CC BY
10особенности реакции организма студентов c ограниченными возможностями здоровья на разнонаправленную физическую нагрузку
УДК/UDC 796.01:612
Поступила в редакцию 11.01.2022 г.
Кандидат биологических наук, доцент В.А. Вишневский1 Доктор педагогических наук, доцент Н.В. Пешкова1
Сургутский государственный университет, Сургут
features of body response of students wiTH HEALTH LiMiTATioNs to MULTiDiRECTiONAL physi0al loads
PhD, Associate Professor V.A. Vishnevsky1 Dr. Hab., Associate Professor N.V. Peshkova1
1 Surgut State University, Surgut
Информация для связи с автором: [email protected]
□ и
£ г. CL
ч—
О OJ и
CL ' -о с
га
^
О (U .с Н
Аннотация
Цель исследования - выявить особенности реакции организма студентов, временно освобожденных от практических занятий по физической культуре, на разнонаправленную нагрузку модифицированного варианта функциональной пробы С.П. Летунова.
Методика и организация исследования. В изучении, проведенном в Сургутском государственном университете, приняли участие студенты-первокурсники, временно освобожденные от практических занятий по физической культуре (девушки, всего 16 чел.). Обучающиеся последовательно выполняли ортостатическую пробу, 20 приседаний за 30 с, 15-секундный бег на месте в максимальном темпе, трехминутный бег в доступном для испытуемых темпе (интервалы отдыха 2, 3, 4, 5 мин). Для измерения показателей организма во время тестирования применялись мобильные системы COSMEDK5 и GuarkTI2x.
Результаты исследования и выводы. Было выявлено, что наиболее информативными, с точки зрения целостной реакции организма, являются пробы 20 приседаний и трехминутный бег. Обнаружено более значительное увеличение респираторных показателей студентов по сравнению с гемодина-мическими. В связи с этим определение типа реакции на нагрузку только на основе пульса и давления не в полной мере отражает реальную картину. Использование современных мобильных систем, позволяющих оценивать толерантность к физической нагрузке непосредственно в полевых условиях, позволяет получить необходимую информацию для регламентации нагрузок.
Ключевые слова: проба С.П. Летунова, реакция организма на физическую нагрузку, студенты, освобожденные от практических занятий по физической культуре.
Abstract
Objective of the study was to reveal the features of the body response of students temporarily exempted from physical education classes to multidirectional loads in the modified version of S.P. Letunov's functional test. Methods and structure of the study. The study conducted at Surgut State University involved 16 first-year female students temporarily exempted from physical education classes. After setting up the equipment and a 5-minute rest, the female students sequentially performed an orthostatic test: 20 squats in 30 seconds, a 15-second run in place at a maximum pace, a 3-minute run at a pace accessible to the subjects (the rest intervals after loading were, respectively, 2, 3, 4, and 5 minutes).
The mobile COSMEDK5 and GuarkT12x systems were used to measure respiratory, metabolic and electrocardiogram parameters during testing. The following baseline values were recorded: oxygen consumption, carbon dioxide production, pulmonary ventilation, heart rate, blood pressure, energy consumption. Based on these data, the following parameters were calculated: respiratory coefficient, oxygen pulse, pulse cost and a number of other parameters. Results and conclusions. The study found that, in terms of a comprehensive body response, the most informative tests were 20 squats and 3-minute run. We detected a more significant increase in the respiratory parameters of the students compared to the hemodynamic ones. In this view, the determination of the type of body response to physical loads based exclusively on pulse and blood pressure does not fully reflect the real picture. The use of advanced mobile systems to assess physical load tolerance in the field provides the necessary information for dosing physical loads.
Keywords: S.P. Letunov's test, body response to physical loads, students exempted from physical education classes.
Введение. Демографические проблемы и негативные тенденции в состоянии здоровья подрастающего поколения объективно создали условия для роста доли студентов, временно освобожденных от практических занятий по физической культуре [2, 3]. При этом авторы сходятся во мнении, что освобождение от занятий по физической культуре по состоянию здоровья может носить только временный характер
и необходим поиск возможных вариантов привлечения студентов к физкультурно-оздоровительной деятельности [4]. Следует также учитывать, что изучаемая группа крайне неоднородна по своему состоянию. Так, было выявлено [1], что при оценке функциональных резервов организма в реакции на активную ортостатическую пробу, нормальный переходный процесс и адекватную реакцию демонстрируют только
48 % студентов, у 28 % обнаруживается увеличенная реакция сердечно-сосудистой системы, а у 24 0% - сниженная. Это свидетельствует о том, что данная группа студентов может заниматься физической культурой, но при строгой регламентации нагрузок с учетом индивидуальных особенностей. В этой связи возникает необходимость поиска доступных и безопасных методов определения толерантности к физическим нагрузкам.
Цель исследования - выявить особенности реакции организма студентов, временно освобожденных от практических занятий по физической культуре, на разнонаправленную нагрузку модифицированного варианта функциональной пробы С. П. Летунова.
Методика и организация исследования. В изучении, проведенном в Сургутском государственном университете, приняли участие студенты-первокурсники, временно освобожденные от практических занятий по физической культуре (девушки, всего 16 чел.). После установления оборудования и пятиминутного отдыха обучающиеся последовательно выполняли ортостатическую пробу, 20 приседаний за 30 с, 15-секундный бег на месте в максимальном темпе, трехминутный бег в доступном для испытуемых темпе (интервалы отдыха после нагрузок соответственно 2, 3, 4, 5 мин).
Для измерения респираторных, метаболических показателей и электрокардиограммы во время тестирования применялись мобильные системы COSMEDK5 и GuarkT12 х. В качестве базовых параметров использовались: потреб-
ление кислорода, выделение углекислого газа, легочная вентиляция, частота сердечных сокращений, артериальное давление, расход энергии. На их основе рассчитывались: дыхательный коэффициент, кислородный пульс, пульсовая стоимость и ряд других параметров.
Результаты исследования и их обсуждение. В исходном положении изученная группа характеризуется тахикардией (92±16 уд/мин), учащенным дыханием (18±4, мин), низким кислородным пульсом (3,3±1,1 мл/уд). Уровень дыхательного коэффициента (0,85±0,07 у. е.) отражает характер смешанного питания (0,85-0,9). В целом показатели в покое характерны для нетренированного человека. Переход испытуемых в положение стоя (ор-топроба) не вызывает серьезных перестроек в организме, наблюдается лишь тенденция учащения пульса (до 101±15 уд/мин, на 9,8 %) и потребления кислорода (до 329±87 мл/мин, на 13 %), но изменения этих показателей статистически недостоверны.
Второй этап пробы вызвал уже более существенную реакцию организма (см. таблицу). После выполнения 20 приседаний наблюдается увеличение легочной вентиляции, которое достигает максимума на первой минуте восстановления и сохраняется достоверно выше исходных значений вплоть до окончания 3-й минуты. Это происходит в большей мере за счет глубины дыхания (74,1 00), чем частоты (26,3 %). Причем частота дыхания восстанавливается уже на второй минуте после пробы, а дыхательный объем сохраняется по-
Реакция организма студентов на 20 приседаний в процессе выполнения пробы
Показатели M±a Время регистрации
Исходные показатели 20 приседаний 1 мин 2 мин 3 мин
Rf (в мин) 19±4 22±5 24±5* 21±5 19±4
VT (л) 0,54±0,16 0,59±0,22 0,86±0,27* 0,94±0,25* 0,83±0,21*
VE (л/мин) 9,8±2,8 12,5±3,7* 19,8±5,6* 19,2±5,6* 15,6±4,5*
М(мл) 459±170 716±270 878±247 733±191 609±145
VO2 (мл/мин) 338±74 397±91* 747±222* 695±179* 438±104*
VCO2 (мл/мин) 264±65 334±88* 606±177* 671±214* 512±156*
RQ 0,78±0,05 0,83±0,58* 0,82±0,11* 0,98±0,14* 1,17±0,18*
ve/vo2 24,8±4,2 27±4,8 25±4,2 26±5,5 33±6,5*
ve/vco2 31,6±4,2 32,3±4,7 30,3±3,5 26,8±3,3* 28,2±3,5
VO2/kg (мл/мин/кг) 6,2±0,9 7,3±1,6* 13,6±2,8* 12,7±2,4* 8,1±2,2*
METS 1,8±0,3 2,1±0,4* 3,9±0,8* 3,6±0,7* 2,3±0,6*
HR (уд/мин) 91±13 119±18* 117±14* 102±12* 97±13
VO2/HR (мл/уд) 3,8±1,0 3,4±1,1 6,5±1,8* 6,9±2,0* 4,5±1,1*
FeO2 (%) 16,8±0,6 17±0,6 16±0,6 16±0,6 17±0,6
FeCO2 (%) 3,4±0,4 3,4±0,4 3,8±0,4* 4,3±0,5* 4,0±0,5*
ADsist (мм рт. ст.) 122±15 - 135±15* 126±11 121±11
ADdiast (мм рт. ст.) 75±10 - 82±10* 78±9 75±8
ADpuls (мм рт. ст.) 47±15 - 52±10 47±8 45±8
SV5 (mV/s) 1,00±0,39 1,01±0,71 1,62±0,62* 1,35±0,43* 1,08±0,43
SV6 (mV/s) 0,78±0,33 0,66±0,94 1,16±0,45* 1,01±0,34 0,85±0,44
* изменения достоверны при p<0,05.
№3 • 2022 Март | March
http://www.teoriya.ru
27
□ и
£ г. CL
ч—
О 0J и
CL ' -о с
га
^
О (U .с I—
вышенным (53,7 %), вплоть до окончания 3-й минуты восстановления.
Увеличение потребления кислорода происходит уже в процессе выполнения нагрузки и достигает своего максимума на 1-й мин восстановления (221 %). Максимум выделения углекислого газа возникает на минуту позже (254,2 0%). Максимум для дыхательного коэффициента оказывается еще более инертным и достигает наибольших значений на 3-й мин восстановления (150 %), причем его величина превышает порог анаэробного обмена. Вероятно, это связано с высокой концентрацией ионов водорода в крови, которые возбуждают дыхательный центр, вызывают усиленное выделение углекислого газа, повышение его концентрации в выдыхаемом воздухе (FeCO2 на второй мин восстановления - 126,5 %), а потребление кислорода к 3-й минуте восстановления уже существенно падает.
Из гемодинамических показателей наиболее мобильным оказывается ЧСС, которая достигает максимума в ходе приседаний (130,8 %) и полностью восстанавливается уже на 2-й мин отдыха. Сразу после нагрузки зафиксированы максимальные значения систолического (110,7 %) и диастоличе-ского (109,3 %) давления, которые уже на 2-й минуте отдыха достоверно не отличаются от исходных показателей. Причем, судя по тому, что пульсовое давление достоверно не меняется, реализуется в основном хронотропный эффект приспособления к нагрузке. О невысокой сократительной способности сердца свидетельствует и достоверное углубление зубца S в отведениях V5 (162 %% и V6 (148,7 %% ЭКГ на 1-й и 2-й мин восстановления.
В структуре корреляционных связей в процессе выполнения 20 приседаний существенных изменений не происходит. Потребление кислорода по-прежнему демонстрирует широкий спектр связей: с глубиной дыхания (r=0,716, p<0,05); легочной вентиляцией (r=0,847, p<0,05); выделением углекислого газа (r=0,960, p<0,05); кислородным пульсом (r=0,725, p<0,05); удельным потреблением кислорода (r=0,578, p<0,05); METS (r=0,587, p<0,05). В то время как ЧСС обнаруживает достоверную связь только с кислородным пульсом (r=0,692, p<0,05). Примерно аналогичная ситуация сохраняется на 1-й минуте восстановления, только для пульса появляется связь с дыхательным коэффициентом (r=-0,549, p<0,05).
Таким образом, можно утверждать, что реакция организма лиц, освобожденных от практических занятий по физической культуре, на 20 приседаний характеризуется несовершенством. С учетом увеличения диастоли-ческого давления, отсутствия роста пульсового давления, неполного восстановления ряда показателей к концу 3-й мин, увеличение дыхательного коэффициента выше порога анаэробного обмена, тип реакции на нагрузку не нормотонический (не оптимальный). Следует также отметить более значительное увеличение респираторных показателей по сравнению с гемодинамическими, именно они в большей мере отражают реакцию организма на нагрузку и коррелируют со множеством других интегральных показателей его состояния.
Учитывая этот факт, а также отсутствие широких корреляционных связей у ЧСС и АД, можно утверждать, что определение типа реакции на нагрузку только на основе пульса и давления не в полной мере отражает реальную картину. Точно также нельзя судить о восстановлении организма в целом только по ЧСС и АД, так как целый ряд других интегральных показателей организма (потребление кислорода, выделение
углекислого газа, легочная вентиляция, дыхательный коэффициент, кислородный пульс) превышает исходные значения даже на 3-й мин восстановления.
Наиболее существенная реакция организма наблюдается на трехминутный бег в темпе, который испытуемые считали для себя оптимальным. Результаты исследования свидетельствуют, что обучающиеся выбрали темп в среднем 145±17 уд/мин, при потреблении кислорода 261% от исходных значений, выделении углекислого газа 232 % и дыхательном коэффициенте 0,93±0,09. Судя по всему, этот темп оказался несколько завышенным. Об этом свидетельствуют значительное увеличение потребления кислорода (394 0%) и выделения углекислого газа (382 %), повышение диасто-лического давления (на 13,5 %), углубление зубца S в отведениях V5 (248,5 %) и V6 (361,3 %) на первой минуте восстановления и дальнейший рост дыхательного коэффициента до 1,20±0,14 к 3-4 мин восстановления. В то же время наблюдаются и определенные признаки повышения эффективности в работе организма (увеличение кислородного пульса, пульсового давления, более полное использование кислорода из вдыхаемого воздуха, уменьшение вентиляционного эквивалента по углекислому газу). Большинство показателей (кроме дыхательного коэффициента) восстановились к 3-й -4-й мин отдыха.
Вывод. Использование современных мобильных систем, позволяющих оценивать толерантность к физической нагрузке непосредственно в полевых условиях, существенно расширяет представления об адаптационных механизмах и позволяет получить необходимую информацию для регламентации нагрузок. На этой основе мы разработали модель физического воспитания студентов, временно освобожденных от практических занятий, включающую методико-прак-тические занятия по разработке индивидуальных физкультурно-оздоровительных, реабилитационных программ и их последующую реализацию на практике. Литература
1. Вишневский В.А., Пешкова Н.В. Проектирование образовательного процесса по физической культуре и спорту для студентов с ограниченными возможностями здоровья // Теория и практика физ. культуры. 2021. № 3. С. 91-94.
2. Ечевская О.В. Адаптивное физическое воспитание студентов специальной медицинской группы // Вестник ТГУ. 2011. № 9 (101). С. 90-94.
3. Красильникова Е.В., Коновалова Н.Г., Яруллина А.И. Способ обучения по предмету «Физическая культура» учащихся, отнесенных к специальной медицинской группе // Вестник Кузбасской государственной педагогической академии. 2011. С. 5-34.
4. Организация работы со студентами, освобожденными от практических занятий по физвоспитанию/ А.А. Карпинский, Л.Г. Гар-дагина, Н.И. Карпинская и др. // Ученые записки университета им. П.Ф. Лесгафта. 2019. № 4 (170). С. 128-131.
References
1. Vishnevskiy V.A., Peshkova N.V. Proektirovanie obrazovatelnogo protsessa po fizicheskoy kulture i sportu dlya studentov s ogranichennymi vozmozhnostyami zdorovya [New academic physical education and sports service model for disadvantaged health groups]. Teoriya i praktika fiz. kultury. 2021. No. 3. pp. 91-94.
2. Echevskaya O.V. Adaptivnoe fizicheskoe vospitanie studentov spetsialnoy meditsinskoy gruppy [Adaptive physical education of special health group students]. Vestnik TGU. 2011. No. 9 (101). pp. 90-94.
3. Krasilnikova E.V., Konovalova N.G., Yarullina A.I. Sposob obucheniya po predmetu «Fizicheskaya kultura» uchashchikhsya, otnesennykh k spetsialnoy meditsinskoy gruppe [Physical education teaching method for special health group students]. Vestnik Kuzbasskoy gosudarstvennoy pedagogicheskoy akademii. 2011. pp. 5-34.
4. Karpinskiy A.A., Gardagina L.G., Karpinskaya N.I. et al. Organizatsiya raboty so studentami, osvobozhdennymi ot prakticheskikh zanyatiy po fizvospitaniyu [Organization of work with students exempted from physical education practices]. Uchenye zapiski universiteta im. P.F. Lesgafta. 2019. No. 4 (170). pp. 128-131.
