CC BY
10
5. Kuchma, V.R., Tkachuk, E.A. and Tarmaeva, I.Yu. (2016), "Psychophysiological state of children in the context of informatization of their vital activity and intensification of education", Hygiene and Sanitation, Vol. 95, No. 12, pp. 1183-1188.
6. Medvedev, V.I. (2003), Adaptation of man, Institute of Brain RAS, St. Petersburg.
7. Abu-Omar, K., Rutten, A., Messing, S., Pfeifer, K, Ungerer-Rohrich, U., Goodwin, L., Burlacu, I., Gediga G. (2018), "The German recommendations for physical activity promotion", J Public Health (Berl.), Vol. 26, pp. 1-15.
8. Barbosa, H.C. and Oliveira A.R.D. (2016), "Physical activity of preschool children: a review", Physiother. Rehabil, No. 1, pp. 111-114.
9. Everly, G. and Latin, J.A. (2013), Clinical Guide to the Treatment of the Human Stress Pesponse, Springer.
10. Farooq, M.A., Parkinson, K.N., Adamson, A.J., Pearce, M.S., Reilly, J.K., Hughes, A.R., Janssen, X., Basterfield, L. and Reilly, J.J. (2017), "Timing of the decline in physical activity in childhood and adolescence: Gateshead Millennium Cohort Study", Br. J. Sports Med, Vol. 52, pp. 1002-1006.
11. Global Recommendations on Physical activity for Health (2010), World Health Organization,
Geneva.
12. Hnatiuk, J.A., Brown, H.E., Downing, K.L., Hinkley, T., Salmon, J., Hesketh, K.D. (2019), "Interventions to increase physical activity in children 0-5 years old: a systematic review, meta-analysis and realist synthesis", Obes Rev, Vol. 20, No. 1, pp. 75-87.
13. Jones, M. A. (2017), "Effect of Sex and Body Mass Index on Children's Physical Activity Intensity during Free Play at an Indoor Soft Play Center: An Exploratory Study", Int J Environ Res Public Health., Vol. 14, No. 9, pp. 1052-1059
14. Kain, J., Leyton, B., Concha, F., Close, M., Soto-Sanchez, J., Salazara, G. (2017), "Preschool children's physical activity intensity during school time: Influence of school schedule", Prev Med Rep., Vol. 8, pp. 6-9.
15. Physical Activity Guidelines Advisory Committee (2008). DC, US Department of Health and Human Services, Washington.
16. Piercy, K.L., Troiano, R.P., Ballard, R.M., Carlson, S.A., Fulton, J.E., Galuska, D.A., George, S.M. and Olson, R.D. (2018), "The Physical Activity Guidelines for Americans", JAMA, Vol. 320, No. 19, pp. 2020-2028.
17. Sothmann, M. S. (2006), "The cross-stressor adaptation hypothesis and exercise training", Psy-chobiology of physical activity, Eds. E. O. Acevedo and P. Ekkekakis., Human Kinetics Publishers, Champaign.
Контактная информация: i.krivolapchuk@mail.ru
Статья поступила в редакцию 22.08.2019
УДК 612.776.1
ПСИХОФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ДЕТЕЙ 9-10 ЛЕТ С РАЗНЫМИ АНАЭРОБНЫМИ ГЛИКОЛИТИЧЕСКИМН ВОЗМОЖНОСТЯМИ ОРГАНИЗМА
Игорь Альлерович Криволапчук, доктор биологических наук, заведующий лабораторией, Институт возрастной физиологии Российской академии образования, Государственный университет управления, Москва; Анастасия Альлеровна Герасимова, кандидат медицинских наук, старший научный сотрудник, Институт возрастной физиологии Российской академии образования, Москва; Владимир Васильевич Мышьяков, старший преподаватель, Елена Васильевна Савушкина, старший преподаватель, Гродненский государственный университет имени Янки Купалы, Гродно, Беларусь
Аннотация
Результаты исследования, полученные на основе однофакторного дисперсионного анализа, свидетельствуют о том, что психофизиологическое состояние школьников в возрасте 9-10 лет, как в покое, так и при информационных нагрузках, зависят от уровня развития анаэробных гликолитиче-ских возможностей организма. Установлено, что анаэробные гликолитические возможности детей 910 лет оказывают значимое положительное воздействие на фоновую акгивированность, психофизиологическую реактивность и эффективность напряженной познавательной деятельности, уровень
тревожности. Сила влияния фактора анаэробной гликолитической работоспособности на изменения различных психофизиологических показателей находилась в диапазоне от 4 до 9%.
Ключевые слова: физическая работоспособность, анаэробная гликолитическая способность, психофизиологические индексы, однофакторный дисперсионный анализ.
PSYCHOPHYSIOLOGICAL INDEXES OF 9-10 AGED CHILDREN WITH
DIFFERENT ANAEROBIC GLICOLITIC ORGANISM'S CAPABILITIES
Igor Allerovich Krivolapch.uk, the doctor of biological sciences, head of laboratory, Institute of Developmental Physiology, Russian Academy of Education, National University of Science and Technology, State University of Management, Moscow; Anastasia Allerovna Gerasimova, the candidate of medical sciences, senior researcher, Institute of Developmental Physiology, Russian Academy of Education, Moscow; Vladimir Vasilyevich Myshyakov, the senior teacher, Elena Vasilyevna Savushkina, the senior teacher, Yanka Kupala State University of Grodno,
Belarus
Annotation
The research results, obtained on the basis of the single-factor analysis of variance use, give us the evidence that 9-10 aged schoolchildren's psychophysiological state, both in quietude, and under the information loads, depends on the level of development of the anaerobic glicolitic organism's capabilities. It has been stated out that anaerobic glicolitic organism's capabilities cause the significant influence on the background activity, psychophysiological reactivity and the effectiveness of the tense cognitive activity, on the level of anxiety. The strength of influence of the factor of anaerobic glicolitic working capability on the changes of different physiological and psychological indexes was within the diapason from 4 to 9%.
Keywords: physical working capability, anaerobic glicolitic capability, psychophysiological indexes, single-factor analysis of variance.
Существуют исследования, результаты которых свидетельствуют, что состояние многих психофизиологических функций организма зависит от уровня развития мышечной энергетики, физической работоспособности и двигательных способностей детей. Однако в подавляющем большинстве опубликованных работ акцент делается на анализе влияния аэробных возможностей на психофизиологические показатели, тогда как воздействию анаэробных возможностей уделяется значительно меньше внимания. Работы, посвященные изучению данного вопроса, встречаются довольно редко [16, 15, 10, 18, 11, 17, 19, 12]. Практически отсутствуют исследования, отдельно анализирующие адаптационные эффекты нагрузок анаэробной гликолитической и анаэробной алактатной направленности в отношении психофизиологических функций ребенка. Между тем физиологические механизмы и биохимические процессы при реализации физических упражнений анаэробного алактатного и анаэробного гликолитического характера имеют существенные отличия [2, 8, 10 и др.].
Цель исследования - выявить влияние уровня развития анаэробных гликолитиче-ских возможностей организма на психофизиологические показатели детей 9-10 лет.
МЕТОДИКА
В исследовании приняли участие практически здоровые дети 9-10 (n=168) лет, отнесенные к основной медицинской группе.
Информационная нагрузка моделировалась на основе использования буквенных таблиц Анфимова. Применяли два режима работы: 1) автотемп; 2) максимальный темп при наличии «угрозы наказания». По результатам выполнения тестовых заданий определяли скорость (А) и точность (коэффициент продуктивности - Q) работы. Эффективность ко -гнитивной деятельности оценивалась также в условиях образовательного учреждения до (Адо, Qflo) и после (Апосле, Qnocfle) занятий в дни высокой и низкой работоспособности по общепринятой методике [1].
Регистрация ю-потенциала (ОП), характеризующего функциональное состояние
(ФС) ЦНС, осуществлялась с поверхности кожи головы с использованием портативной установки для исследования сверхмедленных биопотенциалов головного мозга [3].
Систолическое (СД) и диастолическое (ДД) давление крови регистрировали в соответствии с рекомендациями Society for Psychophysical Research. Рассчитывали среднее давление (САД), пульсовое давление (ПД), двойное произведение (ДП), вегетативный индекс Кердо (ВИК).
Математический анализ сердечного ритма использовали для оценки степени напряженности регуляторных систем [9]. Определяли частоту сердечных сокращений (ЧСС), среднее значение RR-интервала (RRNN), моду (Мо), амплитуду моды (АМо), разброс кар-диоинтервалов (MxDMn), среднеквадратическое отклонение (SDNN), стресс-индекс (SI) [9].
Для изучения индивидуально-психологических особенностей применяли модифицированную шкалу тревожности Кондаша [7], опросник тревожности Филлипса [4], проективную методику оценки тревожности Тэммл [4]. Исследование проводилось в группах и индивидуально.
С учетом ранее полученных нами результатов факторного анализа определение уровня анаэробных гликолитических возможностей проводили на основе использования 4 показателей, характеризующихся высокими факторными коэффициентами в структуре анаэробных гликолитических возможностей организма детей 9-10 лет: предельное время работы при выполнении «до отказа» нагрузки субмаксимальной (^вт/кг) интенсивности, мощность нагрузки, максимальное время реализации которой составляет 40 с (W40), интенсивность накопления пульсового долга (ИНПД4Вт/кг) [8], результаты выполнения теста «поднимание туловища за одну минуту». С помощью перцентильной шкалы по каждой из этих переменных определялся уровень работоспособности. Высокому уровню соответствовала оценка в 3 балла, среднему - 2 балла, низкому - 1 балл. Общая оценка вычислялась по сумме баллов всех четырех показателей. В итоге выделялись 3 градации оценок анаэробных гликолитических возможностей организма.
Обработка данных осуществлялась с использованием стандартной программы в пакете Statistica. Исследование изменчивости различных психофизиологических показателей у детей в зависимости от уровня развития анаэробных гликолитических компонентов физической работоспособности проводили на основе использования дисперсионного анализа однофакторных неравномерных комплексов [5]. Показатель силы влияния факторов на результативный признак (hx2) определяли с помощью метода Н.А. Плохинского [5]. Значимость сдвигов определялась основе F-критерия Фишера. Индексы 0, 1, 2 - дифференцируют показатели в покое, при когнитивной нагрузке в автотемпе и максимальном темпе соответственно.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Анализ полученных результатов показал, что анаэробные гликолитические компоненты физической работоспособности оказывают существенное влияние на психофизиологические показатели детей 9-10 лет в состоянии покоя и при информационной нагрузке (рис.). Они в значительной степени определяют уровень неспецифической активации ЦНС, выраженность различных синдромов тревожности, вегетативный баланс и психофизиологическую цену интенсивной когнитивной деятельности. С помощью однофакторного дисперсионного анализа были получены данные, свидетельствующие, что анаэробные гликолитические возможности организма оказывают статистически значимое (p<0,05-0,01) влияние на ряд психофизиологических показателей: RRNN0, АМо0, SI0, ЧСС0, СД0, ПД0, ДП0, ЧСС!, ДП!, BHKj, RRNN2, М02, СД2, ДП2, ПД2, Овтпосле, Оптдо, Оптпосле, межличностная, школьная, общая тревожность, индекс тревожности (рисунок). Сила влияния фактора анаэробных гликолитических возможностей организма для различных переменных находилась в диапазоне от 4 до 9 %.
Влияние анаэробной гликолитической работоспособности на психофизиологические показатели школьников 9-10 лет
ДП в покое, отн.ед Q (пятница после уроков), отн.ед.
СД в покое, мм. рт. ст. Общая тревожность, балл ЧСС при работе в автотемпе, уд/мин Межличностная тревожность, балл ЯЯМЫ в покое, мс в покое, мс ПД в покое, мм. рт. ст. Индекс тревожности, % Самооценочная тревожность, балл 81 в покое, отн.ед АМо в покое, % Школьная тревожность, балл ЧСС в покое, уд/мин ВИК при работе в автотемпе, отн.ед ДП при работе в автотемпе, отн.ед Q (вт после уроков), отн. ед. Q (пятница до уроков), отн.ед. ЯЯМЫ при работе с максимальной скоростью, мс
9,04
8,15
7,46
6,67
6,04 5,98
5,55
5,42
5,36
1 5,13
1 5,11
4,96 4,86 4,83 4,79 4,79
' ' ' ' 1
' ' ' ' 1
' ' ' ' 1
' ' ' ' 1
И 4,53 4,45
Ц 4,02 3,99
2 3 4
Сила влияния, %
10
Рисунок - Влияние анаэробного гликолитического компонента физической работоспособности на психофизиологические показатели детей 9-10 лет (однофакторный дисперсионный анализ)
В ряде исследований показано, что анаэробные упражнения, наряду с аэробными, стимулируют развитие психофизиологических функций человека, повышают сопротивляемость организма психологическому стрессу и информационным перегрузкам, снижают уровень тревожности и депрессии [16, 15, 10, 18, 11, 17, 19, 12]. Вместе с тем дифференциальный анализ психофизиологического состояния детей при напряженной когнитивной деятельности с учетом уровня развития анаэробных гликолитических и анаэробных алак-татных возможностей организма в представленных работах не проводился. Однако, как известно, рассматриваемые анаэробные механизмы существенно отличаются по мощности, емкости и эффективности. Различия касаются также используемых энергетических субстратов и ферментативных систем [6, 2, 8]. Эти различия обусловливают неодинаковые функциональные эффекты нагрузок анаэробного алактатного и анаэробного гликолитического характера. По-видимому, при выполнении упражнений анаэробного гликолитического характера не только формируются многоуровневые адаптивно-приспособительные изменения, направленные на повышение мощности и экономичности функционирования системы, ответственной за адаптацию к мышечной работе субмаксимальной интенсивности [5, 1, 12], но и неспецифические адаптационные изменения [2, 13, 18, 14, 19], способствующие возрастанию устойчивости к психосоциальным стрессорам и напряженным информационным нагрузкам.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Результаты исследования, полученные на основе применения однофакторного дисперсионного анализа, свидетельствуют, что психофизиологическое состояние школьников 9-10 лет зависит от уровня развития анаэробных гликолитических возможностей организма.
0
Установлено, что анаэробные гликолитические возможности детей 9-10 лет оказывают значимое положительное воздействие на фоновую активированность, психофизиологическую реактивность и эффективность напряженной познавательной деятельности, уровень тревожности. Сила влияния фактора анаэробной гликолитической работоспособности на изменения различных психофизиологических показателей находилась в диапазоне от 4 до 9%.
Исследование выполнено при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проект № 19-013-00093).
ЛИТЕРАТУРА
1. Антропова, М.В. Методические рекомендации по физиолого-гигиеническому изучению учебной нагрузки / М.В. Антропова ; Акад. пед. наук СССР. - М. : Изд-во АПН СССР, 1984. - 67 с.
2. Волков, Н.И. Биоэнергетика спорта : монография / Н.И. Волков, В.И. Олейников. - М. : Советский спорт, 2011. - 160 с.
3. Илюхина, В.А. Психофизиология функциональных состояний и познавательной деятельности здорового и больного человека / В.А. Илюхина. - СПб. : Изд-во М.-Л., 2010. - 368 с.
4. Костина, Л.М. Методы диагностики тревожности / Л.М. Костина. - СПб. : Речь, 2006. -
198 с.
5. Лакин, Г.Ф. Биометрия / Г.Ф. Лакин. - М. : Высшая школа, 1990. - 352 с.
6. Мохан, Р. Биохимия мышечной деятельности и физической тренировки / Р. Мохан, М. Глессон, П.Л. Гринхафф. - Киев : Олимпийская литература, 2001. - 295 с.
7. Рогов, В.И. Настольная книга практического психолога в образовании / В.И. Рогов. - М. : Владос, 1995. - 529 с.
8. Сонькин, В. Д. Развитие мышечной энергетики и работоспособности в онтогенезе / В. Д. Сонькин, Р.В. Тамбовцева. - М. : Книжный дом «ЛИБРОКОМ», 2011. - 368 с.
9. Шлык, Н.И. Сердечный ритм и тип регуляции у детей, подростков и спортсменов / Н.И. Шлык. - Ижевск : Изд-во «Удмуртский университет», 2009. - 259 с.
10. Anaerobic and aerobic enzyme activities in human skeletal muscle from children and adults / J.J. Kaczor, W. Ziolkowski, J. Popinigis, M.A. Tarnopolsky // Pediatr Res. - 2005. - Vol. 57. - № 3. - P. 331-335.
11. Cardiovascular reactivity, stress, and physical activity / C.J. Huang, H.E. Webb, M.C. Zourdos, E.O. Acevedo // Front Physiol. - 2013. - Vol. 7. - № 4. - P. 314-318.
12. Effects of physical activity on executive functions, attention and academic performance in preadolescent children: a meta-analysis / J.W. de Greeff, R. J. Bosker, J. Oosterlaan, C. Visscher, E. Hartman // J Sci Med Sport. - 2018. - Vol. 21. - № 5. - P. 501-507.
13. Everly, G. Clinical Guide to the Treatment of the Human Stress Pesponse / G. Everly, J.A Latin. - NY : Springer, 2013. - 486 p.
14. Influence of fitness and physical activity on cardiovascular reactivity to musical performance / D. Wasley, A. Taylor, K. Backx, A. Williamon // Work. - 2012. - Vol. 41. - № 1. - P. 27-32.
15. Lawlor, D.A. The effectiveness of exercise as an intervention in the management of depression: systematic review and meta-regression analysis of randomised controlled trials / D.A. Lawlor, S.W. Hopker // BMJ. - 2001. - Vol. 322. - P. 763-67.
16. Norris, R. The effects of aerobic and an-aerobic training on fitness, blood pressure, and psychological stress and well-being / R. Norris, D. Carroll, R. Cochrane // J. Psychosom. - 1990. - Vol. 34. -№ 4. - P. 367-375.
17. Physical Activity, Fitness, Cognitive Function, and Academic Achievement in Children: A Systematic Review / J.E. Donnelly, C.H. Hillman, D. Castelli, J.L. Etnier, S. Lee, P. Tomporowski, K. Lam-bourne, A.N. Szabo-Reed // Med Sci Sports Exerc. - 2016. - Vol. 48. - № 6. - P. 1223-1224.
18. Protective effect of interval exercise on psychophysiological stress reactivity in children / J.N. Roemmich, M. Lambiase, S.J. Salvy, P.J. Horvath // Psychophysiology. - 2009. - Vol. 46. - № 4. - P. 852.
19. The Effect of Physical Activity Interventions on Children's Cognition and Metacognition: A Systematic Review and Meta-Analysis / C. Alvarez-Bueno, C. Pesce, I. Cavero-Redondo, M. Sanchez-Lopez, J. A. Martinez-Hortelano, V. Martinez-Vizcaino // J Am Acad Child Adolesc Psychiatry. - 2017. -Vol. 56, № 9. - P. 729-738.
REFERENCES
1. Antropova, M.V. (1984), Methodological recommendations for physiological and hygienic study of the teaching load, Publishing House of the Academy of Sciences of the USSR, Moscow.
2. Volkov, N.I., Oleynikov, V.I. (2011), Bioenergetics of sports: monograph, Soviet sport, Moscow.
3. Ilyuhina, V.A. (2010), Psychophysiology offunctional states and cognitive activity of a healthy and sick person, Publisher N-L, St. Petersburg.
4. Kostina, L.M. (2006), Methods for diagnosing anxiety, Rech Publ., St. Petersburg.
5. Lakin, G.F. (1990), Biometrics, Vysshaya shkola Publ., Moscow.
6. Mokhan, R., Glesson, M. and Grinkhaff, P.L. (2001), Biochemistry of Muscular Activity and Physical Training, Olympic Literature, Kiev.
7. Rogov, V.I. (1995), Handbook of Practical Psychologist in Education, Vlados, Moscow.
8. Sonkin, V.D. and Tambovceva, R.V. (2010), Development of muscular energy and working capacity in ontogenesis, Publishing house "LIBROKOM", Moscow.
9. Shlyk, N.I. (2011), Heart rate and type of regulation in children, adolescents and athletes, Udmurt University Publishing House, Izhevsk.
10. Kaczor, J.J., Ziolkowski, W., Popinigis, J. and Tarnopolsky, M.A. (2005), "Anaerobic and aerobic enzyme activities in human skeletal muscle from children and adults", PediatrRes., Vol. 57, No. 3, pp. 331-335.
11. Huang, C.J., Webb, H.E., Zourdos, M.C. and Acevedo, E.O. (2013), "Cardiovascular reactivity, stress, and physical activity", Front Physiol., Vol. 7, No. 4, pp. 314-318.
12. de Greeff, J.W., Bosker, R. J., Oosterlaan, J., Visscher, C. and Hartman, E. (2018), "Effects of physical activity on executive functions, attention and academic performance in preadolescent children: a meta-analysis", JSciMed Sport., Vol.21, No. 5. pp. 501-507.
13. Everly, G., Latin, J.A. (2013), Clinical Guide to the Treatment of the Human Stress Pesponse, NY, Springer.
14. Wasley, D., Taylor, A., Backx, K. and Williamon, A. (2012), "Influence of fitness and physical activity on cardiovascular reactivity to musical performance", Work, Vol. 41, No. 1, pp. 27-32.
15. Lawlor, D.A. and Hopker, S.W. (2001), "The effectiveness of exercise as an intervention in the management of depression: systematic review and meta-regression analysis of randomized controlled trials", BMJ, Vol. 322, pp. 763-767.
16. Norris, R., Carroll, D. and Cochrane, R. (1990), "The effects of aerobic and an-aerobic training on fitness, blood pressure, and psychological stress and well-being", J. Psychosom., Vol. 34, No. 4, pp. 367375.
17. Donnelly, J.E., Hillman, C.H., Castelli, D., Etnier, J.L., Lee, S., Tomporowski, P., Lambourne, K. and Szabo-Reed, A.N. (2016), "Physical Activity, Fitness, Cognitive Function, and Academic Achievement in Children: A Systematic Review", Med Sci Sports Exerc., Vol. 48, No. 6, pp. 1223-1224.
18. Roemmich, J.N., Lambiase, M., Salvy, S.J. and Horvath, P.J (2009), "Protective effect of interval exercise on psychophysiological stress reactivity in children", Psychophysiology, Vol. 46, No. 4, pp. 852.
19. Alvarez-Bueno, C., Pesce, C., Cavero-Redondo, I., Sanchez-Lopez, M., Martinez-Hortelano, J.A. and Martinez-Vizcaino, V. (2017), "The Effect of Physical Activity Interventions on Children's Cognition and Metacognition: A Systematic Review and Meta-Analysis", J Am Acad Child Adolesc Psychiatry, Vol. 56, No. 9, pp. 729-738.
Контактная информация: i.krivolapchuk@mail.ru
Статья поступила в редакцию 23.08.2019
УДК 612.776.1
ОСОБЕННОСТИ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ ДЕВОЧЕК-ПОДРОСТКОВ 11-12 ЛЕТ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ УРОВНЯ АЭРОБНОЙ И АНАЭРОБНОЙ РАБОТОСПОСОБНОСТИ
Иван Игоревич Криволапчук, научный сотрудник, Институт возрастной физиологии Российской академии образования, Москва; Галина Алексеевна Зайцева, кандидат
