Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Физиологические закономерности развития выносливости к статическим мышечным усилиям у лиц женского пола на основных этапах онтогенеза

ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Физиологические закономерности развития выносливости к статическим мышечным усилиям у лиц женского пола на основных этапах онтогенеза"

•Г6 о

. ,;) цРСХС£ИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ ОБРАЗОВАНИЯ ¿ 1 ИНСТИТУТ ВОЗРАСТНОЙ ФИЗИОЛОГИИ.

На правах рукописи

УДК 612.6:612.822.3.087+612.13:612.824+612.2:612.127+612.76

ГОРОДНИЧЕНКО Эдуард Александрович

ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ

РАЗВИТИЯ ВЫНОСЛИВОСТИ К СТАТИЧЕСКИМ МЫШЕЧНЫМ УСИЛИЯМ У ЛИЦ ЖЕНСКОГО ПОЛА НА ОСНОВНЫХ ЭТАПАХ ОНТОГЕНЕЗА

03.00.13 - Физиология человека и животных

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени доктора биологических наук

МОСКВА - 1994

Работа выполнена в Смоленском государственном институте физическо! культуры и в Смоленском государственном медицинском институте.

Научный консультант - доктор медицинских наук, профессор Р.А.ШАБУНИН

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук, старший научный сотрудник В.Д.СОНЬКИН; доктор медицинских наук, профессор И.О.ТУПИЦЫН; доктор биологических наук, старший научный сотрудник М.'Н.ФИШМАН

Ведущая организация - Институт нормальной физиологии им. П.К.Анохина РАМН

Защита состоится " л (у» г у. к 1994 г. в / 1 часов на заседании специализированного совета Д 018.01.01 в Институте возрастной физиологии РАО по адресу: 119869, г. Москва, ул. Погодинская, д. 8.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института возрастной физиологии РАО (филиал № 3 Государственной научной педагогической библиотеки им. К.Д.Ушинского).

Автореферат разослан " 1 " _1994 г.

Учёный секретарь специализированного совета кандидат биологических наук

О.А.ГУРОВА

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования. Выдвижение человеческого фактора в качестве приоритетного в современных условиях жилми общества требует сохранения и улучшения состояния здоровья населения, которое во многом зависит от уровня двигательной активности каждого человека. Между тем научно-технический прогресс сопровождается уменьшением объема ежедневно выполняемого физического труда, повышением доли утомительных изометрических напряжений мышц вследствие длительного поддержания необходимых рабочих поэ. Последние ограничивают работу многих систем и органов, резко повышают эмоциональную возбудимость, увеличивают степень состояния напряжения, дезорганизуют деятельность центральной нервной системы, вызывают быстрое развитие .умственного и физического утомления (Н.К.Верещагин с сотр.,1962; Ю.И.Данько,1974; Е.Б.Сологуб,1973,1981; И.О.Тупицмн с сотр.,1981,1983; В.И.Тхороп-ский,1978; P.A.Шабунин,1969,1973; ñtекегапп J. ,1981 и др.). Вследствие дефицита двигательной активности, длительных статических усилий и умственного утомления у многих детей школьного возраста в конце учебного года наблюдается усиление напряженности функционирования сердечно-сосудистой системы (З.В.Роздолькина, И.И.Чвань, Г.М.Коновалова,1983; И.0.Тупицын,1983 и др.). Среди взрослого населения с возрастом, в условиях гипокинезии, растет число лиц с физической детренированностью (Е.Г.Ямпольская, В.В.Иванов, В.И.Тхоревский,1988), что может повлечь за собой временные функциональные нарушения, в том числе развитие детрени-рованности сердечно-сосудистой системы (В.М.Генин, Л.И.Какурин, 1972; Miller P.B. , Johnson R.L. , Inno L.K. ,1964 и др.). У людей с низким уровнем двигательной активности адаптация организма к мышечным нагрузкам протекает с большим напряжением, а в ряде случаев и перенапряжением регуляторных механизмов (Т.С.Уткина, 1986).

Изучению различных аспектов физиологии статических усилий посвящено немало работ как отечественных, так и зарубежных авторов (Л.И.Абросимова,1970,1973; Н.К.Верещагин с сотр.,1962,1965; Ю.И.Данько,1969; М.П.Иванова,1961,1963; В.Я.Русин, С.С.Полтырев, 1978; Е.Б.Сологуб, 1973,1981; И.О.ТУпицын с сотр., 1981,1983,1990; В.И.Тхоревский,1957,1978; Р.А.Шабунин,1969; P.A.Шабунин с сотр., 1982,1986,1990; Grifts et al. ,1982; Kahn I.F. , Monod H. , I984;X,ind A.B. , Mo riicol G. ,1968; Linflharfl Л. ,1915,1920; Morgan B.J. et al.,I980 и др.). Возрастные особенности адаптяци-

онных реакций вегетативных функций и двигательного аппарата в условиях статических нагрузок исследованы, в основном, на лицах мужского пола и, как правило, на школьниках. Значительно реже исследования проводились на лицах женского пола (Т.В.Алферова. 1990; Л.А.Белицкая, В.И.Тхоревский,1975; С.Б.Догаднина,1983; С.М.Колесниченко,198?; Ю.М.Нидеритрат, Е.Л.Салангина,1983; Б.В.Сермеев с сотр.,1967; И.О.Тупицмн с сотр.,1980,1988; Т.П.Хриэман,1967,1972; Hcywnrd V. , Mo Creary Ъ. ,1978; WWetson R, Litter W.A. , Rrikson B.M.,1980 и др.), единичны работы, выполненные на взрослых женщинах. Большее число исследований посвящено изучению функционального состояния различных звеньев системы кровообращения и дыхательного аппарата при статических нагрузках, функциональные возможности коры больших полушарий головного мозга при статических усилиях изучались, как правило, у лиц мужского пола и преимущественно у взрослых (часто у спортсменов).

Отсутствуют комплексные исследования по изучению возрастных особенностей адаптации физиологических систем к статическим нагрузкам у лиц женского пола на различных этапах индивидуального развития. Не выявлена адекватность различных нагрузок изометрического характера функциональным возможностям организма на отдельных этапах онтогенеза, что ограничивает их применение в практике физической культуры и спорта.

Цель и задачи исследования. Цель работы заключалась в уста- • новлении физиологических закономерностей развития выносливости к статическим мышечным усилиям у лиц женского пола на основных этапах онтогенеза.

Были определены следующие задачи исследования:

1. Выявить.»возрастные изменения корковых систем взаимосвязанной активности у лиц женского пола от 8 до 40 лет при срочной адаптации к статической нагрузке.

2. Изучить особенности срочной адаптации центральной и мозговой гемодинамики, сердечного ритма у лиц женского пола от 8 до 40 лет при статических нагрузках.

3. Определить срочные адаптационные изменения функции внешнего дыхания и газообмена у лиц женского пола от 8 до 40 лет в условиях изометрических (статических) усилий.

4. Бвделить возрастные этапы развития статической выносливости у лиц женсного. пола, установить особенности утомления и восстановления работоспособности при повторной статической мышеч-

ной деятельности.

5. Выявить критерии высокой готовности к осуществлению ствг тичесной мшечной деятельности.

Положения, выносимые на защиту

1. Для установления физиологических закономерностей развития статической выносливости в онтогенезе необходимо комплексное изучение адаптационных реакций ряда систем организма человека в условиях статических нагрузок. По нашим данным, выносливость к статическим усилиям является одним из показателей интегративной деятельности физиологических систем и зависит от их морфофункцио-нальной зрелости. В силу гетерохронного созревания отдельных физиологических систем, в каждой возрастной группе при статических нагрузках регистрируется широкий спектр индивидуальных приспособительных реакций. К тому же дефинитивный уровень развития статической выносливости разных мышечных структур приходится на различный возраст.

2. У лиц женсного пола от 8 до 40 лет функциональные системы организма различного уровня, по мере созревания в процессе индивидуального развития, приобретают большее число степеней свободы для достижения конечного положительного результата при статической мышечной деятельности. Наиболее эффективные адаптационные реакции ряда физиологических функций обнаружены у девушек 18-20 лет (на фоне наибольших объемов выполненной работы).

3. Критериями высокой естественной тренированности к статическим нагрузкам лиц женского пола различного возраста являются высокий уровень пространственной синхронизации корковых потенциалов в стадии компенсированного утомления при работе до произвольного отказа, доминирование а. -ритма в корковых областях на различных стадиях работы, увеличение ударного объема крови при статических усилиях, низкая степень вторичной гиперфункции миокарда после их окончания, высокая реактивность показателей сердечного ритма, низкие коэффициенты восстановления кислорода.

4. У лиц женского пола от 8 до 65 лет развитие статической выносливости различных мышечных структур происходит гетерохронно и гетеродинамично с наиболее высокими темпами преобразований в школьном возрасте. При локальной статической нагрузке наибольшую выносливость показывают лица пожилого возраста, при глобальной нагрузке (для различных мышечных структур) - лица подросткового, юношеского или зрелого возраста. Это затрудняет оценку степени готовности организма к осуществлению статических нагрузок в

отдельные периоды индивидуального развития. Качественным этапом в развитии статической выносливости у девочек школьного возраста является 9-летний возраст.

Научная новизна. В работе представлены4впервые полученные данные о характере и возрастных особенностях срочных адаптационных реакций некоторых физиологических систем у лиц женского пола от 8 до 40 лет в условиях утомительных статических нагрузок. Поназано, что с возрастом увеличиваются адаптационные возможности коры больших полушарий головного мозга, сердечно-сосудистой и дыхательной систем, двигательного аппарата. Наибольшее число эффективных адаптационных реакций к нагрузкам изометрического характера отмечено у девушек 18-20 лет. Установлены возрастные изменения корковой функциональной системы управляющей и контролирующей статическую мышечную деятельность. Выявлены различные типы адаптационных реакций центральной гемодинамики и, в том числе, сердечного ритма. Установлена степень адекватности статических усилий различной мощности функциональным возможностям испытуемых. Показаны закономерности формирования статической выносливости у лиц женского пола на продолжительном этапе онтогенеза, установлен возраст дефинитивного развития и сенситивный период формирования статической выносливости у лиц женского поло, разработана оценочная таблица для определения уровня развития выносливости и импульса силы на этапе от 8 до 65 лет. Выделен 9-летний возраст как качественный этан в развитии статической вы- • носливости у школьниц. Определены некоторые критерии высокой естественной тренированности организма к нагрузкам изометрического характера. Доказана эффективность применения изометрических нагрузок в практике физической культуры и спорта.

Научно-прсктическая значимость роботы состоит в разработке концепции комплексного изучения возрастного развития статическоЛ выносливости у лиц женского пола, основанного на анализе результатов собственных исследований и литературных данных. Повышение с возрастом статической выносливости является результатом параллельных прогрессивных морфологических и функциональных преобразований изученных физиологических систем. Уровень их становления, характер внутри- и межфункциональных взаимодействий, качестго регуляторных механизмов определяют уровень статической выносливости на отдельных этапах онтогенеза, эффективность адаптационных реакций в условиях статических нагрузок. Комплексное исследований адаптационных реакций физиологических систем позволяет

объективно оценить возможности организма к осуществлению статической мышечной деятельности на отдельных этапах онтогенеза. В работе даны практические рекомендации по использованию изометрических нагрузок в учебной и спортивной практике.

Апробация диссертации. Результаты исследований доложены на 14 Всесоюзных конференциях и симпозиумах, б Республиканских и 16 конференциях Смоленского государственного института физической культуры, на заседании Ленинградского физиологического общества (1906).

Публикации. По материалам диссертации сделано 35 публикаций, в том числе 21 научная статья. Издано учебное пособие "Физиология статических напряжений" (4 п.л.), которое внедрено в лекционный и лабораторный курсы по возрастной и спортивной физиологии в II ВУЗах СНГ. Практические рекомендации по использованию изометрических нагрузок в учебно-тренировочном процессе внедрены л некоторых детских спортивных школах, средних специальных училищах г.г. Москвы и Смоленска.

Объем работы. Диссертация изложена на 434 страницах машинописного текста; состоит из введения, б глав, заключения, выводов, практических рекомендаций; включает 55 таблиц, 26 рисунков. Список литературы содержит 641 наименование (из них 487 на русском и 154 на иностранных языках).

МЕТОДЫ, МЕТОДИКИ И ОРГАНИЗАЦИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ

Объект и организация исследований. В качестве испытуемых были отобраны, с учетом данных медицинского обследования врачей-специалистов детской поликлиники № I, областной поликлиники, женской консультации г. Смоленска, девочки общеобразовательных школ № 9 и № 28, девушки-студентки и женщины - преподаватели педагогического и медицинского училищ г. Смоленска. При изучении адвптационных реакций коры больших полушарий головного мозга, сердечно-сосудистой и дыхательной систем на статические нагрузки было обследовано 146 человек (8-9, 13-14, 18-20 и 35-40 лет), проведено 386 опытов. При изучении двигательного аппарата в качестве испытуемых принимали участие 1378 человек (проведено 6750 измерений силы различных групп мышц и 4214 измерений статической выносливости). Все испытуемые, участвовавшие в исследованиях, были практически здоровы, не занимались спортом, отнесены к основной медицинской группе. У девочек-подростков 13-14 лет

стадии полового созревания определялись по выраженности вторичных половых признаков. Использовалась методика Тамнера в модификации Д.В.Колесова и Н.Б.Сельверовой (1978). При изучении адаптационных реакций физиологических функцйй на действие статических нагрузок участвовали девочки-подростки 1У-й стадии полового созревания. Регистрация приспособительных реакций осуществлялась с учетом фаз овариально-менструвльного цикла, определение которых осуществлялось путем изучения у испытуемых динамики базальной температуры и кристаллизации слизи из носа (феномен "папоротника"). Эти показатели позволяли косвенно судить об изменении концентрации половых гормонов в связи с созреванием яйценлетни и последующей овуляцией. В дни перед самой менструацией и дни менструации, являющиеся днями физиологического стресса (А.Р.Радзиевский с сотр.,1975), исследования не проводились.

Методика регистрации электроэнцефалограмм. Использовалось многоканальная установка фирмы "Альвар" с чернильной записью при скорости движущейся ленты 60 мм/с, что позволяло синхронно регистрировать ЭЭГ 10 зон проекций корковых структур (моторных проекций мышц верхних и нижних конечностей, лобных и нижнетеменных областей, затылочной области). Система фильтров позволяла использовать наиболее информативный диапазон частот ЭЭГ от I до Э0 Гц. Постоянная времени усилителя составляло 0,3 с. Биопотенциалы мозга отводились с помощью чошечкообразных серебряных хлорированных электродов диаметром У мм, заполненных пнстой и крепящихся на выбритых участках кожи. Для определения норковых проекций использовалась схема Кронлайна. Синхронно с биопотенциалами коры регистрировались ЭКГ, ЭМГ', ЧД, учитывалось субъективное состояние испытуемого. У каждой испытуемой в покоу и на трех стадиях работы анализировались отрезки ЭЭГ продолжительностью по 10 с каждый. Комплексная регистрация перечисленных показателей, учет динамики числа высоких коэффициентов корреляций биопотенциалов 10 корковых областей, отчет о самочувствии, контроль за техникой удержания позы позволили выделить в соответствии п современными представлениями (П.И.Г>менер,1968; Р.А.Шабунин, 1969; В.С.Фарфель,1970; Е.Б.Сологуб,1973) стадии оптимальной работоспособности (ОС), компенсированного и декомпенсированного утомления (КУ и ДКУ).

Методика регистрации показателей кровообращения. УО сердца определялся методом тетраполярной грудной реографи'и по Кубичеку

(1967) с помощью 2-канального реоплетиэмографе РПГ2-02 и элентро-нардиографа б А/ЕК-3 с прямоугольной системой координат. Артериальное давление регистрировалось электротонометром. Мозговая гемодинамика изучалась методом фокусированной импедансной плетизмографии с помощью реоплетиэмографа РПГ2-03. ^качестве показателя объемного мозгового кровотока (ОМК) использовался £ -индекс (с~Ь по «Тасдиу J. et а1 (1974). Сердечный ритм изучался методом вариационной пульсографии; использовался датчик - формирователь импульсов ЭКГ " йрог^ег^ег " (США), соединенный с ЭВМ БК-0010 и монитором 1пСег1-яее (США).

Методика оценки функции внешнего дыхания и газообмена. Для изучения внешнего дыхания и газообмена использовался автоматический газоанализатор системы Весктлп (США). Показатели легочной вентиляции были приведены к системе ВТРз, газообмена к системе 8ТИ) . Кислотно-щелочное состояние и газовый состав артериали-эованной крови определялись методами полярографии и Аструпа.

Методика регистрации силы мышц и статической выносливости. Сила мышц и статическая выносливость определялись с помощью электротенэодиначографа высокого класса точности по методике А.В.Коробкова, Г.И.Черняева (1963) и В.М.Рыбалко (1908).

Методика обработки результатов исследования. Результаты исследований биоэлектрической активности мозга обрабатывались методами корреляционного (автокорреляционного и кросснорреляцион-ного) и когерентного анализа, использовался также алгоритм построения максимального корреляционного пути и выделения корреляционных плеяд. Применялась модифицированная программа, составленная на основе специальных алгоритмов, с последующим введением данных в ЭВМ ( С1топ «Л., 1968). Программа обработки была записана на алгоритмическом языке ФОРТРАН и транслирована в коды ЭВМ ЕС-1020 и ВС-1038. Статистическая обработка данных центральной и мозговой гемодинамики осуществлялась на ЭВМ ВС-1038. Достоверность различий устанавливалась с помощью метода Стьюдентв и непараметрического критерия Вилкоксона. Обработка результатов изучения внешнего дыхания и газообмена, двигательного аппарата производилась методами вариационной статистики с помощью ЭВМ ЕС-1038.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Изучение срочных адаптационных реакций коры больших полушарий головного мозга, систем кровообращения и дыхания, двигательного аппарата в условиях статических нагрузбй позволило выявить различные функциональные возможности физиологических систем у лиц женского пола от.8 до 40 лет, установить некоторые закономерности формирования статической выносливости на различных этапах онтогенеза.

Возрастные изменения корковых систем взаимосвязанной активности у лиц женского пола от 8 до 40 лет -при статической нагрузке

Реализация статических мыиечных усилий на любых этапах онтогенеза происходит путем интегративной деятельности физиологических функций человека, на основе создания функциональных систем различного уровня, системообразующим фактором которых является постижение положительного конечного приспособительного результата (П.К.Анохин,1949). Объединение результатов деятельности всех функций осуществляется корковой управляющей функциональной системой. Особое место в этой системе отводится мотивации (К.В,Судаков,1984), в качестве которой мы использовали испытание статической выносливости внутри каждой возрастной группы.

Результаты исследования убеждают, что статическая выносливость определяется эффективностью -коркового управления мыиечной деятельности, функциональными возможностями систем кровообращения и дыхания, двигательного аппарата. При изучении корковых систем взаимосвязанной активности в условиях статической нагрузки (СН) рассматривалась динамика локальной и пространственной синхронизации потенциалов различных корковых областей. Анализ динамики Локальной синхронизации, отражающей процесс согласования нейронной активности в отдельных участках коры, показал Спо данным - отношению мощности периодической и случайной составляющих ЭЭГ), что значительный разброс индивидуальных показателей делает во многих случаях недостоверными возрастные различия по КцД, как в покое, так и при работе. Лишь у девушек 18-20 лет и женщин 35-40 лет в стадии компенсированного утомления СКУ) отмечено достоверное усиление периодичности колебаний корковых потенциалов. При СН происходило значительное повышение пространственной синхронизации ЭЭГ от состояния покоя к стадии компенсированного утомления, что можно рассматривать как

усиление интегративной работы мозга, связанной с формированием и упрочением функциональной системы корковых областей, обеспечивающей реализацию статической ммиечной деятельности. Дрлее, в стадии декомпенсированного утомления (ДКУ), происходило резкое уменьшение пространственной синхронизации потенциалов корковых областей. С помощью нервной и гуморальной обратной еффе-рентвции на разных стадиях утомительной СИ, выполняемой до произвольного отказа, нпблюдвлась избирательная мобилизация корковых нервных центров и их объединение в функциональную систему для поддержания устойчивой работоспособности.

Изменение пространственной синхронизации при работе проявлялось в увеличении числа высоких положительных коэффициентов корреляций между 10 корковыми областями в стадии КУ и уменьшении их числа в стадии Д1СУ (табл.1).

Таблиц« I

Динамика числа высоких (0,7-1,0) положительных корреляций в УЭГ у лиц женского поля от 6 до 40 лет при статической нагрузке до отказа (в пересчете на I человека)

Возраст, лет Всего Внчис-обсле- лено донано козф. (чел.) Состояние

Покой Оптимальная работоспособность Компенсированное утомление Де компенсированное утомление

8 8 7200 1,0*0,13 1,7*0,13" 2,6*0,13" 1,6*0,13"

9 8 7200 1,5*0,13 2,2*0,131 5,0*0,53» 2,2*0,13*

13-14 38 16200 1,8*0,06 3,6*0, ЗП 5,2*0,25' 3,2*0,25"

10-20 20 18000 3,0*0,20' 5,6*0,47,' 9,0*0,441 5,0*0,47,

35-40 12 10800 3,0*0,18 3,6*0,46 6,6*0,28' 4,3*0,46"

Обозначение: знаком "+" отмечены достоверные различия между

показателями соседних возрастов; знаком "х" -различия в каждом возрасте между состояниями при нагрузке.

В старших возрастных группах (особенно у девушек 18-20 лет) на всех стадиях работы отмечен более высокий уровень пространственной синхронизации потенциалов корковых областей. Это следствие морфофункционального созревания коры головного мозга в онтогенезе, позволяющее корковой функциональной системе, за счет большой конвергентной емкости корковых нейронов, приобретать большее число степеней свободы для достижения конечного результата при СН - удержании упора на прямых руках до отказа (лучшего в 18-20

и 35-40 лет» судя по показателям статической выносливости и импульсу силы). Во всех возрастных группах отмечена высокая связь между уровнем статической выносливости (СВ) и уровнем пространственной синхронизации в стадии КУ (* =0,64-0'",79). Это позволяет использовать уровень пространственной синхронизации в качестве одного из критериев естественной тренированности к СН. Существенные различия в адаптивных реакциях на статическую нагрузку позволили группу девочек второго детства разделить на две отдельные группы - девочек 8 лет и девочек 9 лет.

Исследованием установлено увеличение с возрастом функциональных связей моторных областей с нижнетеменными - областями афферентного синтеза, зонами интеграции специфических и неспецифических влияний (составляющих от 21,ОД до 28,9% от общего числа связей). При СН до отказа в корковых системах взаимосвязанной активности у девочек второго детства существенная роль принадлежит проекционным областям. В возрасте 18-20 и 35-40 лет в межцентральных взаимодействиях усиливается участие ассоциативных областей (преимущественно нижнетеменных). Данные литературы свидетельствуют об усилении и усложнении с возрастом степени вовлечения ассоциативных областей коры в поведенческой деятельности детей (Д.А.варбер, В.В.Алферова,1972 и др.). Это отражение гетерохрон-ного характера созревания ассоциативных отделов коры больших полушарий в онтогенезе, физиологических механизмов интеграции (Н.В.Дубровинская, 1985; Д.А.Фарбер,1978; М.Н.Фишмэн,1989; Т.П.Хризман,1972 и др.). Причем лобно-моторные связи, по нашим данным, на всех стадиях работы наблюдались только у женщин 3540 лет и в некоторой степени у девушек 18-20 лет в стадии 11У (составляя соответственно 9,4^ и 6,5%). Адаптация к СН во всех возрастных групг|ах осуществлялась преимущественно ;\а счет слабых корковых связей, отнесенных к разряду "гибких" (Н.П.Бехтерева, 1976), однако с возрастом нарастало число корковых связей различного уровня значимости. Сопоставление числа внутри- и межполушер-ных корковых взаимодействий показало, что во всех возрастных группах адаптация к СН происходила преимущественно за счет внут-риполушерных связей. У девочек 8 лет уже в стадии ОС к левополу-шарным связям подключались межполушарные связи, а у девушек 1820 лет отмеченная картина связей наблюдалась только в стадии КУ.

Характерным признаком функциональной организации является согласованность фазовых и частотных параметров биологических процессов. Известно, что наиболее существенным условием функцио-

нального взаимодействия корковых чбластей, возникновения между ними временных связей является высокая синфазность и когерентность активности на одной общей частоте (М.Н.Ливанов,1972). Кс-ли принять за 100% общее число связей с сильньми синфазными отношениями во всех возрастных группах, то на ^тадию покоя приходилось 19,8$, ОС - 21,3?, 1С/ - 37,6%, ДНУ - 21, Ж. Наибольшее число связей с сильными синфазными взаимоотношениями потенциалов корковых областей наблюдалось в возрасте 18-20 и 35-40 лет (табл.2).

Таблица 2

Динамика сильных (0,7-1,0) синфазных отношений корковых потенциалов у лиц женского пола от 8 до 40 лет при статической нагрузке (в пересчете на одного человека)

Воз- Состояние

раст, лет Покой Оптимальное состояние Компенсированное утомление Декомпенсиро-ванное утомление

8 2,3*0,12 2,0*0,12 3,0*0,24* 1,0*0,12a

9 I,5Í0,I2 1,7*0,12 3,5*0,24* 1,5*0,12"

13-14 1,2*0,18 1,6±0,1В 1,1*0,18 1,5*0,18

18-20 2,3*0,12 3,0*0,24 Í 5,3*0,18* 2,6*0,12?

35-40 1,6*0,12 1,0*0,12 4,3*0,24* 2,6*0,12'

Обозначение: см. в табл.1.

При этом с возрастом, особенно в стадиях КУ и Д1(У, увеличивалось синфазное взаимодействие потенциалов нижнетеменных: областей с другими корковыми областями. В процессе СН, на разных стадиях работы, наибольшее число корковых зон с сильными синфазными отношениями потенциалов оставалось в левом полушарии. Лишь у девушек 18-20 лет в стадии КУ нескольно больший процент синфазных связей приходился на межполушарные взаимодействия.

Данные когерентного анализа подтвердили повыпение пространственной синхронизации потенциалов корковых областей при статической работе (с наибольшим уровнем в 18-20 лет). В стадии КУ во всех возрастных группах отмечено достоверное нарастание числа максимумов в спектрах когерентности корковых потенциалов (твбл.З). Это результат усиления генерализованной активности корковых нейронов с неспецифических подкорковых структур ретикулярной формации и лимбического комплекса, оказывающих диффузное влияние на кору и способствующих мобилизации корковых функциональных

резервов для преодоления нарастающего утомления.

Таблица 3

Динамика числа максимумов в спектрах когерентности потенциалов корковых областей у лиц женского пола от 8 до 40 лет при статической нагрузке (в пересчете на I человека)

Воз- Всего раст, обсле-лет довано (чел.)

Состояние

п й Оптимальное Компенсиро-

ои состояние •ванное _утомление

Декомпенси-

рованное

утомление

8 9

13-14 18-20 35-40

8 8 20 18 12

272,3*11,7.

268,7*8,68

283,8*9,37

300,7*11,0

300,3*12,7

258,2*9,42 327,4*10,8* 265,7*7,93 337,5*8,43* 277,0*9,24 346,2*8,62х 294,2*11,6 379,0*10,0" 279,3*12,05 346,8*7,80*

291,1-7,74

277,1*8,67

306,0*11,58

330,1*15,30

308,4*15,9

В стадии ДКУ происходило снижение синфазности и когерентности потенциалов корковых областей, что отражалось на возможности иррадиации возбуждений от одних участков коры к,другим и приводило к развитию процесса торможения. Между тем, синхронно регистрируемые показатели частоты пульса и дыхания, биоэлектрической активности работающих мыиц потенциально нарастали до момента отказа от работы. Эти данные подчеркивают их меньшую информативность, по сравнению с динамикой пространственной синхронизации норковых потенциалов, для диагностики стадий работоспособности.

Для выявления частот, на которых в большей степени проявлялось сходство активности наибольшего числа пар корковых областей, было произведено суммирование максимумов всех вычисленных спектров .когерентности. Суммировались высокие значения функций когерентности (от 0,7 до 1,0), проявившиеся на каждой частоте от I до 30 Гц, что позволило выявить доминирующие частоты, на которых при СН осуществлялось функциональное взаимодействие корковых областей (табл.4). Изменение корковой ритмики при статической работе отражает процесс постоянно изменяющегося соотношения активирующих и тормозных влияний подкорковых структур на кору больших полушарий, а также динамику корково-подкорковых взаимоотношений. Сохранение моноритмии в ы. -диапазоне в спектрах когерентности на всех стадиях работы у девушек 18-20 лет свидетельствует о поддержании оптимального фона, который обеспечивал развитие наиболее эффективных ассоциативных явлений в коре

больших полушарий. Это проявление .высокой помехоустойчивости корковой активности, отражение надежности биологической системы (А.А.Маркосян,1959).

Таблица 4

Доминирующие частоты в спектрах когерентности потенциалов у лиц женского пола от 8 до 40 лет при статической нагрузке (из 45 пар корковых областей)

Воз- Всего Частоты (Гц)

раст, лет обследовано (чел.) состояние покоя оптимальное состояние компенсированное утомление декомпенсиро' ванное утомление

8 8 9 4 14 13

9 8 8 7 7 5

13-14 20 8 8 3 6

18-20 18 12 12 II 12

35-40 12 10 7 9 7

У девочек 8 лет при СИ на доминирующих частотах преобладали связи проекционных областей. У девушек 18-20 лет и женщин 35-40 лет усиливалось участие передних и задних ассоциативных областей (особенно нижнетеменных) в системах взаимосвязанной функциональной активности.

Полиграфическая регистрация корковых потенциалов, показателей сердечно-сосудистой и дыхательной систем, двигательного аппарата позволила установить, что общей возрастной закономерностью адаптационных реакций при СИ является доминирование в интеграционных процессах "гибких" межфункпиональных связей. Функциональная система для достижения конечного полезного результата способна объединять на функциональной основе разнородные органы (П.К.Анохин,1962; Н.П.Бехтерева,1953,1973) и идти на самые большие возмущения во взаимодействии своих компонентов вплоть до нерациональных (А.Г.Фалалеев,1981). Наличие в младших возрастных группах большого числа слабых и очень слабых межфункциональных связей и связей с изменением знака (особенно накануне отказа от работы) является, вероятно, отражением тех нерациональных возмущений, которые происходят в организме детей, имеющих низкие функциональные возможности различных физиологических систем. С возрастом в процессе координации деятельности физиологических систем нарастало число "жестких" связей (особенно у девушек 18-20

лет), что может являться признаком предельной мобилизации механизмов срочной адаптации.

Возрастные особенности адаптационных реакций сердечно-сосудистой системы у лиц женского пола в процессе статических нагрузок

Исследование адаптационных реакций центральной и мозговой гемодинамики при СН позволило отметить в каждой возрастной группе (8-9, 13-14, 18-20, 35-40 лет - по 20 чел. в каждой) два типе изменений ударного объема сердца (УО) как на дозированную, ток и предельную нагрузки: 1-й тип характеризуется уменьшением, 11-й -увеличением УО сердца. При дозированной СН (удержание мышцами, сгибающими кисть, усилия в 50% от максимальной произвольной силы /МПС/ в течение I мин) значительное снижение УО крови у девочек 8-9 лет наблюдалось в 6Ь% случаев, у девочек-подростков 1314 лет - в 9ОД случаев, у девушек 18-20 лет - и 6ОД случаев, у жеищин 35-40 лет - в 2ОТ случаев. В 1-ом типе адаптации во всех группах произошло достоверное увеличение частоты сердечных сокращений (ЧСС) и диястолического артериального давленип-ЛДд1шст (р<0,01-0,001), минутный объем крови (МОК) увеличился всего на 3,2-13,8^, удельное периферическое сопротивление (У11С) - на 4,9-13,ОД, возрос сердечный индекс (СИ). Во всех группах прирост АДцИаст был значительно выше, чем прирост АД,ИСТ Объемный мозговой кровоток (0MK) усилился при СН всего на 2,1-5,1^.. Наибольшие изменения У0, 0MK, УПС произошли при нагрузке у девочек 13-14 лет. Импульс силы (ИС) - показатель работоспособности при CI!, достигал максимума в 18-20 и 35-40 лет. Дня испытуемых этих групп было характерно наименее напряженное функционирование центральной гемодинамики (судя по объему крови' на единицу ИС). Окончание нагрузки Сопровождалось проявлением вторичной гиперфункции сердца (феномен Линдгарда), что свидетельствовало о несоответствии рабочего уровня центральной гемодинамики метаболическим запросом организма. Наибольший прирост У0 после нагрузки в течение 3-х мин периода реституции имел место у девочек 13-14 лет, составив соответственно 31,7% - 30,4% - 38,7$. Наиболее высокие темпы восстановления показателей центральной гемодинамики были отмечены в 35-40 и 8-9 лет. 0MK нормализовался во всех группах нэ 1-й минуте отдыха.

Во П типе адаптации к дозированной СН У0 в исследуемых группах увеличился на 14,4-22,ОД; МОК - от 33,ОД до 62,ОД ( в

основном за счет прироста ЧСС) на .фоне снижения УПС но 12,321,®. АДдиаст> достоверно повысилось но 21,4-29,9?,, Л^ИСТ1_ только на 12,5-14,8%. Прирост OAflí составил от 2,8"', до б,!"'-. Наиболее выраженная симпатическая реакция ЧСС, УО, МОК, УИ, СИ на нагрузку имела место у девочек 13-14 лет. Показатели импульса силы у детей и подростков были достоперно ниже, чем у девушек и женщин зрелого возраста. Однако меньший объем работы (особенно в 8-9 лет) был достигнут ценой более напряженного функционирования центрального звена гемодинамики; объем кропи но единицу работы у детей составил 12,03 мл/кг.с, у девочен-подростков -8,95 мл/кг-с, у девушек - 7,25 мл/кг-с, у женщин зрелого возраста - 7,16 мл/кг-с. В этом типе реакции УО на нагрузку уровень функционирования центрального звена кровообращения в большей степени соответствовал метаболическим запросам организма. Об этом говорит меньшее послерабочее повышение УО (в 0-9 лет п среднем на 11,7$, а в остальных группах - на 3,3-4,6$). Более высокие темпы восстановления показателей центральной гемодинамики имели место у женщин 35-40 лет.

Вторая СН заключалось в удержании мышцами, сгибающими кисть, усилия в 30% от МПС до отказа. В 1-ом типе адаптации УО снизился в группах на 11,6-20,в% (более всего в 8-9 лет), МОК увеличился на 19,0-22,4$ (за счет прироста ЧСС), ОМК уменьшился на 3,88,9$. С возрастом снижались величины объема кропи на единицу работы, составляя соответственно 3,31-1,88-1,58-1,68 мл/кг-с. Вторичная гиперфункция сердца после СН более всего проявилась у девочек 8-9 лет (на фоне наименьших величин ИС). За первые 2 минуты восстановления прирост УО у них составил 58,8$. Во П-ом типе адаптации прирост УО при СН составил в группах всего 2,9-4,8$ (лишь в 35-40 лет - 16,6$). МОК увеличился в 8-9 лет на 31,5$, в 35-40 лет - на 63,9$ (за. счет прироста ЧСС), ОМК снизился в группах на 2,8-6,3$. В 18-20 и 35-40 лет отмочены наименьшие величины объема крови на единицу работы (на фоне наибольших величин ИС). Вторичная гиперфункция миокарда за 2 мин отдыха составила 9,9-15,7$ и была меньше, чем в 1-ом типе адаптации. Восстановление всех показателей центральной гемодинамики быстрее происходило у девочек 8-9 лет. Судя по динамике "двойного произведения" (ДП = ЛДСИСТ х ЧСС), механическая работа миокарда, независимо от типа адаптации, достоверно повышалась во всех возрастных группах в ответ на обе статические нагрузки. При СН до произвольного отказа у девушек 18-20 лет в 1-ом типе адаптации

имели место наибольшие изменения Д1, а во II-ом тип« - у девушек 18-20 лет и женщин 35-40 лет. В старших возрастных группах, независимо от мощности нагрузки, Щ п 1-ом типе адаптации увеличивалось несколько больше, чем по U-ом типе. Дшампка интенсивности "двойного произведения" п условиях статических нагрузок (Д1/ НС) подтвердила тенденцию повышения с возрастом экономичности функционирования центральной гемодинамики. С возрастом при обеих СН и типах адаптации отмечено снижение пульсовой стоимости единицы статической работы. Причем экономизация деятельности центральной гемодинамики проявлялась па фоне достоверно более высоких объемов работы в старних возраст!»« группах.

Статические нагрузки сопровождались явлениями натуживлтт и задержками дыхания (чаще в 8-9 и 13-14 лет). В сочетании <; позой сидя зто создавало механические условия, препятствующие венозному возврату крови к сердцу и вызывало уменьшение УО. Разнонаправленная реакция УО сердца при статической нагрузке отряжает индивидуальные различия в Функциональной зрелости сердечно-сосудистой системы на изучаемых этапах онтогенеза, неодинаковую выраженность миокярдиальных, экстракардиальньк и неНро-гуморвльннх механизмов регуляции сердца. Судя по динамике МОК во П-ом типе адаптации, центральная гемодинамика при обеих СН наиболее эффективно функционировала у женщин 35-40 лет. Увеличение МОК не только за счет достоверного прироста частоты сердечных сокращений, но и значительного повмиения УО свидетельствует об усилении с возрастом роли инотропных механизмов регуляции сердечной деятельности в реализации статических усилий. Математический анализ подтвердил, что увеличение УО при СН является наиболее эффективным и экономичным типом адаптации центральной гемодинамики, в котором проявляется значительное соответствие рабочих изменений центральной гемодинамики метаболическим запросам организма (судя по объему крови и потреблению кислорода на единицу работы, оптимальному пути увеличения МОК, уровню вторичной гиперфункции миокарда после дозированной нагрузки). Уровень вторичной гиперфункции миокарда после дозированной СН может быть использован в качестве одного из критериев функциональной зрелости сердечно-сосудистой системы.

Изучение сердечного ритма при дозированной локальной СН показало, что наиболее выраженная симпатическая реакция (по донным продолжительности кардиоциклов -Ми моды - Мо) наблюдалась в 18-20 лет. Во всех группах происходило снижение активности

гуморального канала регуляции и уровня функционирования систем регуляции при одновременном повышении степени напряжения регуля-торних механизмов - №1 (особенно в 18-20 и 35-40 лет). Динамика показателей автокорреляционной функции и скатеррографии подтвердила усиление централизации управления сердечным ритмом при СН. На основании индивидуальных адаптивных реакций показателей сердечного ритма выделено несколько типов адаптации (табл.5). Наибольшее число реакций, из всех отмеченных при нагрузке, приходилось ни 1У-й тип адаптации (33,7%), затем на У-й тип (28,7%) и 1-й тип (22,5%). Наиболее эффективными типами адаптации сердечного ритма при СН являются 1-й и П-й. Типы, связанные со снижением ИН на нагрузку, отражают слабость регуляторных механизмов хронотропной функции сердца (у девочек 8-9 лет в 25% случаев). Меньший диапазон рабочих изменений ИН и АМо/Дх у девочек 8-9 и 13-14 лет (АМо/Дх - это показатель соотношения активности симпатического и парасимпатического отделов вегетативной нервной системы) является свидетельством слабости центральных регуляторных механизмов хронотропной функции миокарда.

Адаптационные реакции системы дыхания у лиц женского пола от 8 до 40 лет при статической нагрузке

В каждой возрастной группе (по 20 чел.) региональная дозированная СИ сопровождалась увеличением объема и интенсивности потребления кислорода, углекислогочгаэа, легочной утилизации кислорода, повышением содержания СО^ в выдыхаемом воздухе, ростом энергетической стоимости работы, кислородного пульса, снижением вентиляционного эквивалента кислорода. При удержании на плечах в позе сидя в течение 5 мин груза, составляющего 30% от массы тела, потребление кислорода ( Чог ) возрастало в большей мере, чем легочная вентиляция - % (особенно в 35-40 лет и 89 лет). Вентиляционная стоимость потребления кислорода снижалась у девочек 8-9 лет на 22,9% (достоверно за каждую минуту), у девочек-подростков 13-14 лет - на 9,8%, у девушек 1820 лет - на 6,6%, у женщин 35-40 лет - на 9,9$ (достоверно за первые 2 мин работы). Достоверный прирост легочного коэффициента использования кислорода - Уо4 имел место за каждую минуту работы у девочек 8-9 лет и за первые 2 мин работы у женщин 3540 лет. Наибольшее усиление легочной утилизации кислороде произошло у девочек 13-14 и 8-9 лет. При СН парциальное напряжение СОр и оксигенецип артериальной крови практически не изменялись

Таблица 5

Типы адаптационных реакций показателей сердечного ритма у лиц женского пола от 8 до 40 лет при дозированной статической нагрузке

Тип Изменение показателей сердечного ритма_ Направленность механизмов регу-

Рц^Г М Мо АМо А х ИН ЛЯЦШ СеРДеЧН0Г° РИ™3

I умень- умень- увели- уменьше- увели- низкий Усиление централизации управления шение шение чение ние чение и симпатической регуляции,сниже-

• - ' ние активности вагусной регуляции

П -"- средний То же

' Ш -"- -"- -"- неизмен- -"- средний, " Усиление централизации управления

ность высокий и симпатической регуляции при не'- изменной активности вагусной регу-

■ ляции

' 1У -"- -"- -"- увеличе- -"- низкий, Усиление централизации управления,

ние средний, повышение активности симпатичес-

высокий кой и вагусной регуляции

. УА -"- умень- неизмен- -"- - Усиление централизации управления,

шение .ность уменьшение активности симпатичес-

кой регуляции при неизменной активности вагусной регуляции

УВ -"- уменьше- -"- - Усиление централизации управления,

ние уменьшение активности симпатичес-

кой и вагусной регуляции

У1А -"- -"- увели- увеличе- умень- - Снижение централизации управления,

чение ние шение усиление активности симпатической

и вагусной регуляции

У1В -"- -"- умень- -"- -"- - Снижение централизации управления

шение и активности ¿¡астатической регуля-

ции, повышение вагусной регуляции

Уровень адаптации

высокий

выше среднего

средний

ниже среднего

адаптация "напряжения"'

то же

неудовлетворительная адаптация"

то же

го

о

во всех группах, однако значительно увеличился объем и интенсивность выделения СО.} -Vсо2 (кроме возраста 18-20 лет). Судя по достоверному снижению рН во всех группах, СН сопровождалась проявлением компенсированного метаболического ацидоза. Величины дыхательного коэффициента в диапазоне 0,79-0,91 свидетельствуют об использовании при работе неуглеводных источников энергии. Несмотря на дозированный характер нагрузки, с возрастом наблюдалось достоверное увеличение импульса силы - с 489,0*39,4 кг-с в 8-9 лет до 1560,0*95,2 кг-с в 35-40 лет. Кислородный долг у женщин 35-40 лет был в 2,5 раза выше, чем у девочек 8-9 лет, однако ¡1С у первых был в 3,1 раза выше, чем у детей. Мало чем отличался кислородный долг у девушек 18-20 лет и девочек 8-9 лет, однако импульс силы у девушек был в 2,4 раза больше, чем у детей 8-9 лет. Эти данные подчеркивают большую эффективность кислородных режимов при работе у лиц старших возрастных групп.

С возрастом при СН снижалась интенсивность потребления кислорода на I кг массы тела (6,95-5,17-4,38-4,67 мл/мин/кг соответственно) , уменьшались энерготраты на единицу работы, повышались величины кислородного пульса (КП): 1,88-3,19-3,26-4,86 мл 0г,/уд. Послерабочее увеличение Че не достигало по сред-

негрупповым данным значительного уровня, коротким был период восстановления. Кислородный долг после работы составлял в группах от 4,9$ до 12,2$. Таким образом, при региональной СН умеренной мощности потребление кислорода в основном соответствовало метаболическим запросам. .Оно сопровождалось в 4-х группах различным характером внутри- и межсистемннх взаимосвязей (по показателям ЧСС,У£ |1/ог , 1/соа» % выдыхаемого 0^ и С0с>, КП). Наибольшее число "жестких" связей 1/о2 при работе, в период восстановления, а также в покое, имело место в возрасте 8-9 лет, причем при работе усиливались и становились достоверными связи со всеми показателями (кроме КП). В период восстановления все связи продолжали оставаться сильными. У девочек-подростков 13-14 лет при СН, по сравнению с покоем, число достоверных связей возросло с одной до пяти. В период восстановления сильной оставалась лишь связь с ® (г - -0,82). С возрастом нарастало'число эффективных приспособительных реакций, что сопровождалось уменьшением числа "жестких" связей в кардиореспи-раторной системе. У девушек 1&-20 лет число связей Уо2 при работе не увеличивалось, но становилась достоверной связь У<э2 с (/£ (2 =0,78) и оставалась сильной с КП = -0,83). Эти связи, не

изменялись и в период отдыха. У женщин 35-40 лет при СИ оставались достоверными связи Vo2 с Ш\ и с % выдыхаемого С0^ и 0g. В период восстановления все связи Vox с изучаемыми показателями становились достоверными (кроме Vco2 Ь Характерно, что в .'3-х группах из 4-х (кроме 35-40 лет) при СН резко возрастала и становилась сильной связь I/о2 с Ve . Снижение рН артериальной крови и повышение ее температуры свидетельствует о значительном роли гуморального механизма регуляции дыхания при статической нагрузке. Наименьшая метаболическая стоимость работы отмечен.'' у девушек 16-20'лет,что, вероятно, отражает больший вклад неПро-генных факторов в стимуляцию дыхания при работе.

Кислородные режимы в 8-9 и 13-14 лет при СН менее окономи"-ны и эффективны, чем в 18-20 и 35-40 лет, судя по большей кислородной стоимости выполненной работы, большим энерготратам на единицу ИС и массы тела - при меньших объемах совершенной работы. Особенно низкое качество регулирования кислородного режима отмечено у девочек 8-9 лет, о чем говорят высокие коэффициенты восстановления кислорода после работы (в 8-9 лет - 3,98; п 1314 лет - 1,73; в 18-20 лет - 1,06; в 35-40 лет - 1,59). Статическая нагрузка у них сопровождалась более интенсивным потреблением кислорода на каждое сокращение сердца (по донным КИ), отражая менее совершенную регуляцию функции дыхания и кровообращения. У девочек 8-9 лет при работе наблюдалось наибольшее число "жестких" внутри- и межсистемных связей. В совокупности с изначальной (по данньм покоя) жесткостью связей это, вероятно, создавало препятствия для обеспечения эффективных адаптационных реакций. Характерной особенностью адаптации дпвочек-подростков к СН являлось резкое увеличение при работе числа сильных связей между показателями кардиореспираторной системы.

Статические нагрузки, особенно выполняемые до произвольного отказа, по субъективным оценкам испытуемых всех возрастных групп, являются исключительно утомительным видом мышечной деятельности. По нашим данным, утомление при СН связрно прежде всего с изменением функционального состояния норковых нервных клеток, ослаблением корковой управляющей функциональной системы, уменьшением синфаэности и когерентности потенциалов корковых областей, вовлеченных л реализацию статической мышечной деятельности, что препятствует функциональным взаимодействиям. Снижение лабильности корковых клеток нарушает возможность распространения возбуждений от одних нервных центров к другим,

способствует развитии процесса торможения, носящего пессимально-парабиотический характер. В генеэе утомления при СН определенное значение имеет недостаточность деятельности вегетативных функций и нервно-мышечного аппарата.

По данным литературы, во всем комплексе факторов, которые могут вызвать утомление при СН, существенная роль отводится гуморальным факторам. Причинами утомления называют также изменение при работе характера энергетического обеспечения - активацию анаэробного гликолиза (Я.В.Скарде, В.Я.Дзерве,1980), критическое падение степени снабжения мьиц энергией для возбуждения мембран скелетной мускулатуры ( Eduarde R.H., et ol.,I98I) и другие причины.

Возрастные особенности и адаптационные реакции двигательного аппарата у лиц женского пола в процессе статических нагрузок

Установлено, что развитие статической выносливости (СВ) различных групп мышц от 8 до 65 лет- носит гетерохронный и гете-родинамичный характер (рис.1).

Рис.1 Статическая выносливость различных групп мышц у лиц женского пола от 8 до 65 лет на отдельных этапах онтогенеза (в с): в каждом массиве слева направо показаны возрастные группы 8-9,13-14,18-20,30-25,40-45,50-55,60-65 лет. На оси

ординат - с.

Наибольшей СВ обладают мыпцы спины, мышцы, сгибающие кисть, меньшей - мьшцы-разгибатели ног, самой низкой - мыпцы брюшного пресса. Пи)« естественного развития СВ разных групп мышц приходится на различный возраст. Сенситивный период развития выносливости наблюдается на этапе от второго детства к подростковому возрасту. Изучение погодовых темпов прироста СВ мышц, сгибающих кисть, у школьниц от 8 до 16 лет показало 3 пика ее существенного нарастания: 8-9,11-12,14-15 лет. Гетерохронность развития отдельных показателей физической работоспособности подтверждается при использовании адекватной для всех возрасти!« групп локальной СН - удержании мивцами, сгибающими кисть, усилия в 1/3 от МПС до произвольного отказа (табл.6).

Таблица 6

Возрастные изменения физической работоспособности у лиц женского пола от 8 до 60 лет при статической нагрузке

Показатели

Возраст, лет

8-9

13-14 18-20 30-35 40-45 56-60

Сила мышц, кг

Появление усталости, с

Статическая выносливость

Импульс силы, кг-с

14,8 ±0,5 142,8 ±10,6 286,2 ±1)0,9 1368,6 ±34,8

31,9* ±0,6 139,9 ±6,1 287,1 ±9,7 3043,2* ±71,7

37,8х ±0,8 185,3х

41 х

338,0 ±10,1

х

4221,6

+ТСС о

30,9 32,2 27,2

±0,7 ±0,8 ±0,6

148,4 154,6 184,8

±11,3 ±9,9 ±16,4

317,3 355,6 427,4

±12,6 ±14,8 ±33,3

3366,8 3904,0 3900,7

±111,0 ±157,9 ±242,7

Сила мышц и ИС достигают максимума в возрасте 18-20 лет, СВ -в возрасте 56-60 лет. Чувство усталости при нагрузке позже наступало у девушек 18-20 лет и женщин '56-60 лет. Преобладание в пожилом возрасте в мышцах медленных волокон, резкое снижение силы мдац у женщин в возрасте 56-60.лет позволяет лицом пожилого возраста показывать высокую статическую вынорливость при локальных нагрузках умеренной интенсивности (несмотря на инволюционные изменения, происходящие в различных системах организма, снижение двигательной активности). Как только физические нагрузки достигают большой мощности и требуют напряжения крупных мышечных структур, так сразу же обнаруживается резкое снижение статической выносливости у лиц пожилого возраста (рис.1).

В условиях повторного выполнения локальной СН (удержании

кистью усилия в 1/3 от МПС до произвольного отназа) лицами от 8 до 60 лет в разные дни через различные интервалы отдыха (1,5, 9,13,17,21 мин) наблюдался фазовый характер восстановления силы мышц, статической выносливости и импульса силы. Независимо от интервала отдыха, более высокий уровень силы мьиц при повторных СН, несмотря на больший объем выполненной работы, сохранялся у девушек 18-20 лет, а наибольший уровень СВ и ИС - у женщин 5660 лет. Сила мышц во всех возрастных группах восстанавливалась на 9-13 мин отдыха. Высокие темпы нормализации СВ и ИС наблюдались у девочек 8-9 лет (13-17 мин отдыха) и женщин 56-60 лет (17 мин отдыха). Причем наиболее высокие темпы нормализации СВ и ИС у девочек 8-9 лет наблюдались на фоне наименьших объемов выполненной работы, а наименьшие темпы восстановления СВ и ИС у девушек 18-20 лет имели место на фоне наибольших величин импульса силы. Различия в темпах восстановления СВ и ИС у лиц разного возраста, безусловно, связаны с различным рабочим и послерабочим функциональным состоянием центральной нервной системы (Ю.И.^нько, 1959), определяемым прежде всего объемом совершенной работы, а также функциональными возможностями физиологических систем. Резкое снижение силы мыши в пожилом возрасте и, следовательно, уровня, на котором определялась СВ, вероятно, создавало невысокий рабочий и послерабочий уровень возбуждения центральной нервной системы, что способствовало высоким темпам восстановления работоспособности. Длительный период реституции силы мышц и СВ является дополнительным аргументом против использования в физической культуре статических нагрузок до произвольного отказа. .

На этапе от 8 до 9 лет обнаружен достоверный прирост СВ мышц, сгибающих'кисть, мышц спины, брюшного пресса, мышц-разгибателей ног, что позволяет выделить 9-летний возраст, как качественный этап в развитии СВ у школьниц. В период от 8 до 9 лет отмечены значительные перестройки в ряде физиологических систем (И.И.Гохблит, И.А.Корниенко,1977; И.А.Корниенко,1977; Т.Д.Кузнецова, И.М.Разживина,1985; Л.Е.Добомирский с сотр.,1987; С.И.Бусинова,1990; Л.К.Семенова,1981 и др.). Это косвенное под-твервдение того, что СВ зависит от функциональных возможноот ряда физиологических систем, эффективности их регуляторных мь ханизмов. На основе результатов массовых обследований нами разработана таблица для оценки уровня индивидуального развития СВ и ИС у лиц женского пола от 8 до 60 лет.

С целью внедрения результатов работы в практику были проведены три серии исследований по использованию изометрических нагрузок в учебно-спортивной практике девочек школьного возраста. За 1,5 месяца тренировок в лабораторных условиях (22 тренировки) наибольший эффект был получен при применении у девушек 16-17 лет (24 чел.) повторных кратковременных 5 с статических усилий мощностью в 90$ от МПС. Отмечен достоверный прирост силы мьиц, СВ и ИС. В педагогическом эксперименте в течение учебного год? на уроках по физической культуре у дев,ушек 16-17 лет (б'3 чел.) сочетались кратковременные статические усилия, стато-дннамические упражнения, динамические упражнения и упражнения на расслабление. Это позволило получить у испытуемых двух экспериментальных классов достоверный и более существенный прирост, чем в контрольном классе, в силе, СВ, ИС ряда групп мышц, в некоторых показателях двигательной подготовленности.

Статические нагрузки в сочетании с динамическими упражнениями и упражнениями на расслабление применялись 4 раза в неделю в течение 6 месяцев тренировок у юных баскетболисток 13-14 лет (всего 96 тренировок). За это время сила шести групп мышц увеличилась от 34,6$ до 97,43?, ИС - на 142,8$, а СВ - на 80,4$ (что было существенно выше, чем в контрольной группе). Отмечено достоверное увеличение некоторых, результатов в скоростных и ско-ростно-силовых упражнениях. У испытуемых экспериментальной группы на дозированную СН существенно снизилась реакция легочной вентиляции (с 46,0$ до 34,8$), частоты дыхания (с 45,8$ до 26,0$), потребления кислорода (со 120,0$ до 91,1$), ЛДСИ0Т_ (с 24,2$ до 11,4?), АДдИаст^ (с 28,7$ до 16,2$), частоты пульса (с 31,8 до 20,ВД. Почти полностью исчезло послерабочее увеличение показателей легочной вентиляции и потребления кислорода, сократился период их восстановления. Медицинский контроль не обнаружил у испытуемых отрицательных последствий применения СН, не отмечены случаи нарушений менструальной функции у девушек 13-14 и 16-17 лет. Разработаны практические рекомендации по применению изометрических нагрузок в физическом воспитании и спорте девочек школьного возраста.

ВЫВОДЫ

1. Исследование показало сложный, гетерохронный характер возрастного развития функциональных возможностей коры больших полушарий головного мозга, сердечно-сосудистой и дыхательной систем, двигательного аппарата у лиц женского пола на этапе от

8 до 40 лет. Многие показатели перечислен!«« систем достигают дефинитивного уровня развития в юношеском возрасте с наибольшими темпами преобразований от второго детства к подростковому возрасту.

' 2. Статические нагрузки вызывают изменение функцион чьного состояния изученных физиологических систем; усиливают пространственную синхронизацию потенциалов корковых областей, повиляют симпатические влияния на сердечно-сосудистую систему, усиливают централизацию управления сердечным ритмом, увеличивают потребление кислорода. Эффективность адаптационных реакций организма на отдельных этапах онтогенеза, определяется степенью морфофунк-циональной зрелости физиологических систем.

3. Системный анализ реакций физиологических функций на статические нагрузки выявил наиболее высокие адаптационные возможности организма у девушек юношеского возраста 18-20 лет и женщин второго периода зрелого возраста 35-40 лет. Для них, по сравнению с девочками 8-9 и 13-14 лет, характерны более высокие уровни пространственной синхронизации потенциалов корковых областей, большее число реакций с увеличением ударного объема сердца, повышенная реактивность показателей сердечного ритма, меньшая кислородная стоимость и энерготраты при наибольшем объеме выполненной работы. Все это является отражением совершенствования в онтогенезе регуляториых механизмов различных физиологических функций.

4. Выявлено, что у девочек второго детства 8-9 лет при статических нагрузках проявляются низкие адаптационные возможности физиологических систем как следствие не только их недостаточной функциональной зрелости и несовершенства механизмов регуляции, но и изначальной жесткости межфункциональных взаимодействий. У девочек-подростков 13-14 лет большое число неэффективных реакций центральной гемодинамики связано, вероятно, с ослаблением регуляторных механизмов, происходящих на фоне интенсивных преобразований в различных системах на этапе пубертата. •

5. Критериями высокой готовности организма к осуществлению статической мьшечной деятельности могут являться: высокий уровень пространственной синхронизации потенциалов корковых областей при СН до произвольного отказа в стадии компенсированного утомления, сохранение моноритмии в диапазоне oí -ритма на всех стадиях работы, увеличение УО сердца при различных статических

усилиях, низкий уровень вторичной гиперфункции миокарда после окончания дозированной нагрузки, высокая реактивность показателей сердечного ритма, низкие "коэффициенты восстановления кислорода после дозированной статической нагрузки.

6. Для объективной оценки готовности организма к осуществлению статической мыиечной деятельности необходимо комплексное изучение адаптационных реакций физиологических систем на статические нагрузки. Это объясняется широким спектром индивидуальных приспособительных реакций физиологических систем у испытуемых всех возрастных групп, гетерохронным характером их возрастного функционального созревания, достижением дефинитивного уровня развития статической выносливости для различных мыиечных структур в разные периоды онтогенеза.

Динамика пространственной синхронизации потенциалов корковых областей у лиц женского пола различного возраста позволяет более объективно диагностировать стадии физической работоспособности при статической работе, чем изменения показателей вегетативных функций. От состояния физиологического покоя к стадии компенсированного утомления происходит усиление пространственной синхронизации корковых потенциалов с резким ее снижением в стадии декомпенсированного утомления. Между тем, показатели частоты пульса, дыхания, биоэлектрической активности мышц потенциально нарастают до момента прекращения статического усилия.

»8. Сущность утомления при статической мышечной деятельности, судя по нашим данным, заключается прежде всего в изменениях, происходящих в коре больших полушарий головного мозга. Они связаны с ослаблением корковой управляющей функциональной системы взаимосвязанных нервных центров, снижением возбудимости и лабильности корковых клеток, и вероятного развития в них песси-мального парабиотического торможения. Развитию утомления способствует снижение эффективности функционирования двигательного аппарата, систем кровообращения и дыхания.

9. Дефинитивный уровень развития статическоЯ выносливости для разных мыдечных структур приходится у лиц женского пола от 8 до 65 лет на различные этапы онтогенеза; для мышц, сгибающих кисть - на пожилой возраст, для мышц спины - на второй период зрелого возраста, для мыщ брюшного пресса - на юношеский возраст и первый период зрелого возраста, для мышц-разгибателей ног - на подростковый возраст.

10. Сенситивный период формирования статической выносли-

вости наблюдается в школьном возрасте, на этапе от второго детства к подростковому возрасту. Качественным этапом в развитии статической выносливости у девочек школьного возраста является 9-летний возраст, характеризующийся интенсивным приростом выносливости многих мышечных структур.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ

1. Городниченко Э.А., Лихачева Л.Е. К вопросу об информативности некоторых методов оценки статической выносливости и ее тренировки //Методы исследования функций организма в онтогенезе: Тез.докл. - М.,1975. - С.205-206.

2. Городниченко Э.А., Лихачева Л.Е., Чигиров Ю.М. Некоторые особенности совершенствования двигательных способностей у школьниц //Развитие двигательных способностей у детей:Теэ. симпоз. - М.,1976. - С.46-47.

3. Городниченко Э.А., Лихачева Л.Е. Статические силовые .уп-■ ражнения в тренировке юных баскетболисток //Подросток-спортсмен: Сб.науч.тр. - Смоленск,1977,- C.I09-II5.

4. Городниченко Э.А., Чигиров Ю.М. Возрастные особенности двигательных способностей у лиц женского пола //Новые исследования по возраст, физиол. - 1977.- № 2 (9). - С.95-98.

5. Городниченко Э.А., Чигиров Ю.М. Работоспособность и ее восстановление у детей и подростков после статической мышечной деятельности //Физиологические и психологические критерии готовности к обучению в школе: Матер.симпоз. - М.,1977.- С.84.

6. Городниченко Э.А., Шабунин P.A., Чигиров Ю.М. Развитие силы и статической выносливости в детском и подростковом возрасте //Регуляция вегетативных и соматических функций в организме человека и животных:Тез.конф. - Уфа,1977.- 4.2. - С.129-130.

7. Городниченно Э.А. Динамина физической работоспособности девушек 16-17 лет под влиянием статических нагрузок различной мощности //Мышечная деятельность в норме и патологии: Сб.науч.тр. - Горький,1978. - С.28-30.

8. Городниченко Э.А. Изучение эффективности применения статических напряжений в тренировке юных баскетболисток //Возраст, физиол. и фиэич. воспит. школьника:Сб.науч.тр. - Свердловск, 1979. - С.26-40.

9. Городниченко Э.А. Некоторые особенности физической работоспособности подростков //Спортивно-медицинские аспекты подросткового возраста:Сб.науч.тр. - Смоленск,1979.- C.I00-I08.

10. Городниченко Э.А. Исследование динамики функционирона-ния двигательной системы в онтогенезе //Возрастные особенности физиол. систем детей и подростков: Тез. 11-й Всес.хонф. 'Чмзио-логия развития человека". - M.,I98I.- G.216-217.

11. Городниченко Э.А. Развитие процессов утомления и восстановления работоспособности у лиц женского пола под воздействием статических напряжений //Новые исследования по возрастной физиологии.- 1983.- № I (20). - C.I2-I5.

12. Городниченко Э.А. Развитие процессов утомления и восстановления работоспособности у лиц женского пола 8-65 лет под. воздействием статических напряжений //Проблемы общей и возрастной физиологии в пед. ВУЗах страны: Тез. Всес. конф. - Ставрополь, 1983. - Ч.П. - С.270-271.

13. Городниченко Э.А., Лихачева Л.Е. Влияние длительного применения статических нагрузок на организм юных спортсменок // Гипокинезия и спортивная гипокинезия растущего организма и их коррекция: Матер. Всес. конф. - Ташкент,1983. - С.33-34.

14. Городниченко Э.А., Шамелина A.C. Использование изометрических нагрузок в физическом воспитании для повыиения двигательной подготовленности девушек //Пед. и физиол.-гигиен, основы совершенствования физич. воспитания учащихся общеобразовательной шнолы: Тез.11-й Всес.конф. - М.,1983.- C.II-I2.

15. Городниченко Э.А. Биоэлектрическая корковоп активность у женщин при статических напряжениях //Возрастные особенности физиол. систем детей и подростков: Тез. Ш Всес. конф. "Физиология развития человека". - М.,1985,- C.IÖI-I02.

16. Городниченко Э.А. Возрастные особенности синхронизации электрической активности мозга при статических напряжениях у женщин //Актуальные проблемы функциональных резервов спортсмена :Сб. науч.тр. /ГДСИФК им. П.Ф.Лесгефга'.- Л.,1905.- С.34-3^.

17. Городниченко Э.А. Адаптивные возможности организма женщин к етатичбской мышечной деятельности в процессе онтогенеза //Физиология спорта: Матер. ХУШ Всес. науч.-практ. кот!:. -Л.,1986. - С.54-55.

18. Городниченко Э.А. Динамика локальной синхронизации биоэлектрической активности мозга у детей и подростков при статических нагрузках //Адаптивные реакции организма школьников к физическим и умственным нагрузкам: Межвуз.сб.нвуч.тр. - Пермь, 1986.- С.52-57.

19. Городниченко Э.А. Изменение работоспособности и ее восстановление у лиц женского пола от 8 до 20 лет при повторных статических напряжениях //Физиологические особенности организма школьника и физич. воспитание:Сб.науч.тр. - Свердловск,1986. -С.61-66.

20. Городниченко Э.А. Исследование корковых функциональных i возможностей у лиц женского пола при мышечной деятельности //

Функциональные резервы спортсменов различной квалификации и специализации:Межвуз.сб.науч.тр. /ГДОИФК им. П.Ф.Лесгафта. -Л..1УШ. - С.37-41.

21. Городниченко Э.А. Особенности электрической активности коры головного мозга у детей и подростков при статических нагрузках //Новые исследования по возрастной физиологии. -1986.-Ji 2. - С.10-14.

22. Городниченко Э.А. Возрастные особенности корковых систем взаимосвязанной активности у женщин в процессе адаптации к глобальным статическим напряжениям //Системные механизмы адаптации

и мобилизации функциональных резервов организма в процессе достижения высшего спортивного мастерства:Сб.науч.тр. /ГДОИФК им. П.Ф.Лесгафта. - Л.,1987. - С.34-39.

23. Городниченко Э.А. Физиолого-педагогические аспекты развития статической выносливости школьников /Дез. Ш Всес. конф. по физич. воспитанию и школьной гигиене.- М.,1987.- С.110.

24. Городниченко Э.А. ФизиолоЬия'статических напряжений: Учеб.пособие для ин-тов физич. культуры (допущено Госкомспортом СССР). - Смоленск,1987. - 64 с.

25. Городниченко Э.А., Лихачеве Л.Е., Шамелина A.C. Характеристика возрастной готовности организма женщин к осуществлению статической 'мышечной деятельности /ДУ съезд Всес. физиол. общ-ва им. И.П.Павлова: Тез. науч. сообщений. - Кишинев,1987. -Т.2. - С.38-39.

26. Городниченко Э.А. Биоэлектрическая активность мозга детей и подростков при статической мышечной нагрузке //Новые исследования по возрастной физиологии. - 1988.- № I (30). -С.17-20.

27. Городниченко Э.А. Физиолого-педагогическое обоснование применения статических нагрузок в физическом воспитании девушек //Вестибулярная и двигательная сенсорные системы в возрастном аспекте:Сб,тр. - М.,1988.- С.31-35 /Деп. в ОЦНИ "Школа и педагогика" МП СССР и АПН СССР. М.,1988. - С.62-69.

28. Городниченко Э.А., Шабунин P.A. Динамика развития силы и статической выносливости у лиц женского пола от 8 до 20 лет // Вестибулярная и двигательная сенсорные системы в возрастном ас-пекте:Сб.тр. /Деп. в ОЦНИ "Школа и педагогика" МП СССР и ЛИН СССР. - М.,1988. - С.48-54.

29. Городниченко Э.А. Адаптационные реакции системы дыхания при статической мышечной деятельности но отдельных этапах онтогенеза //функциональные резервы и адаптация: Матер. Всес. науч. конф. - Киев,1990. - С.154-156.

30. Городниченко Э.А. Возрастные особенности адаптивных реакций центрального и мозгового кровообращения у лиц женского пола на статическую нагрузку //Теория и практика физической культуры. - 1990.-№ 5. - С.32-35.

31. Городниченко Э.А. Возрастные и индивидуальные особенности функционирования сердечно-сосудистой системы у лиц женского пола в условиях изометрической нагрузки //Возрастные особенности физиол. систем детей и подростков: Тез. 1У Всес. конф. "Физиология развития человека". - М.,1990. - С.69.

32. Городниченко Э.А. Особенности адаптации девушек школьно--го возраста к изометрическим нагрузкам //Адаптивные реакции организма старших школьников к физическим и умственным нагрузкам: Межвуэ.сб.науч.тр. - Пермь,1990. - C.II4-I2I.

33. Городниченко Э.А. Состояние центрального и мозгового кровообращения у девочек 8-9 и 13-14 лет при изометрических погрузках //Новые исследования по возрастной физиологии. - 1990,0 2 (34). - C.I08-III.

34. Городниченко Э.А. Физиологические предпосылки включения изометрических нагрузок в оздоровительную физическую культуру // Физическая культура и здоровый образ жизни: Тез. Всес.науч.-прокт. конф. - М.,1990.- С.33-34.

35. Городниченко Э.А. Оценка влияния изометрической нагрузки по показателям ритма сердца //Физиология человека. - 1991.* 6. - T.I7. - С.48-54.

35. Городниченко Э.А. Возрастные особенности физиологических изменений дыхательной функции у лиц женского пола при статической нагрузке // Теория и прантика физической культуры. -1993. - № I. - С.17-18. •