CC BY
21УДК 796.01:612
ВЛИЯНИЕ ПРОГРАММЫ РАЦИОНАЛЬНОГО ПИТАНИЯ И ДВИГАТЕЛЬНОЙ АКТИВНОСТИ НА ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ ОРГАНИЗМА СТУДЕНТОК, НЕ ЗАНИМАЮЩИХСЯ СПОРТОМ
Е.С. Иванова, А. С. Назаренко
ФГБОУ ВО «Поволжская государственная академия физической культуры, спорта и туризма», Казань, Россия Для связи с авторами: [email protected]
Аннотация
Цель - влияние программы рационального питания и двигательной активности на функциональное состояние организма студенток, не занимающихся спортом.
Материалы и методы. Были исследованы 10 студенток, не занимающихся спортом, в два контрольных среза. Во время первого контрольного среза мы устанавливали первоначальные антропометрические и физиологические характеристики девушек, на основе которых составлялась программа рационального питания и двигательной активности. На втором контрольном срезе - после 18 дней с начала исследования, были произведены аналогичные замеры и оценена эффективность экспериментальной программы. С помощью метода импедансной кардиографии было исследовано функциональное состояние сердечно-сосудистой системы. Жизненную ёмкость лёгких определяли электронным спирометром. Обхватные размеры плеч, бедер и голени измеряли сантиметровой лентой, толщину кожно-жировой складки в области передней стенки живота, бедер и нижнего угла лопатки - цифровым электронным калипером. Анализатором жировой массы определили массу тела, мышечную массу, жировой компонент, а также показатель обмена веществ. Результаты. По результатам экспериментальной программы, масса тела у студенток снизилась в основном за счет уменьшения жирового компонента при одновременном повышении мышечного. При этом показатель обхвата бедер стал значимо меньше, чем был до эксперимента, а толщина кожно-жировой складки на бедрах снизилась на 27%, на передней стенке живота - на 25%, на задней поверхности плеча - на 34%. В то же время наблюдается снижение показателей частоты сердечных сокращений, артериального давления и минутного объема кровообращения, а также увеличение показателей жизненной емкости легких, что отражает повышение функционального состояния кардиореспираторной системы и экономичности ее работы. Заключение. Результативность экспериментальной программы подтверждается критерием Вилкоксона в сторону уменьшения морфологических показателей и увеличения физиологических резервов сердечнососудистой и дыхательной систем. При этом метод корреляционной адаптометрии говорит о существовании различных типов реакции на адаптацию к внешним факторам и об эффективности данной программы для лиц с высоким содержанием жира в организме.
Ключевые слова: сердечно-сосудистая и дыхательная системы, морфологические показатели, двигательная активность, рациональное питание, ожирение, студенты.
THE IMPACT OF THE PROGRAM OF RATIONAL NUTRITION AND PHYSICAL ACTIVITY ON FUNCTIONAL STATE OF BODY OF FEMALE STUDENTS NOT INVOLVED IN SPORTS E.S. Ivanova, A.S. Nazarenko
Volga Region State Academy of Physical Culture, Sport and Tourism, Kazan, Russia Abstract
The purpose is to study the effect of the program of rational nutrition and motor activity on the functional state of body of female students not involved in sports.
Materials and methods. 10 female students not involved in sports were examined in two control periods. During the first control period we established the initial anthropometric and physiological characteristics of the girls in order to develop the program of rational nutrition and motor activity on their basis. In the second control period, 18 days later, similar measurements were made and its effectiveness was assessed. The functional state of the cardiovascular system was studied through the method of impedance cardiograph. The vital capacity of the lungs was measured by an electronic spirometer. The dimensions of the shoulders, upper and lower legs were measured with a centimeter tape, the thickness of the skin-fat fold in the area of the anterior abdomen, upper legs and the lower angle of the shoulder blade was determined by a digital electronic caliper. Body weight, muscle mass, fat component, as well as metabolic rate were determined by the fat mass analyzer.
Results. According to the results of the experimental program, the body weight of students decreased, mainly due to the reduction of fat component with simultaneous muscle enhancement. At the same time, the hip breadth index became significantly lower than it was before the experiment, and the thickness of the skin-fat fold on the hips decreased by 27%, on the anterior abdomen by 25%, on the back surface of the shoulder by 34%. At the same time, there is a decrease in the heart rate, blood pressure and cardiac output, as well as an increase in the vital capacity of the lungs, which reflects an increase in the functional state of the cardiorespiratory system and the efficiency of its functioning.
Conclusion. The effectiveness of the experimental program is confirmed by the Wilcoxon criterion of reducing morphological parameters and increasing physiological reserves of the cardiovascular and respiratory system. The method of correlative adaptometry reflects different types of reactions to environmental factors and the effectiveness of the experimental program for people with high fat content in the body.
Keywords: cardiovascular and respiratory system, morphological parameters, motor activity, rational nutrition, obesity, students.
ВВЕДЕНИЕ
Многочисленные научно-исследовательские работы посвящены изучению различных программ питания и двигательной активности человека [5, 7, 9]. Связь питания и движения является важной для сохранения здоровья и поддержания оптимальной жизнедеятельности организма человека [1]. Известно, что высокий процент жировой массы в организме человека может способствовать развитию гормональных нарушений и проблем с метаболизмом. В то же время множество научных исследований показывает, что ожирение тесно связано с развитием раковых заболеваний желудка, толстой и прямой кишки, поджелудочной железы, почек, груди, дыхательных путей, костного мозга и т.д. [6]. Следовательно, уменьшение жирового компонента и нормализация массы тела у человека снижает риск развития не только раковых заболеваний, но и диабета, заболеваний опорно-двигательного аппарата и сердечнососудистой системы, органов дыхания, пищеварения, выделения и т.д. [8]. Важно отметить, что количество жировых клеток — адипоцитов, у людей формируется в основном до 20 лет [11]. То есть, число жировых клеток, заложенных в юности, является основой для образования незначительного количества адипоцитов во взрослой жизни, из этого следует, что набор массы тела у взрослых людей происходит не за счет роста новых жировых клеток, а за счет увеличения в объеме существующих [11]. Наиболее распространенным способом снижения массы тела у человека являются различные диеты, которые могут вызвать стресс-
реакцию в организме, а также дисбаланс потребления необходимых макро- и микро-нутриентов.
В свою очередь, накопительный эффект стресса у человека от работы, физических нагрузок и диеты может вызвать истощение организма и привести к ослаблению иммунитета, нарушению сна, метаболизма и сердечной деятельности, а также к потере чувствительности к инсулину, что может послужить причиной накопления жира в области живота, бедер и ягодиц [8, 11].
Программа рационального питания и уровня двигательной активности позволяет человеку поддерживать здоровье организма и нормальную массу тела за счет употребления углеводов, белков и жиров в умеренных пропорциях с учетом возраста, пола, уровня здоровья и двигательной активности человека. При этом человек в повседневной деятельности совершает естественные движения, которые активируют процесс «нетренировочного термогенеза», расходующего более 20-30% потребляемых калорий в сутки. В свою очередь, «тренировочный термогенез» — это расход калорий человеком во время физических упражнений, на которые тратится всего лишь 10-15% потребляемых калорий [10]. Следовательно, человек расходует больше калорий в повседневной двигательной деятельности, а не за счет спортивных упражнений. Однако умеренные физические нагрузки необходимы для человека, в особенности для поддержания здоровья организма, мышечного тонуса, повышения умственной и физической работоспособности. В свою очередь, самым доступным способом физической активности
является ходьба, которая способствует стабилизации нормальной массы тела и снижению риска сердечно-сосудистых заболеваний. Британские ученые пришли к выводу, что человеку необходимо проходить 15 000 шагов в день, что составляет около 10 км [12]. Цель научного исследования — изучение влияния программы рационального питания и двигательной активности на функциональное состояние организма студенток, не занимающихся спортом.
МАТЕРИАЛЫ
И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Исследование проходило на базе кафедры медико-биологических дисциплин ФГБОУ ВО «Поволжская ГАФКСиТ» в течение 18 дней. В нем приняли участие 10 студенток, не занимающихся спортом, из которых 80% стремились снизить массу тела, а 20% — увеличить ее за счет набора мышечной массы. Нами было проведено два контрольных среза. Во время первого контрольного среза мы устанавливали первоначальные антропометрические и физиологические характеристики девушек, на основе которых выстраивалась программа рационального питания и двигательной активности. Во втором контрольном срезе — после 18 дней соблюдения данной программы, мы производили аналогичные замеры и оценивали эффективность программы.
С помощью метода грудной реографии (им-педансной кардиографии, МАРГ Челябинск) исследовали функциональное состояние
сердечно-сосудистой системы у девушек до и после эксперимента. Обхватные размеры плеч, бедер и голени измеряли сантиметровой лентой (единица измерения — см); толщину кожно-жировой складки в области передней стенки живота, бедер и нижнего угла лопатки (далее КЖС) определяли цифровым электронным калипером «КЭЦ-100» (Россия, единица измерения — мм). Жизненную ёмкость лёгких измеряли спирометром (единица измерения — л). Анализатором жировой массы Tanita BC-543 (Япония) определили массу тела (кг), мышечную массу (кг), жировой компонент (%), а также показатель обмена веществ — BMR (ккал). Все измерения проводились в первой половине дня. Статистическая обработка данных проводилась с помощью программы SPSS 20. Экспериментальная программа. В блоке «Состояние здоровья» анкетным способом определяли наличие у девушек аллергии, заболеваний желудочно-кишечного тракта, сердечно-сосудистой, дыхательной и опорно-двигательной системы, а также тип и характер имеющихся отклонений в состоянии здоровья. На основе этих данных составляли рекомендации для второго и третьего блоков. Второй блок программы — «Рациональное питание» — содержал совокупность рекомендаций по питанию, необходимых для соблюдения в установленный период, включающую в себя рацион питания и расчет потребляемых калорий в сутки. Изначально мы определяли калорийность суточного рациона студенток, снижая суточное количество их калорий все-
Рисунок 1 + Программа рационального питания и уровня двигательной активности
го лишь на 100-150 ккал за счет сокращения количества углеводов с оптимальным потреблением белков и жиров. В рекомендациях:
- «Альтернатива» — девушкам предоставлялся список полезных продуктов, альтернативных вредным;
- «Хочу, не хочу!» — представлен примерный рацион питания с выбором меню на каждый прием пищи.
Третий блок программы — «Уровень двигательной активности» — охватывал комплексную диагностику сердечно-сосудистой и дыхательной систем, обхватных размеров тела, толщины кожно-жировой складки, а также измерение на анализаторе жировой массы. Далее мы составляли программу упражнений локального воздействия, исходя из стремлений девушек уменьшить или увеличить об-хватные размеры в конкретной области тела. Программа тренировок составлялась по индивидуальным параметрам и включала обязательное условие — прохождение 15000 шагов в течение дня.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Артериальное давление, частота сердечных сокращений, жизненная емкость легких, показатели состава тела — доступные индикаторы, которые позволяют мгновенно оценить функциональное состояние организма человека. Как видно из таблицы 1, до эксперимента исследуемые показатели сердечно-сосудистой и дыхательной систем, а также компонентного состава тела у испытуемых находятся в воз-
растном диапазоне физиологической нормы. Однако у большинства испытуемых процент жирового компонента находится в верхней границе возрастной нормы. По результатам экспериментальной программы масса тела у студенток снизилась в основном за счет уменьшения жирового компонента при одновременном повышении мышечного. Из этого следует, что программа рационального питания и двигательной активности ускоряет обмен веществ исследуемых, что в итоге приводит к нормализации массы тела и процентного содержания жира в организме. При этом мы наблюдаем снижение показателей частоты сердечных сокращений, артериального давления и минутного объема кровообращения, а также увеличение показателей жизненной емкости легких, что в целом отражает повышение функционального состояния кар-диореспираторной системы и экономичности ее работы в состоянии относительного покоя. Адаптация организма к аэробным нагрузкам способствует улучшению работы системы кровообращения: сердечная мышца становится сильнее за счет адекватной ее гипертрофии, что позволяет сердцу выбрасывать больше крови с каждым ударом, повышая транспорт кислорода и других важных веществ. Увеличение выброса крови с каждым ударом сердца, совмещенное с более высоким потреблением кислорода, приводит к более низким значениям давления в состоянии покоя и более экономичной частоте пульса.
Повышенная двигательная активность привела к снижению толщины кожно-жировой складки в области живота, бедер и нижнего угла ло-
Таблица 1 - Исследуемые показатели организма у студенток до и после эксперимента
Параметры Показатели до эксперимента Показатели после эксперимента
ЧСС, уд/мин 76,9±3,61 69,8±3,31 *
САД, мм рт.ст. 115,8±3,37 112,7±1,75 *
ДАД, мм рт.ст. 78,8±2,55 76,8±2,46
УОК, мл 59,3±2,12 59,99±2,24
МОК, мл/мин 4598,35±328,97 4199,85±279,50 *
ЖЕЛ, л 2,71±0,13 2,84±0,18
Адаптационный потенциал, баллы 2,17±0,09 2,02±0,06
Вес, кг 58,1±2,33 57,1±2,3
Жир, % 23,6±0,45 22,6±0,56
Мышцы, кг 42,09±1,70 42,91±1,60
Обхват бедер, см 56,9±1,06 55,6±1,22*
Обхват голени, см 34,8±0,76 34,15±0,86
Примечание: * - значимые изменения исследуемых функциональных показателей после эксперимента
патки. При этом показатель обхвата бедер стал значимо меньше, чем был до эксперимента (таблица 1), а толщина кожно-жировой складки на бедрах снизилась на 27%, на передней стенке живота — на 25%, на задней поверхности плеча — на 34% (рисунок 2). В результате корреляционного анализа было показано, что адаптационный потенциал организма в значительной степени реализуется посредством активации внешнего дыхания, о чем свидетельствует корреляция ЖЕЛ с АП г=0,821 (при р<0,01). Данная корреляция подтверждает, что при физических нагрузках происходит адаптация аппарата внешнего дыхания, увеличивая не только уровень потребления кислорода, но и эффективность дыхания за счет большей глубины, а не частоты. В то же время увеличение жизненной емкости легких способствует повышению количества потребляемого кислорода, а следовательно, за счет этого возрастает число окислительных реакций, происходящих в процессе метаболизма человека, об этом свидетельствует корреляция между ЖЕЛ и БМЯ, равная г=0,677, при р<0,05. При этом показатель ЖЕЛ имеет среднюю прямую положительную связь с мышечной массой (г=0,656, при р<0,05) и с обхватами тела испытуемых (г=0,746, при р<0,05), что в целом отражает зависимость количественного значения объема легких от размеров тела человека. Повышение показателя базального метаболизма может свидетельствовать об интенсивных биохимических процессах в организме чело-
века. Чем выше показатель БМЯ, тем большее количество калорий расходуется в процессе жизнедеятельности организма. В нашем случае произошел рост базального метаболизма и увеличение мышечной массы, корреляция данных признаков составила г=0,642, при р<0,05. Критерий Вилкоксона для связных выборок — непараметрический статистический критерий, используемый для сравнения показателей, измеренных в двух срезах на одной и той же выборке испытуемых с установлением направленности изменений [2], показывает, что наиболее интенсивные и значительные изменения в направленности уменьшения произошли в показателях процентного содержания жира в организме, АП, ЧСС и толщине кожно-жировой складки (таблица 2). Корреляционная адаптометрия — метод, направленный на оценку изменения уровня корреляций между физиологическими параметрами, характеризующими состояние организма, при возникновении внешнего воздействия на группу людей [2]. С помощью данного метода мы оценили эффективность программы рационального питания и двигательной активности. При исследовании использовались физиологические параметры студенток, показывающие наиболее значимые корреляционные связи (вес, процентное содержание жира, ЧСС, ЖЕЛ, обхватные размеры и толщина кожно-жировой складки передней стенки живота). Веса корреляционных графов рассчитывались для двух групп отдельно до (С1) и после (С2) апробации про-
Примечание: КЖС псж - кожно-жировая складка передней стенки живота; КЖС зпп - кожно-жировая складка задней поверхности плеча
Рисунок 2 - Изменение показателей толщины кожно-жи-ровой складки на контрольных срезах исследования
Примечание: И-значение - значение случайной величины, имеющей стандартное нормальное распределение. Ь. Используются положительные ранги
Таблица 3 - Вес корреляционного графа у разных групп девушек до и после экспериментальной программы
Таблица 2 - Показатели критерия знаковых рангов Вилкоксона у девушек до и после экспериментальной программы
Показатели Жир 2 - Жир 1 КЖС 2 - КЖС 1 ЧСС2 - ЧСС1 АП 2 -АП 1
Z-значение -2,199b -2,552b -2,245b -2,191b
Асимпт. знч. (двухсторонняя) 0,028 0,011 0,025 0,028
Параметры G до исследования G после исследования
Группа с высоким содержанием жира в организме (больше 23% жира) 5,48 3,25
Группа со средним содержанием жира в организме (от 20% до 23%) 5,35 7,02
граммы. Анализируя полученные результаты, выявили, что G у группы девушек с высоким содержанием жира после проведенного исследования стал меньше, чем был в начале эксперимента (G1 =5,48, G2=3,25), что говорит об эффективности программы для этой группы лиц. Однако после эксперимента наблюдалось увеличение веса корреляционного графа у группы со средним содержанием жира, что, возможно, говорит о малом периоде адаптации организма к приведенным в программе факторам (G1 =5,35, G2=7,02) (таблица 3).
Из этого следует, что программа похудения, рассчитанная на 18 дней, эффективнее воздействует на людей с высоким содержанием жира, чем на людей со средним содержанием, которым для достижения определенных результатов требуется больше времени.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Иванова, Е. С. Оценка питания и двигательной активности у студентов / Е. С. Иванова, Н. Х. Давлето-ва, Н. Ш. Хаснутдинов, А. С. Назаренко // Наука и спорт: современные тенденции. - 2017. - Т. 15, № 2. - С. 72-77.
2. Карманова, И. В. Применение методики корреляционной адаптометрии к оценке реакции травянистых видов к стрессовым нагрузкам / И. В. Карма-нова, В. Н. Разжевайкин, М. И. Шпитонков // ДАН - 1996. - Т. 346, № 3. - С. 424-426.
3. Левин, Д. М. Статистика для менеджеров / Д. М. Левин, Д. Стефан, Т. С. Кребиль, М. Л. Беренсон. - М. : Вильямс, 2004. - С. 739-743
4. Чинкин, А. С. Физиология спорта / А. С.Чинкин, А. С. Назаренко. - Москва : Спорт, 2016. - 120 с.
5. Borodin, Yu. A. Motor activity in the system of vital activity of modern man / Yu. A. Borodin, G. M. Arzyutov // Physical education of students. - 2010. - № 3. - P. 9-13.
6. Brown, W. J. Sitting time and work patterns as indicators of overweight and obesity in Australian
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Таким образом, по прошествии 18 дней мы наблюдаем значимую эффективность воздействия экспериментальной программы рационального питания и двигательной активности в большей степени на морфологические данные, чем на функциональные показатели организма испытуемых. Результативность экспериментальной программы подтверждается критерием Вилкоксона в сторону уменьшения характерных показателей. При этом метод корреляционной адаптометрии показывает, в какой момент группа исследуемых испытывает напряжение за счет увеличения числа корреляционных связей, что говорит о существовании различных типов реакции на адаптацию организма к внешним факторам и об эффективности данной программы для лиц с высоким содержанием жира в организме.
adults / W. J. Brown, Y. D. Miller, R. Miller // Int J. ObesRelatMetabDisord. - 2003. - № 27. - P. 13401346.
7. Gendeleka, G. F. Increase of motor activity as an integral component of prophylaxis and treatment of obesity / G. F. Gendeleka, A. N. Gendeleka // International Endocrinology Journal. - 2012. - No. 1 (41). - P. 62-66.
8. Healy, G. N. Television time and continuous metabolic risk in physically active adults / G. N. Healy, D. W. Dunstan, J. Salmon, J. E. Shaw, P. Z. Zimmet, N. Owen // Med Sci Sports Exerc. - 2008. - № 40. - P. 639-645.
9. Kushnir, S. M. The influence of hypokinesia on the health of adolescent girls / S. M. Kushnir, L. K. Antonova, V. V. Antonov, A. V. Pavlova // Bulletin of the Ivanovo Medical Academy. - 2007. - T. 12, № 1-2. - P. 58-61.
10. Rosenbaum, M. Long-term persistence of adaptive thermogenesis in subjects who have maintained a reduced body weight / M. Rosenbaum // Am. J. Clin. Nutr. - 2008. - № 88 (4). - Р 906-912.
11. Spalding, K. L. Dynamics of fat cell turnover in
humans / K. L. Spalding, E. Arner, P. O. Westermark, S. Bernard, B. A. Buchholz // Nature. - 2008. - № 5. - P. 783-787.
12. Tigbe, W. W. Time spent in sedentary posture LIST OF REFERENCES
1. Ivanova, E. S. Assessment of nutrition and motor activity of students / E. S. Ivanova, N. Kh. Davletova, N. Sh. Hasnutdinov, A. S. Nazarenko // Science and Sport: Current Trends. - 2017. - Vol. 15, No. 2. - P. 72-77.
2. Karmanova, I. V. Application of the correlative adaptometry techniques to assessment of the reaction of grassy species to stresses / I. V. Karmanova, V. N. Razzhevaykin, M. I. Shpitonkov // DAN. - 1996. - Vol. 346, No. 3.- P. 424-426.
3. Levin, D. M. Statistics for managers / D. M. Levin, D. Stefan, T. S. Krebil, M.L. Berenson. - M. : Williams, 2004. - P. 739-743.
4. Chinkin, A. S. Physiology of sports / A. C. Chinkin, A. S. Nazarenko. - Moscow : Sport, 2016. - 120 p.
5. Borodin, Yu. A. Motor activity in the system of vital activity of modern man / Yu. A. Borodin, G. M. Arzyutov // Physical education of students. - 2010. - № 3. - P. 9-13.
6. Brown, W. J. Sitting time and work patterns as indicators of overweight and obesity in Australian adults / W. J. Brown, Y. D. Miller, R. Miller // Int J. ObesRelatMe-tabDisord. - 2003. - № 27. - P. 1340-1346.
is associated with waist circumference and cardiovascular risk / W. W. Tigbe, M. H. Granat, N. Sattar, M. J. Lean // Int J Obes (Lond). - 2017. - № 41 (5). - P. 689-696.
7. Gendeleka, G. F. Increase of motor activity as an integral component of prophylaxis and treatment of obesity / G. F. Gendeleka, A. N. Gendeleka // International Endocrinology Journal. - 2012. - No. 1 (41). - P. 62-66.
8. Healy, G. N. Television time and continuous metabolic risk in physically active adults / G. N. Healy, D. W. Dun-stan, J. Salmon, J. E. Shaw, P. Z. Zimmet, N. Owen // Med Sci Sports Exerc. - 2008. - № 40. - P. 639-645.
9. Kushnir, S. M. The influence of hypokinesia on the health of adolescent girls / S. M. Kushnir, L. K. Antono-va, V. V. Antonov, A. V. Pavlova // Bulletin of the Ivanovo Medical Academy. - 2007. - T. 12. - № 1-2. - P. 58-61.
10. Rosenbaum, M. Long-term persistence of adaptive thermogenesis in subjects who have maintained a reduced body weight / M. Rosenbaum // Am. J. Clin. Nutr. - 2008. - № 88 (4). - P. 906-912.
11. Spalding, K. L. Dynamics of fat cell turnover in humans / K. L. Spalding, E. Arner, P. O. Westermark, S. Bernard, B. A. Buchholz // Nature. - 2008. - № 5. - P. 783-787.
12. Tigbe, W. W. Time spent in sedentary posture is associated with waist circumference and cardiovascular risk / W. W. Tigbe, M. H. Granat, N. Sattar, M. J. Lean // Int J Obes (Lond). - 2017. - № 41 (5). - P. 689-696.
