CC BY
8
УДК 613.73-053.6
П. Калайкова, Н. Семова, Л. Александрова, П. Павлова I
ОСОБЕННОСТИ ПРИСПОСОБИТЕЛЬНЫХ РЕАКЦИЙ ПОДРОСТКОВ К ФИЗИЧЕСКОЙ НАГРУЗКЕ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ СТЕПЕНИ ИХ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ЗРЕЛОСТИ
Институт гигиены и профессиональных заболевании, Медицинская академия, София,
Болгария к
Процесс акселерации подростков обусловливает несоответствие между календарным и биологическим возрастом, что требует изучения их возрастных функциональных реакций на основании степени биологической зрелости. Литературные данные о приспособлении подростков к физической нагрузке в зависимости от их развития весьма противоречивы. По мнению одних авторов, акселерация в развитии создает лучшие функциональные возможности кардиореспираторной, нервно-мы-шечной и эндокринной систем, более высокую физическую работоспособность (Л. А. Абрамова; Г. И. Вербицкий; О. Прокопьева; Bernards). В то же время ряд авторов придерживаются мнения, что лучшие реакции приспособления имеют дети со средним физическим и половым развитием (Е. С. Рысева и соавт.; Л. Ф. Бережков и Л. Л. Рязанова).
Различные мнения по этому вопросу навели на мысль об изучении физиологических реакций приспособления к физической нагрузке подростков с различной степенью биологической зрелости.
Исследовано 90 здоровых 15-летних юношей, разделенных на 3 группы в зависимости от степени физического и полового развития: 1-я—с ускоренным развитием (акселерированные — АА), ростом выше Л4 + 1 б, с половой формулой АБР5В4 6 и наличием эякуляция, 2-я — со средним физическим и половым развитием (ММ), ростом в пределах М+1 б, с половой формулой А3,4P4A2i3 и наличием эякуляции, 3-я — с замедленным соматическим и половым развитием (РР), ростом ниже м — 1 б и половой формулой АгР3В! при отсутствии эякуляции. Средние показатели роста взяты из данных массового исследования физического развития населения Болгарии в 1970 г.
Физическую нагрузку создавали в течение 7 мин с помощью велоэргометра модели «Циммерманн» из расчета 2 Вт на 1 кг массы (скорость вращения 60 об/мин). Восстановительный период проследили до 7-й минуты. Частоту сердечных сокращений регистрировали на полифизиографе «Галилео», артериальное давление определяли по методу Корот-кова, а газообмен (потребление кислорода и выделение двуокиси углерода) — на спирографе «Юн-калор». Определяли также частоту пульса, ударный и минутный объем сердца (по Starr), кислородный пульс (КП) и относительные (на 1 кг массы) величины указанных показателей. Изменения нервно-мышечного аппарата оценивали по динамике статической выносливости с помощью аппарата
Розенблата, максимальную частоту движений руки — по тепинг-тесту, максимальную частоту движений нижних конечностей — пробой на максимальное педалирование в течение Юс. Прослежены нейроэндокринные механизмы регуляции путем определения количества выделенных с мочой катехоламинов (КА), норадреналина (НА) и адреналина (A) noCrout и 17-гидроксикортикостероидов (17-ОНКС) по Porter и Silbe. Порции мочи собирали за 1 ч до нагрузки и через 1 ч после ее начала. Полученные данные обработаны по методу вариационного и корреляционного анализа.
Результаты исследования нервно-мышечного аппарата показали, что изменения у юношей всех 3 групп однонаправленны и различия в величинах отдельных показателей незначительны (Р>0,05). Если в исходных данных о мышечной статической выносливости существует определенная зависимость от степени биологического развития, то в изменениях этого показателя при мышечной работе этого не выявлено. До нагрузки самое большое время (Р<0,01) было у юношей с ускоренным физическим развитием. Время у юношей со средним и замедленным развитием оказалось сходным — соответственно 73,73 и 74,93 с (Р>0,05). После физической нагрузки оно снижалось по сравнению с исходным в среднем на 17,4% у юношей с ускоренным физическим развитием, на 18,2%—у среднеразвитых и на 12% — у юношей с замедленным развитием. После прекращения работы время мышечной статической выносливости продолжало уменьшаться и на 7-й минуте восстановления оно было на 49,1% ниже исходного у юношей со средним развитием, на 37,1% —с замедленным и на 32,7% — с ускоренным. Это можно объяснить наступлением фазы восстановительной задержки как выражения разлитого торможения в возбужденных ранее корковых центрах.
Мышечная выносливость взаимосвязана со степенью биологического развития, однако однонаправленность реактивности при работе и близкие показатели как в процентах, так и по отношению к средним у юношей всех 3 групп свидетельствовали о том, что утомление в одинаковой степени свойственно всем ученикам и физическая работоспособность, оцененная по этому показателю, не зависит от степени биологической зрелости.
Изменения максимальной частоты движений р^*-ки оказались сходными у юношей всех 3 групп (Р>0,05), что говорило об отсутствии зависимости от соматического и полового развития. Аналогич-
ные результаты получены и в отношении макси-1 мальной частоты движений ног.
Отсутствие отчетливой зависимости приспособительных реакций нервно-мышечной системы на физическую нагрузку от степени биологической зрелости можно объяснить тем, что к 13—14-летнему возрасту организм достигает физиологической зрелости моторных функций и стабилизации основных ^параметров движений и двигательных качеств. Развитие регуляторных функций двигательной системы у обследованных было почти закончено, вследствие чего соматическое и половое развитие не оказывало такого влияния, какого можно было ожидать у детей младшего возраста.
Анализ результатов изучения динамики основных показателей кровообращения выявил определенные различия в реактивности сердечно-сосудистой системы подростков с различной степенью биологической зрелости.
Давление крови в состоянии покоя оказалось наиболее низким у отстающих в физическом развитии юношей, самым высоким у акселерированных при обратном соотношении с частотой сердечной деятельности, что установлено Г. И. Кириенко и соавт., Johnson и соавт. Между соседними группами (АА и ММ, ММ и РР) это недостаточно выражено (Р>0,05).
Неодинаковая степень полового созревания, очевидно, является фактором, играющим роль в мор-фолого-функциональном развитии сердечно-сосу-диетой системы. Кровообращение работающих » мышц у юношей с ускоренным развитием осуществлялось более рационально по сравнению с более отстающими в развитии сверстниками. В течение последней минуты нагрузки частота сердечных сокращений у юношей с замедленным развитием достигала в среднем 175 в минуту против 168 в мину-> ту у юношей со средним и акселерированным развитием. Наоборот, систолическое давление у акселерированных повышалось до 194,3 мм рт. ст., у среднеразвитых — до 174,2 мм рт. ст. и было более низким (163,5 мм рт. ст.) у ретардированных. Колебания диастолического давления были более слабо выражены и заключались в понижении по сравнению с исходным. Реакция артериального давления вела к увеличению пульсового давления. У акселерированных юношей оно возрастало по сравнению с имевшимся в покое на 136% и достигало 124,7 мм рт. ст. У юношей со средним и замедленным развитием оно повышалось на 119% и в последнюю минуту нагрузки достигало соответственно 109,8 и 102,3 мм рт. ст. (Р<0,05). М. Ф. Са-уткин при исследовании физической работоспособности получил аналогичные данные. У акселерированных юношей реакция нагрузки проявлялась в большей степени за счет увеличения пульсового
>-давления и глубины дыхания, в то время как для отстающих в развитии было характерно учащение сердечных сокращений и дыхательных движений.
Динамика показателей ударного и минутного объемов сердца отражала также различный харак-
тер регуляции кровообращения у подростков с различной степенью созревания. Средние показатели минутного объема у обследованных всех групп как в покое, так и при физической нагрузке и в восстановительном периоде оказались очень близки (Р> >0,05). Уже в 1-ю минуту работы минутный объем возрастал более чем в 2 раза по сравнению с таковым в покое, а в конце нагрузки повышался в 3 раза. Самый большой подъем отмечен у юношей с акселерированным развитием (на 209,7%) как результат резкого увеличения ударного объема и частоты сердечной деятельности. По сравнению с юношами со средним и замедленным развитием у акселерированных достигнутый необходимый уровень циркуляции при нагрузке являлся результатом большего увеличения ударного объема при сравнительно меньшем учащении сердечных сокращений. У юношей с ретарднрованным развитием, наоборот, минутный объем циркуляции обеспечивался большим учащением сердечных сокращений при меньшем нарастании ударного объема.
О более эффективной деятельности сердечно-сосудистой системы акселерированных юношей свидетельствовали и значительно более высокие абсолютные показатели кислородного пульса. Выравнивание его относительных показателей у подростков всех групп при наличии большой разницы в массе тела (между акселерированными и ретар-дированными на 43%) также являлось выражением лучшей реактивности юношей с более ранним физическим развитием и половым созреванием.
Реактивность дыхательной системы оценивали по изменениям потребления кислорода и выделения двуокиси углерода.
В покое потребление кислорода ниже всего у юношей с ускоренным развитием—5,46 мл/кг, самое высокое — у юношей с замедленным развитием (6,25 мл/кг). Существует тенденция к снижению данного показателя с ростом физического развития и полового созревания. Различия между группами статистически значимы.
При физической нагрузке потребление кислорода резко увеличивалось уже в 1-ю минуту (17,9 мл/кг у акселерированных и 23,3 мл/кг у отстающих в физическом и половом развитии). Темпы возрастания после 2-й минуты были меньше, в конце нагрузки этот показатель достигал 30,8 мл/кг у акселерированных и 36,5 мл/кг — у юношей с замедленным развитием. Различия между группами продолжали оставаться статистически значимыми (Я<0,01).
Более низкие показатели относительного потребления кислорода у юношей с ускоренным развитием по сравнению с их сверстниками со средним и замедленным развитием свидетельствовали о лучшем приспособлении дыхательной системы и более эффективном осуществлении окислительных процессов в организме. Они отражали наличие более высокого коэффициента полезного действия при адаптирований организма к физической нагрузке
с ускорением физического развития и степени полового созревания.
В восстановительном периоде изменения у юношей всех групп были аналогичны и не достигали исходного уровня (Р>0,05).
Результаты биохимических исследований показали, что исходные средние показатели экскреции 17-ОНКС, НА и А (взятые в состоянии относительного покоя) близки у юношей трех групп и выше по сравнению с приведенными в литературе (А. А. Вигу; Еи1ег; РгапкепИаеизег; РаИ<а1).
Это можно объяснить влиянием напряженной учебы, в условиях которой проводились фоновые исследования. Исключением являлось только достоверно более низкое выделение НА у юношей со средним развитием (Р<0,01).
Дозированная физическая нагрузка вела к увеличению экскреции 17-ОНКС, НА и А (статистически достоверной для НА и А во всех группах, а для 17-ОНКС — только в группе акселерирован-ных). Экскреция А возрастала больше, чем НА, что обусловливало уменьшение отношения НА/А и являлось выражением преимущественного участия гормонального звена симпатико-адреналовой системы в адаптации к применяемой нагрузке. Процентное уменьшение НА/А—35,4 для акселе-рированных, 38,5 для среднеразвитых и 41,5 для юношей с замедленным развитием (Р>0,05).
Прослеживание индивидуальных изменений в отдельных группах позволило получить более наглядную информацию о возможностях адаптации в зависимости от биологического созревания. Отмечен самый высокий процент при повышенной глю-кокортиковой активности (17-ОНКС) в результате приложения усилия у акселерированных (78,57%), более низкий — у среднеразвитых (60,66%) и самый низкий — у юношей с замедленным развитием (48,15%; Р<0,01). Экскреция НА и А увеличивалась приблизительно у 80% юношей всех групп, но среди акселерированных не было юношей с достоверно пониженной экскрецией А после нагрузки. У 70% акселерированных подростков реакции изученных систем протекали синергично, в направлении повышенной активности в ответ на физическую нагрузку. В остальных группах юношей с благо-
приятными, синергически протекающими изменениями было меньше — 60% со средним развитием ' и 55% ретардированных (Р>0,05).
Во время физической нагрузки согласованность в работе отдельных систем была подтверждена проведенным корреляционным анализом. В группе акселерированных установлены достоверные корреляции между экскрецией 17-ОНКС и А (Р<0,001), А и ударным объемом, А и минутным объемом (Р< к <0,05), что являлось выражением более зрелой регуляции гемодинамики. У юношей со средним развитием установлены достоверные коэффициенты корреляции между экскрецией 17-ОНКС и А (Р< <0,01), А и пульсом (Р<0,05), которые наряду с отрицательными корреляциями А и КП (Р<0,05), А и пульсом (Р<0,001) свидетельствовали о менее неблагоприятном протекании приспособительных процессов. В группе ретардированных не установлено достоверной связи между активностью симпатико-адреналовой системы и коры надпочечников. Отмеченные неблагоприятные реакции коррелируют с несогласованностью в работе нейро-эндокринных механизмов, а отрицательные коэффициенты корреляции между А и КП во время нагрузки дополняют наше заключение о том что ретардированные юноши обладают несколько меньшими адаптационными возможностями в отношении физической нагрузки.
Выводы
1. Реакции адаптации 15-летних юношей на активную мышечную нагрузку протекают наиболее « благоприятно и эффективно у подростков с ускоренным физическим развитием, наиболее неблагоприятно — у отстающих в развитии.
2. По характеру регуляции функций изученных систем при физической нагрузке юношей с различной степенью биологической зрелости можно от- , нести к подросткам старшего (акселерированных) или младшего (с замедленным развитием) возраста.
3. В адаптационных возможностях нервно-мышечного аппарата в 15-летнем возрасте не обнаружено зависимости от степени биологической зрелости из-за более раннего созревания регулятор-ных функций двигательной системы.
ЛИТЕРАТУРА
Абрамова Л. А. — В кн.: Научная конф. по физическому воспитанию детей и подростков. 5-я. Тезисы. М., 1972, с. 261—262.
Бережков Л. Ф., Рязанова Л. Л. — В кн.: Функциональные и адаптационные возможности детей и подростков. М., 1974. т. 2, с. 4—6.
Вербицкий Г. И. — В кн.: Научная конф. по физическому воспитанию детей и подростков. 5-я. Тезисы. М., 1972, с. 100—102.
Виру А. А. Функции коры надпочечников при мышечной деятельности. М., 1977.
Кириенко Г. И., Занина Е. Н., Вульфсон И. И. — Нов. исследования по возрастной физиол., 1977, № I, с. 44—50.
Ярокопьева О. — В кн.: Научная конф. по физическому
воспитанию детей и подростков. 5-я. Тезисы. М., 1972, с. 347.
Рысеоа Е. С., Бережков Л. Ф., Нусбаум Д. X. и др. — В кн.: Гигиена детей и подростков. М., 1974, с. 114— 116.
Сауткин М. Ф. — Теор. и практ. физ. культуры, 1978, № 3, с. 33—37.
Bernards J. А. — Folia med. Neer., 1970, v. 13, p. 124— 133.
Euler U. S. — Acta physiol. scand., 1955, v. 33, p. 118.
Frankenhaeuser M. — Brain Res., 1971, v. 3t, p. 241^. 262.
Johnson A. Z. et al. — Am. J. Cardiol., 1975, v. 35, p. 523—530.
Petkai P. — Acta physiol. scand., 1971, v. 81, p. 35—46.
Поступила 15/VIII 1979 r.
