уровнем (умеренное и минимальное напряжение регулятор-ных систем) в ОМГ: 9,5% и 9,9% исследуемых соответственно. В ПМГ число школьников с 6-м и 4-м уровнем составило 2,6% и 5,3%.
Примерно одинаковое количество школьников (2,4% в основной и 2,6% в подготовительной группе) было отнесено к 7-му уровню, со сниженной активностью регуляторных систем при умеренном преобладании ПСНС.
Наименьшее число исследуемых ПМГ (1,9%) зарегистрировано в 3-й подгруппе со значительным напряжением регуляторных систем и повышением активности СНС и ней-рогуморального контура. В ОМГ школьников с 3-м уровнем адаптации регуляторных систем не выявлено.
Выводы. Анализ функционального состояния регуляторных систем, проведенный с помощью оценки спектральных показателей вариабельности сердечного ритма и классификационной матрицы по уровням адаптации, позволил установить, что у школьников подготовительной медицинской группы, по сравнению с обучающимися основной медицинской группы, снижены суммарная активность регуляторных механизмов и мощность высокочастотной составляющей спектра. Одновременно с этим в подготовительной группе значимо больше доля детей с умеренной симпатикотонией и школьников с низкой активностью регуляторных систем и истощением механизмов регуляции. Полученные результаты позволяют заключить, что в процесс физического воспитания, организованного совместно для школьников основной и подготовительной групп, для повышения его эффективности и оптимизации функционального состояния обучающихся необходимо включать упражнения, активизирующие деятельность автономного контура регуляции физиологических функций.
Литература
1. Рунова Е.В. Применение вейвлет-анализа для оценки вариабельности сердечного ритма // Е.В. Рунова, И.В. Мухина. // Диагностика функциональных состояний регуляторных систем организма человека. Германия. LAP LAMBERT Acad. Publ, 2011. - 153 с.
2. Хохлова О.А. Задачи и средства физического воспитания учащихся, отнесенных к подготовительной и специальной медицинской группам / О.А. Хохлова, Н.С. Алешина // Символ науки. - 2016. - No. 9 (2). - С. 126-128.
3. Шлык Н.И. Сердечный ритм и тип регуляции у детей, подростков и спортсменов. - Ижевск: Удмуртский университет, 2009. - 259 с.
References
1. Runova E.V., Mukhina I.V. Primeneniye veyvlet-analiza dlya otsenki variabelnosti serdechnogo ritma [Application of wavelet analysis to assess heart rate variability]. Diagnostika funktsionalnykh sostoyaniy reg-ulyatornykh sistem organizma cheloveka. Germany. LAP LAMBERT Acad. Publ, 2011. 153 p.
2. Khokhlova O.A., Aleshina N.S. Zadachi i sredstva fizicheskogo vospi-taniya uchashchikhsya, otnesennykh k podgotovitelnoy i spetsialnoy meditsinskoy gruppam [Tasks and means of physical education of students classified as preparatory and special medical groups]. Simvol nauki. 2016. No. 9(2). pp. 126-128.
3. Shlyk N.I. Serdechnyy ritm i tip regulyatsii u detey, podrostkov i sports-menov [Heart rate and type of regulation in children, adolescents and athlete. Izhevsk: Udmurtskiy universitet publ., 2009. 259 p.
4. Ketelhut S.R., Ketelhut S., Riedel S., Willich S., Meyer-Sabellek W., MQssig K., Ketelhut K. Effect of moderate interval loading on heart rate variability in elementary school children. German journal for sports medicine. 2017. No. 68(11). pp. 269-274.
