CC BY
10
REFERENCES
1. Zagursky, N.S., Romanova, Ya.S. and Mikhalev, V.I. (2016), "Analysis of the performance of the Russian national biathlon team in the 2015-2016 season", Uchenye zapiski universiteta imeni P.F. Lesgafta, No. 9 (139), pp. 61-67.
2. Magiera, A., Roczniok, R., Maszczyk, A., Czuba, M., Kantyka, J. и Kurek, P. (2013), "The Structure of Performance of a Sport Rock Climber", Journal of Human Kinetics, Vol. 36, pp.107-117.
3. Orth, D., Kerr, G., Davids, K. and Seifert, L. (2017), "Analysis of Relations between Spatiotemporal Movement Regulation and Performance of Discrete Actions Reveals Functionality in Skilled Climbing", Frontiers in Psychology, No. 8, available at: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fpsyg.2017.01744/full.
4. Kotchenko, Yu.V. (2018), Lead climbing: The theory of the competitive process: monograph, Scientific world, Simferopol.
Контактная информация: [email protected]
Статья поступила в редакцию 13.09.2020
УДК 373+612+796
ВЛИЯНИЕ АЛАКТАТНЫХ АНАЭРОБНЫХ КОМПОНЕНТОВ ФИЗИЧЕСКОЙ
РАБОТОСПОСОБНОСТИ НА ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ И ЭФФЕКТИВНОСТЬ КОГНИТИВНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ДЕТЕЙ МЛАДШЕГО
ШКОЛЬНОГО ВОЗРАСТА
Игорь Альлерович Криволапчук, доктор биологических наук, заведующий лабораторией, Институт возрастной физиологии РАО, Москва, Государственный университет управления, Москва; Анастасия Альлеровна Герасимова, доктор медицинских наук, старший научный сотрудник, Вадим Петрович Чичерин, кандидат педагогических наук, заведующий кафедрой, Государственный университет управления, Москва; Елена Васильевна Савушкина, старший преподаватель, Гродненский государственный университет имени
Янки Купалы, Гродно
Аннотация
В исследовании установлено, что в различные возрастные периоды анаэробные алактатные способности по-разному влияют на изменчивость показателей, характеризующих функциональное состояние детей в условиях спокойного бодрствования и при тестовых когнитивных нагрузках. Сила влияния фактора алактатной анаэробной работоспособности на физиологические, поведенческие и субъективные показатели функционального состояния находилась у детей 7-8 лет в диапазоне от 4,5 до 7,8%, а у детей 9-10 лет - от 4,4 до 8,2%. Количество переменных в отношении которых выявлено статистически значимое воздействие в рассматриваемых возрастных группах существенно отличается.
Ключевые слова: функциональное состояние, алактатная анаэробная способность, напряженная когнитивная нагрузка.
DOI: 10.34835/issn.2308-1961.2020.9.p178-183
INFLUENCE OF ALACTATE ANAEROBIC COMPONENTS OF PHYSICAL WORKING CAPACITY ON THE FUNCTIONAL STATE AND EFFICIENCY OF COGNITIVE ACTIVITY AMONG THE CHILDREN OF JUNIOR SCHOOL AGE
Igor Allerovich Krivolapch.uk, the doctor of biological sciences, head of the laboratory, Institute of Developmental Physiology of the Russian Academy of Sciences, Moscow, State University of Management, Moscow; Anastasia Allerovna Gerasimova, the doctor of medical sciences, senior research associate, Vadim Petrovich Chicherin, the candidate of pedagogical sciences, department chair, State University of Management, Moscow; Elena Vasilievna Savushkina, the senior teacher, Yanka Kupala State University of Grodno
Abstract
The study found that in different age periods, the anaerobic alactate abilities have different effects on the variability of indicators characterizing the functional state of children in conditions of calm wakefulness and under test cognitive loads. The strength of the influence of the factor of alactate anaerobic performance on physiological, behavioral and subjective indicators of the functional state among the children of 7-8 years old in the range from 4.5 to 7.8%, and among the children aged 9-10 years old - from 4.4 to 8.2%. The number of variables for which the statistically significant impact was revealed in the age groups under consideration differs significantly.
Keywords: functional state, alactic anaerobic capacity, intense cognitive load.
ВВЕДЕНИЕ
Как известно, алактатный анаэробный механизм ресинтеза АТФ играет решающую роль в энергообеспечении кратковременной работы максимальной мощности, а также при «мгновенном» переходе от состояния относительного покоя к мышечной деятельности [7, 2]. Поэтому энергообеспечение скоростных, силовых и скоростно-силовых упражнений происходит преимущественного за счет участия этого механизма. Имеющиеся научные данные свидетельствуют, что биоэнергетические способности не только являются ведущими факторами, определяющими физическую работоспособность и двигательную подготовленность человека в возрастном аспекте [4, 10, 13], но и особенности психофизиологических изменений функционального состояния (ФС) при напряженной познавательной деятельности и психосоциальном стрессе [17, 14, 15]. Однако в опубликованных работах практически отсутствуют сведения о влиянии алактатного анаэробного компонента мышечной работоспособности на разные аспекты функционального состояния детей младшего школьного возраста в рассматриваемых условиях.
Цель исследования - выявить особенности влияния алактатного анаэробного компонента физической работоспособности на ФС детей 7-8 и 9-10 лет при когнитивных нагрузках различной степени сложности.
МЕТОДИКА
В исследовании участвовали здоровы дети 7-8 (n=128) и 9-10 лет (n=91). По результатам выполнения корректурной пробы в лабораторных условиях и в динамике учебной недели (до и после уроков), определяли количество просмотренных знаков (А) и продуктивность деятельности (Q). Обследование осуществлялось в трех экспериментальных ситуациях: 1) состояние спокойного бодрствования, 2) «автотемп», 3) максимальный темп при «угрозе наказания». В покое и после введения инструкций с помощью теста Люшера определяли уровень ситуативной тревожности (СТ) и коэффициент вегетативного тонуса (КВТ) [9]. Ситуативная тревожность диагностировалась также с помощью зрительно-аналоговой шкалы (ЗАШТР).
Для оценки ФС регистрировали сердечный ритм и артериальное давление крови. При этом по методике Р.М. Баевского определяли среднюю продолжительность R-R интервала (M), моду (Мо), амплитуду моды (АМо), вариационный размах (MxDMn), сред-неквадратическое отклонение RR-интервала (SDNN), индекс напряжения (SI), пиковую частоту сердечных сокращений (ЧСС). Систолическое (СД) и диастолическое (ДД) давление крови определяли аускультативным методом, рассчитывали пульсовое (ПД) и среднее давление (САД), вегетативный индекс Кердо (ВИК), двойное произведение (ДП), показатели эффективности кровообращения (СД/ЧСС) и адаптационного потенциала (АП). На основании соотнесения результативности работы с величиной вегетативных сдвигов при её выполнении определяли показатели эффективности деятельности: Q/ЧСС, Q/SI, Q/ДП, A/ЧСС, A/SI, A/ДП [5].
Индивидуально-психологические особенности изучались на основе использования модифицированной шкалы тревожности Кондаша (межличностная - МТ, самооценочная, школьная, общая тревожность) [6].
Алактатная анаэробная способность оценивалась по мощности нагрузки, предельное время выполнения которой составило 1 с (^1) [4, 10], интенсивности накопления пульсового долга (ИНПД) после нагрузки максимальной мощности [10], максимальной силы (МС), результатам бега на 20 м, прыжка в длину с места. По каждому показателю определяли уровень работоспособности: высокому уровню соответствовала оценка в 3 балла; среднему - 2 балла; низкому - 1 балл. Общая оценка анаэробного алактатного компонента работоспособности находилась по сумме баллов. На этой основе выделялись 3 градации оценок.
В ходе исследования использовался дисперсионный анализ двухфакторных ортогональных комплексов, позволяющий оценить не только влияние алактатной анаэробной работоспособности в отдельности, но и синергетический эффект с гликолитической анаэробной и аэробной работоспособностью. Оценку силы влияния факторов на результативный признак проводили с помощью метода, предложенного Н.А. Плохинским [6].
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
С помощью дисперсионного анализа были получены данные, свидетельствующие, что алактатные анаэробные компоненты физической работоспособности оказывают статистически существенное (р<0,05-0,01) влияние на некоторые физиологические, психологические и поведенческие показатели ФС (таблица).
Таблица - Влияние анаэробного алактатного компонента физической работоспособности на ФС детей 7-8 и 9-10 лет (дисперсионный анализ)_
Показатель Факторы Р Влияние (Ьх2),%
7-8 лет
ДД1 мм. рт. ст. С р<0,05 4,51
ДД2, мм. рт. ст. А* С р<0,05 4,54
ПД1, мм. рт. ст. А* С р<0,05 7,82
САД1, мм. рт. ст. А* С р<0,05 6,95
КВТ2, отн.ед А* С р<0,05 5,88
9-10 лет
ЯЯЫЫь с С р<0,05 4,46
ЗБЫЫ0, с С р<0,05 6,11
АМо0,% С р<0,05 5,85
Аптдо, знаков С р<0,01 4,68
Аптпосле, знаков С р<0,05 8,21
МТ, балл С р<0,05 4,68
Q2, отн.ед А* С р<0,05 4,85
КВТ2, отн.ед А* С р<0,05 5,32
ЗАШТР, мм А* С р<0,05 4,43
СД/ЧСС0, В*С р<0,05 7,06
Автпосле, знаков В*С р<0,05 4,85
СД1, мм. рт. ст. В*С р<0,05 6,28
ДП1, отн.ед В*С р<0,05 5,59
Примечание: фактор С - алактатная анаэробная способность, фактор В — гликолитическая анаэробная способность, фактор А - аэробная способность. 0- фоновое состояние; 1— работа в режиме автотемпа; 2 - работа в режиме максимального темпа.
В возрасте 7-8 лет обнаружено значимое воздействие на 1 показатель, в 9-10 лет -на 6 показателей. Анаэробная алактатная способность у детей 7-8 лет влияет на уровень диастолического давления крови при выполнении тестового задания в режиме автотемпа (ДД1), а 9-10 лет - на среднюю продолжительность Я-Я интервала (ЯЯМЫр), амплитуду моды (АМо0), среднее квадратическое отклонение Я-Я интервалов (8БЫЫ) в состоянии покоя, межличностную тревожность (МТ), скорость умственной работы в пятницу до (Аптдо) и после уроков (Аптпосле) в школе (таблица).
Взаимодействие алактатной анаэробной работоспособности с гликолитичекой анаэробной и аэробной способностями в ряде случаев также было статистически значи-
мым. Совместное влияние алактатных анаэробных и аэробных способностей в 7-8 лет было существенным в отношении пульсового (ПД1) и среднего (САД1) давления крови при выполнении тестового задания в режиме автотемпа, диастолического (ДД2) давления крови и коэффициента вегетативного тонуса (КВТ2) при выполнении тестового задания в режиме максимального темпа, в 9-10 лет - субъективной оценки тревожности по зрительно-аналоговой шкале (ЗАШТР), показателя продуктивности работы (р2) и коэффициента вегетативного тонуса (КВТ2) при выполнении тестового задания в режиме максимального темпа (таблица).
Взаимовлияние алактатных анаэробных и гликолитических анаэробных способностей было статистически значимым только в возрасте 9-10 лет. Синергетический эффект этого воздействия проявился в отношении показателя эффективности функционирования системы кровообращения в состоянии покоя (СД/ЧСС0), систолического давления крови (СД1) и двойного произведения (ДП1) при выполнении тестового задания в режиме автотемпа, скорости умственной работы во вторник до (Автдо) уроков в школе (таблица).
В результате применения дисперсионного анализа были получены данные, свидетельствующие, что анаэробные алактатные компоненты физической работоспособности детей 7-8 и 9-10 лет оказывают значимое воздействие на отдельные показатели вегетативного статуса, эффективности и психофизиологической цены напряженной когнитивной деятельности, личностную тревожность. Полученные результаты указывают, что нулевая гипотеза опровергается на высоком уровне значимости как в отношении фактора алактатной анаэробной способности, так и его взаимодействия с факторами гликолитиче-ской анаэробной и аэробной работоспособности. Обнаруженные различия, касающиеся влияния уровня анаэробных алактатных возможностей на ФС школьников 7-8 и 9-10 лет, вероятно, в значительной степени обусловлены гетерохронностью и нелинейностью развития ключевых физиологических систем [11, 8], участвующих в реализации физической активности и, прежде всего, системы энергетического обеспечения мышечной деятельности [4, 10, 13], а также разной степенью сформированности механизмов модулирующей системы мозга [12, 1] в рассматриваемые возрастные периоды.
Сила влияния факторов и их сочетаний для различных переменных у школьников 7-8 лет находилась в диапазоне от 4,5 до 7,8%, 9-10 лет - от 4,4 до 8,2%. Видно, что наряду с влиянием уровня развития анаэробных алактатных возможностей на величину ряда используемых психофизиологических показателей, анаэробная гликолитическая и аэробная производительность организма также оказывает существенное воздействие на различные аспекты ФС, при этом влияние аэробных, анаэробных гликолитических и анаэробных алактатных компонентов работоспособности на ФС не всегда носит однонаправленный характер.
Полученные данные согласуются с результатами ряда исследований, выявивших выраженное воздействие анаэробных возможностей на различные показатели ФС организма в условиях психологического стресса и напряженных когнитивных нагрузок [18, 19, 16, 17, 14, 15]. Необходимо подчеркнуть, что обнаруженная специфика влияния алак-татных анаэробных компонентов физической работоспособности на ФС детей рассматриваемых возрастных групп, как было отмечено выше, в значительной степени определяется развитием основных физиологических систем [11, 1, 12] и преобразованиями мышечной энергетики [4, 10, 13] на разных этапах онтогенеза.
Особенности ФС детей с высоким уровнем анаэробной алактатной работоспособности, могут быть связаны и с требованиями, предъявляемыми кратковременной работой максимальной мощности к возбудимости и реактивности ЦНС. Известно, что тренировочные эффекты интенсивных нагрузок максимальной мощности стимулируют повышение возбудимости коры головного мозга, тогда как нагрузки умеренной и большой мощности обусловливают снижение возбудимости ЦНС и усиление процессов торможения [3]. Однако этот вопрос, как и рассматриваемая проблема в целом, нуждается в дальнейшей глубокой и всесторонней
проработке.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Результаты двухфакторного дисперсионного анализа показывают, что в младшем школьном возрасте анаэробные алактатные способности, как независимо от других биоэнергетических факторов, так и во взаимодействии с анаэробными гликолитическими и аэробными возможностями организма, влияют на изменчивость показателей, характеризующих функциональное состояние детей в условиях спокойного бодрствования и при тестовых когнитивных нагрузках. Сила влияния фактора алактатной анаэробной работоспособности на различные физиологические, поведенческие и субъективные показатели функционального состояния находилась у детей 7-8 лет в диапазоне от 4,5 до 7,8%, а у детей 9-10 лет - от 4,4 до 8,2%, при этом количество переменных в отношении которых выявлено статистически значимое воздействие в рассматриваемых возрастных группах существенно отличается.
Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ (проект № 19-013-00093).
ЛИТЕРАТУРА
1. Берк, Л. Развитие ребенка / Л. Берк. - Санкт-Петербург : Питер, 2006. - 1056 с.
2. Волков, Н.И. Биоэнергетика спорта : монография / Н.И. Волков, В.И. Олейников. -Москва : Советский спорт, 2011. - 160 с.
3. Ильин, Е.П. Дифференциальная психофизиология / Е.П. Ильин. - Санкт-Петербург: Питер, 2001. - 461 с.
4. 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.
5. Криволапчук, И.А. Психофизиологическая характеристика функционального состояния подростков на разных стадиях полового созревания в условиях информационной нагрузки/ И.А. Криволапчук, В.К. Сухецкий // Физиология человека. - 2005. - Т.31, № 6. - С. 13-25.
6. Лакин, Г.Ф. Биометрия : учеб. пособие для биолог. спец. вузов / Г.Ф. Лакин. - 4-е изд. -Москва : Высшая школа, 1990. - 352 с.
7. Мохан, Р. Биохимия мышечной деятельности и физической тренировки / Р. Мохан, М. Глессон, П.Л. Гринхафф. - Киев : Олимпийская литература, 2001. - 295 с.
8. Развитие мозга и формирование познавательной деятельности ребенка / Под ред. Д.А. Фарбер, М.М. Безруких. - Москва : Изд-во Московского психолого-социального института, 2009. -432 с
9. Собчик, Л.Н. Метод цветовых выборов - модификация цветового теста Люшера / Л.Н. Собчик. - Санкт-Петербург : Речь, 2006. - 128 с.
10. Сонькин, В. Д. Развитие мышечной энергетики и работоспособности в онтогенезе / В. Д. Сонькин, Р.В. Тамбовцева. - Москва : ЛИБРОКОМ, 2011. - 368 с.
11. Фарбер, Д.А. Методологические аспекты изучения физиологии развития ребенка / Д.А. Фарбер, М.М. Безруких // Физиология человека. - 2001. - Т. 27, № 5. - С. 8-16.
12. Физиология развития ребенка. Руководство по возрастной физиологии // Под ред. М.М. Безруких, Д.А. Фарбер. - Москва : Изд-во Московского психолого-социального института, 2010. -768 с.
13. 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. No. 49 (13). - P. 860-864.
14. Cardiovascular reactivity, stress, and physical activity/ C.J. Huang, H.E. Webb, M.C. Zour-dos, E.O. Acevedo. - DOI: 10.3389/fphys.2013.00314.// Front Physiol. - 2013 -Vol. 7(4). - P. 314-318:
15. Kianian, T. The Impact of Aerobic and Anaerobic Exercises on the Level of Depression, Anxiety, Stress and Happiness of Non-Athlete Male, Zahedan / T. Kianian, F. Kermansaravi, S. Saber, F. Aghamohamadi. - doi: 10.5812/zjrms.14349.// J Res Med Sci. - 2018. - Vol. 20(1). - P. e14349.
16. Landers, D.M. Exercise and Mental Health / Landers D.M. // Exercise Science. - 1998. - Vol. 7, № 2. - P. 131-146.
17. 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. - Р. 763.
18. 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. - Р. 367-375.
19. Weyerer, S. Physical Exercise and Psychological Health / S. Weyerer, B. Kupfer // Sports Med. - 1994. - Vol. 17, № 2. - P. 108-116.
REFERENCES
1. Berk, L.E. (2006), Child Development, Peter, St. Petersburg.
2. Volkov, N.I. and Oleinikov, V.I. (2011), Bioenergetics of Sport: monograph, Soviet Sport, Moscow.
3. Ilyin, E.P. (2001), DifferentialPsychophysiology, Peter, St. Petersburg.
4. Kornienko, I.A., Sonkin, V.D., Tambovtseva, R.V. (2005), "Age-related development of the energy of muscular activity: Results of a 30-year study. Communication I. Structural and functional rearrangements", Human Physiology, 2005, Vol. 31, No. 4, pp. 42-46.
5. Krivolapchuk, I.A., Sukhetskiy, V.K. (2005), "Psychophysiological characteristics of the functional state of adolescents at different stages of puberty under conditions of information load", Human Physiology, Vol. 31, No. 6, pp. 13-25.
6. Lakin, G.F. (1990), Biometrics: textbook. manual for a biologist. Specialist, Universities, Higher School, Moscow.
7. Mohan, R., Glesson M. and Greenhuff, P.L. (2001), Biochemistry of Muscle Activity and Physical Training, Olympic Literature, Kiev.
8. Farber, D.A. and Bezrukikh, M.M. (2009), The development of the brain and the formation of cognitive activity of the child, Publishing house of the Moscow Psychological and Social Institute, Moscow.
9. Sobchik, L.N. (2006), Method of color choices - modification of Luscher's color test, Rech, St. Petersburg.
10. Sonkin, V.D. and Tambovtseva, R.V. (2011), Development of muscle energy and performance in ontogenesis, Book house "LIBROKOM", Moscow.
11. Farber, D.A. and Bezrukikh, M.M. (2001), "Methodological Aspects of Studying the Physiology of Child Development", Human Physiology, Vol. 27, No. 5, pp. 8-16.
12. Bezrukikh, M.M. and Farber, D.A. (2010), Physiology of child development. Guide to Age Physiology, Publishing house of the Moscow Psychological and Social Institute, Moscow.
13. 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(13), pp. 860-864.
14. Huang, C.J., Webb, H.E., Zourdos, M.C., Acevedo, E.O. (2013), "Cardiovascular reactivity, stress, and physical activity", Front Physiol, 2013, Vol. 7(4), pp. 314-318, DOI: 10.3389/fphys.2013.00314.
15. Kianian, T., Kermansaravi, F., Saber, S., Aghamohamadi, F. (2018), "The Impact of Aerobic and Anaerobic Exercises on the Level of Depression, Anxiety, Stress and Happiness of Non-Athlete Male, Zahedan", J Res Med Sci., Vol. 20(1): e14349, doi: 10.5812/zjrms.14349.
16. Landers, D.M. (1998), "Exercise and Mental Health", Exercise Science, Vol. 7, No. 2, pp. 131-146.
17. 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 randomised controlled trials", BMJ, Vol. 322, pp. 763.
18. 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. 367-375.
19. Weyerer, S. and Kupfer, B. (1994), "Physical Exercise and Psychological Health", Sports Med, Vol. 17, No. 2, pp. 108-116.
Контактная информация: [email protected]
Статья поступила в редакцию 08.09.2020
