CC BY
19
УДК 372.31.037.1+612.776.
ОСОБЕННОСТИ МЫШЕЧНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ И ФИЗИЧЕСКОЙ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ДЕВОЧЕК 11-12 ЛЕТ НА РАЗНЫХ СТАДИЯХ ПОЛОВОГО СОЗРЕВАНИЯ
Иван Игоревич Криволапчук, научный сотрудник, Людмила Викторовна Макарова, кандидат медицинских наук, заведующая лабораторией, Институт возрастной физиологии Российской академии образования, Москва
Аннотация
Полученные данные позволяет сделать заключение, что аэробные и анаэробные компоненты системы энергообеспечения мышечной деятельности и физической работоспособности девочек 1112 лет развивается в процессе полового созревания гетерохронно и нелинейно. Основная направленность изменений рассматриваемых параметров мышечной энергетики и работоспособности у девочек одного возраста, обусловленная процессом полового созревания, состоит в том, что анаэробные возможности организма существенно нарастают по мере увеличения стадии полового созревания, в то время как аэробные возможности, наоборот, проявляют тенденцию к снижению.
Ключевые слова: аэробные и анаэробные возможности, физическая работоспособность, стадии полового созревания.
PECULIARITIES OF 11-12 AGED GIRLS' MUSSELS' ENERGETICS AND FUNCTIONAL WORKING CAPABILITY AT DIFFERENT STAGES OF PUBERTY
Ivan Igorevich Krivolapch.uk, researcher, Lyudmila Viktorvna Makarova, the candidate of medical sciences, head of the laboratory, Institute of Developmental Physiology, Russian Academy of Education, Moscow
Annotation
The obtained data allow to conclude that aerobic and anaerobic components of 11-12 aged girls' power supply of mussels' activity system and physical working capability are developed at the puberty process heterochronously and nonlinearly. The main changes direction of the examined parameters of the mussels' energetics and working capability among the same age girls, determined with the puberty process, is formed by the fact that the organism's anaerobic capabilities are increasing with puberty stage while aerobic capabilities in opposite show the tendency to decrease.
Keywords: aerobic and anaerobic capabilities, physical working capabilities, puberty stages.
ВВЕДЕНИЕ
Как известно, подростковый возраст является одними из самых сложных периодов в жизни школьников. В это время процессы роста и развития организма осуществляются на фоне выраженного изменения нейроэндокринных соотношений [1, 6, 18, 17]. Реализация полового созревания обеспечивается повышенной активностью гипоталамо-гипофи-зарной системы, опосредующей не только интенсификацию активности эндокринных желёз, но и существенные изменения функционирования физиологических систем и органов [10, 5, 11, 7]. Вследствие этого в границах одной возрастной группы встречаются подростки, существенно отличающиеся по своим функциональным и адаптационным возможностям [2, 3, 9, 4, 12]. Наблюдаемое несоответствие между паспортным возрастом и мор-фофункциональным развитием организма вызывает необходимость проведения современных исследований, учитывающих изменения темпов развития и сроков начала полового созревания, направленных на оценку аэробных и анаэробных возможностей школьников в период полового созревания. В этой связи очевидна целесообразность изучения различных аспектов энергообеспечения мышечной деятельности и физической работоспособности девочек-подростков одного возраста, отличающихся по степени полового созревания.
Цель исследования - выявить особенности мышечной энергетики и работоспособности девочек 11-12 лет, характеризующихся разными стадиями полового созревания.
МЕТОДИКА
В исследовании приняли участие девочки 11-12 лет (n=177), отнесенные по состоянию здоровья к основной медицинской группе.
Степень полового созревания оценивали по методике, предложенной Д.В. Колесовым и Н.Б. Сельверовой [1]. По совокупности вторичных признаков выделяли пять стадий полового созревания (СПС): I стадия - препубертатный этап; II стадия - этап активации гипофиза; III стадия - этап активации гонад; IV стадия - этап активного стероидогенеза; V стадия - завершение пубертата.
В процессе исследования использовали комплекс тестов и показателей, позволяющих оценить особенности физической работоспособности и энергетического обеспечения мышечной деятельности девочек-подростков 11-12 лет. Физическая нагрузка задавалась с помощью велоэргометра «РИТМ» ВЭ-05. Определяли интенсивность накопления пульсового долга (ИНПД), мощность нагрузки при пульсе 170 уд/мин (PWCi70), максимальное потребление кислорода (VÜ2max), предельное время работы (t2, tt) при выполнении «до отказа» нагрузок большой (2 Вт/кг) и субмаксимальной (4 Вт/кг) мощности [2, 7].
На основе модели Muller по данным выполнения работы «до отказа» определяли величины мощности нагрузок, максимальное время реализации которых составляло 1 (W1), 40 (W40), 240 (W240), 400 (W400), 900 c (W900), коэффициенты, отражающие емкость аэробного (b) и соотношение возможностей аэробного и анаэробно-гликолитического источников (а) [2, 7]. Обработка данных осуществлялась с использованием стандартной программы в пакете Statistica. Статистическую значимость различий определяли на основе использования параметрических и непараметрических критериев для несвязанных выборок. Различия считались статистически существенными при уровне значимости p <0,05.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
В обследуемой выборке девочек 11-12 лет были выявлены все пять СПС: I СПС -10 (5,7%); II - 46 (26,0%); III - 53 (29,9%); IV - 43 (24,3%); V - 25 (14,1%) человек. Полученные результаты свидетельствуют, что у девочек, имеющих один календарный возраст, по мере полового созревания наблюдается разнонаправленная статистически значимая (p <0,05-0,01) динамика большинства из рассматриваемых показателей физического состояния. Данные об особенностях физической работоспособности и мышечной энергетики девочек-подростков, распределенных по стадиям полового созревания, представлены в таблице. Анализ динамики параметров анаэробного энергообеспечения по стадиям полового созревания (таблица) показывает, что величины показателей W40, t4, ИНПД4Вт/кг и ИНПД2Вт/кг наиболее существенно (p <0,05-0,01) возрастают к IV-V стадиям полового созревания по сравнению с I стадией. Исключение составляет волнообразная динамика показателя максимальной анаэробной мощности (W1). Данный показатель демонстрирует статистически значимое (p <0,05) снижение на II и V стадиях полового созревания.
Динамика параметров аэробного энергообеспечения по мере увеличения стадии полового созревания отличалась от изменений показателей анаэробной производительности организма. Выявлена тенденция уменьшения относительной величины VÜ2max по мере увеличения стадии полового созревания. При этом наиболее существенные различия наблюдались между девочками с III и IV стадиями полового созревания (p <0,05). Еще более выраженные (p <0,01) различия обнаружены по сравнению с I стадией.
Показатель предельного времени работы при нагрузке 2 Вт/кг характеризуется наивысшими значениями (p <0,05) у девочек с III стадией полового созревания, а затем существенно (p <0,05-0,01) снижается на IV и V стадиях. Величина мощности нагрузки, максимальное время выполнения которой составляет 900 с (W900), достигает наиболее
высокого (p <0,05-0,01) уровня у девочек с III, а затем значимо снижается (p <0,05) у школьниц с V стадией.
Таблица - Развитие физической работоспособности у девочек 11-12 лет в зависимости от стадий полового созревания_
Энергообеспечение Показатель Стадии полового созревания
I II III IV V
Аэробное У02шах, мл/мин х кг 100 96,7 91,4* 81,6** 80,1**
t2В^/кг, с 100 97,2 111,7* 76,7** 71,3**
Коэффициент «Ь», отн. ед 100 101,3 104,3 94,3* 93,7**
Вт/кг 100 115,1* 119,1** 117,6* 106,7
Аэробно-анаэробное PWC170, кгм/минхкг 100 110,9 109,2 117,2* 122,2*
^^240, Вт/кг 100 104,1 113,1* 111,5* 107,9
Анаэробное ИНПД2Вт/кг, уд/с 100 96,9 103,1 135,4** 113,9*
ИНПД4Вт/кг, уд/с 100 102,8 113,3 126,8** 124,8**
t4В^/кг, с 100 104,8 116,8 113,4* 125,5**
^^40, Вт/кг 100 101,2 102,4 105,3 107,6*
W1, Вт/кг 100 84,5* 89,2 93,9 88,3*
Примечание: Представлены значимые различия между девочками с разными СПС, выраженные в%. За 100% принята величина показателя у девочек с I СПС.
* ** _ статистическая значимость различий по отношению к I СПС, рассчитанная на основе сравнения показателей в абсолютных величинах, при р <0,05, 0,01, соответственно._
Коэффициент «b» уравнения Muller, характеризующий емкость аэробной системы, также проявлял тенденцию увеличения на III стадии и существенно уменьшался (p <0,050,01) на IV и V стадиях.
Значимые различия (p <0,05) по величине PWC170 выявлены между девочками с I, II и III стадиями полового созревания, с одной стороны, и школьницами с V стадией, с другой.
Показатель мощности нагрузки, время выполнения которой составляет 240 с (W24o) достигает наиболее значительного (p <0,05) уровня у девочек с III и IV стадиями, а затем снижается (p <0,05) у учащихся с V стадией. Важно отметить, что два последних показателя характеризуются смешанным аэробно-анаэробным энергообеспечением. Увеличение рассматриваемых физиологических переменных происходит, по-видимому, за счет роста анаэробных возможностей на фоне снижения аэробных.
Полученные результаты свидетельствуют о том, что отдельные компоненты системы энергообеспечения мышечной деятельности и физической работоспособности девочек-подростков одного возраста развивается в процессе полового созревания гетеро-хронно и неравномерно. Генеральная направленность изменений рассматриваемых параметров мышечной энергетики и работоспособности девочек 11-12 лет, обусловленная процессом полового созревания, состоит в том, что анаэробная производительность организма существенно нарастает по мере увеличения стадии полового созревания. В противоположность этому аэробная производительность с увеличением стадии полового созревания проявляет в целом выраженную тенденцию к снижению. Эти данные хорошо согласуются с научной информацией, полученной в исследованиях других авторов, посвященных изучению возрастно-половых особенностей энергетического обеспечения мышечной деятельности и работоспособности детей и подростков [8, 3, 9, 12, 4]. Во многих исследованиях отмечается тесная взаимосвязь между индивидуальными темпами полового созревания, с одной стороны, особенностями динамики параметров мышечной энергетики, физической работоспособности и двигательной подготовленности, с другой [13, 16, 15, 7, 14, 3].
Таким образом, материалы исследования указывают на то, что дефинитивная структура энергообеспечения мышечной деятельности у девочек-подростков формируется на завершающих стадиях полового созревания. Результаты работы хорошо согласуются с данными других авторов, полученными при обследовании девочек и мальчиков подросткового возраста [2, 8, 7, 9, 12 и др.].
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Вся совокупность полученных нами данных позволяет сделать заключение, что аэробные и анаэробные компоненты системы энергообеспечения мышечной деятельности и физической работоспособности девочек 11-12 лет развивается в процессе полового созревания гетерохронно и нелинейно. Основная направленность изменений рассматриваемых параметров мышечной энергетики и работоспособности у девочек одного возраста, обусловленная процессом полового созревания, состоит в том, что анаэробные возможности организма существенно нарастают по мере увеличения стадии полового созревания, в то время как аэробные возможности, наоборот, в большинстве случаев проявляют тенденцию к снижению.
Работа поддержана грантом РФФИ (проект № 18-013-00649а).
ЛИТЕРАТУРА
1. Колесов, Д.В. Физиолого-педагогические аспекты полового созревания / Д.В. Колесов, Н.Б. Сельверова. - М. : Педагогика, 1978. - 224 с.
2. Корниенко, И.А. Возрастное развитие энергетики мышечной деятельности : итоги 30-летнего исследования. Сообщение I. Структурно-функциональные перестройки / И.А. Корниенко, В. Д. Сонькин, Р.В. Тамбовцева // Физиология человека. - 2005. - Т. 31. - № 4. - С. 42-46.
3. Криволапчук, И.А. Энергообеспечение мышечной деятельности у мальчиков 13-14 лет в зависимости от темпов полового созревания / И.А. Криволапчук // Физиология человека. - 2011. -Т. 37. - № 1. - С. 85-96.
4. Криволапчук, И.А. Факторная структура функционального состояния мальчиков 13-14 лет / И.А. Криволапчук, М.Б. Чернова // Физиология человека. - 2017. - Т. 43. - № 2. - С. 43-55.
5. Развитие мозга и формирование познавательной деятельности ребенка / под ред. Д.А. Фарбер, М.М. Безруких. - М. : Изд-во Московского психолого-социального института, 2009. - 432 с.
6. Ремшмидт, Х. Подростковый и юношеский возраст: проблемы становления личности / Х. Ремшмидт. - М. : Мир, 1994. - 320 с.
7. Сонькин, В. Д. Развитие мышечной энергетики и работоспособности в онтогенезе / В. Д. Сонькин, Р.В. Тамбовцева. - М. : Книжный дом «ЛИБРОКОМ», 2011. - 368 с.
8. Сонькин, В. Д. Физическая работоспособность и энергообеспечение мышечной функции в постнатальном онтогенезе человека / В. Д. Сонькин // Физиология человека. - 2007. - Т. 33. - № 3. - С. 1-19.
9. Тамбовцева, Р.В. Характеристика типологических и индивидуальных особенностей энергообеспечения мышечной деятельности детей 1-2-й стадий полового созревания / Р. В. Тамбовцева // Новые исследования. - 2014. - № 2 (39). - С. 4-14.
10. Физиология подростка / под ред. Д.А. Фарбер. - М. : Педагогика, 1988. - 208 с.
11. Физиология развития ребенка : руководство по возрастной физиологии / под ред. М. М. Безруких, Д.А. Фарбер. - М. : Изд-во Московского психолого-социального института, 2010. - 768 с.
12. Armstrong, N. Muscle metabolism changes with age and maturation: How do they relate to youth sport performance? / N. Armstrong, A.R. Barker, A.M. McManus // Br J Sports Med. 2015. - Vol. 49. - № 13. - P. 860-864.
13. Inbar, O. Anaerobic characteristics in male children and adolescents / O. Inbar, O. Bar-Or // Medicine and Science in Sports and Exercise. - 1986. - Vol. 18. - № 3. - P. 264-269.
14. Kenney, W.L. Physiology of Sport and Exercise / W.L. Kenney, J. Wilmore, D. Costill. - Published by Champaign, IL : Human Kinetics, 2015. - 640 p.
15. Physical Activity Guidelines Advisory Committee. - Washington, DC, US Department of Health and Human Services, 2008. - 683 p.
16. Relationship of anaerobic to aerobic function in children and adolescents/ W.F. Riner, M. McCarthy, L. DeCillis, D. S. Ward //Medicine and Science in Sports and Exercise. - 1997. - Vol. 29. - № 5. - P. 1528-1534.
17. Romeo, R.D. Pubertal maturation and programming of hypothalamic-pituitary-adrenal reactivity/ R.D. Romeo// Front Neuroendocrinol. - 2010. - Vol. 31. - № 2. - P. 232-240.
18. Spear, LP. Heightened stress responsivity and emotional reactivity during pubertal maturation: Implications for psychopathology / L.P. Spear // Dev. Psychopathol. - 2009. - Vol. 21, № 1. - P. 87-97.
REFERENCES
19. Kolesov, D.V. and Selverova, N.B. (1978), Physiological and pedagogical aspects ofpuberty, Pedagogika, Moscow.
20. Kornienko, I.A., Sonkin, V.D. and Tambovceva, R.V. (2005), "Age-related development of the energy industry of muscular activity: Results of a 30-year study. Communication I. Structural-functional rearrangements", Fiziologiya cheloveka, Vol. 31, No. 4, pp. 42-46.
21. Krivolapchuk, I.A. (2011), "Energy supply for muscular activity in boys aged 13-14, depending on the rate of puberty", Fiziologiya cheloveka, Vol. 37, No. 1, pp. 85-96.
22. Krivolapchuk, I.A., Chernova, M.B. (2017), "Factor structure of the functional state of boys aged 13-14", Fiziologiya cheloveka, Vol. 43, No. 2, pp. 43-55.
23. Ed. Farber D.A. and Bezrukih, M.M. (2009), Development of the brain and the formation of cognitive activity of the child, publishing house Moscow State Psychology and Social Institute, Moscow.
24. Remshmidt, H. (1994), Teenager and adolescent age: problems ofpersonality formation, Mir, Moscow.
25. Sonkin, V.D. and Tambovceva, R.V. (2011), Development of muscular energy and working capacity in ontogenesis, publisher "LIBROKOM", Moscow.
26. Sonkin, V.D. (2007), "Physical working capacity and energy supply of muscular function in postnatal ontogenesis of a person", Fiziologiya cheloveka, Vol. 33, No. 3, pp. 1-19.
27. Tambovceva, R.V. (2014), "Characteristics of typological and individual features of energy supply of muscular activity in children of the 1-2st stages of puberty", Novye issledovaniya, Vol. 39, No. 2, pp. 4-14.
28. Ed. Farber D.A. (1988), The physiology of the adolescent, Pedagogika, Moscow.
29. Ed. Bezrukih, M.M. and Farber D.A. (2010), Physiology of Child Development: Guide to Age Physiology, Farber, publishing house Moscow State Psychology and Social Institute, Moscow.
30. Armstrong, N., Barker A.R. and McManus A.M. (2015), "Muscle metabolism changes with age and maturation: How do they relate to youth sport performance?", Br J Sports Med, Vol. 49, No. 13, pp. 860-864.
31. Inbar, O. and Bar-Or, O. (1986), "Anaerobic characteristics in male children and adolescents", Medicine and Science in Sports and Exercise, Vol. 18, No. 3, pp. 264-269.
32. Kenney, W.L., Wilmore, J., Costill, D. (2015), Physiology of Sport and Exercise, Published by Champaign, IL; Human Kinetics.
33. Physical Activity Guidelines Advisory Committee (2008). DC, US Department of Health and Human Services, Washington.
34. Riner, W. F., McCarthy, M., De Cillis, L. and Ward, D. S. (1997), "Relationship of anaerobic to aerobic function in children and adolescents", Medicine and Science in Sports and Exercise, Vol. 29, No. 5, pp. 1528-1534.
35. Romeo, R.D. (2010) "Pubertal maturation and programming of hypothalamic-pituitary-adrenal reactivity", Front Neuroendocrinol., Vol. 31, No. 2, pp. 232-240.
36. Spear, LP. (2009) "Heightened stress responsivity and emotional reactivity during pubertal maturation: Implications for psychopathology", Dev. Psychopathol., Vol. 21, No. 1, pp. 87-97.
Контактная информация: i.krivolapchuk@mail.ru
Статья поступила в редакцию 04.08.2018
УДК 371.73+612.776.1+796
ВЛИЯНИЕ ФАКТОРА «ИНТЕНСИВНОСТЬ НАГРУЗКИ» НА РАЗЛИЧНЫЕ АСПЕКТЫ ФИЗИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ДЕТЕЙ 5-6 ЛЕТ
Игорь Альлерович Криволапчук, доктор биологических наук, заведующий лабораторией, Мария Борисовна Чернова, кандидат педагогических наук, доцент, Анастасия Альле-ровна Герасимова, кандидат медицинских наук, старший научный сотрудник, Марк Максимович Герасимов, магистрант, Институт возрастной физиологии Российской
академии образования, Москва
Аннотация
Установлено, что изменения различных аспектов физического состояния детей 5-6 лет, наблюдаемые в процессе систематических занятий физическими упражнениями, во многом
