Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Реакции двигательных и вегетативных функций у мальчиков в период полового созревания при различных режимах мышечной деятельности

ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Реакции двигательных и вегетативных функций у мальчиков в период полового созревания при различных режимах мышечной деятельности"

■9 П

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА П ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени В. II. ЛЕНИНА

Специализированный совет К 053.01.01

На правах рукописи

ГРАВПЦКАЯ Елена Геннадьевна

РЕАКЦИИ ДВИГАТЕЛЬНЫХ II ВЕГЕТАТИВНЫХ ФУНКЦИИ У МАЛЬЧИКОВ В ПЕРИОД ПОЛОВОГО СОЗРЕВАНИЯ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ РЕЖИМАХ МЫШЕЧНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

03.00.13 — физиология чел опека и животных

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Москва 1992

Работа выполнена в Московском ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени педагогическом государственном университете имени В. И. Ленина.

Научные руководители:

доктор биологических наук, профессор

Н. Н. ЛЕОНТЬЕВА

доктор опологпчсскнх наук, профессор

А. А. ГУМИНСКИЙ

Hay ч и ы ií консультант

доктор биологических наук, профессор Л. Е. ЛЮБОМИРСКИЙ

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук, профессор Л. И. АБРОСИМОВА

доктор биологических паук, старший научный сот.рудшш В. Д. СОПЬКИН

Ведущая организация — ПИИ нормальной физиологии имени П. К. Апохпна РАМН.

Защита состоится года в ^L.... часов

па заседании специализированного совета К 053.01.01 по присуждению ученой степени кандидата наук в Московском ордена Ленина и ордена Трудового 'Красного Знамени педагогическом государственном университете по адресу: Москва, ул. Кибальчича, д. б, к. 5, ауд. 506.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МПГУ им. В. И. Ленина (М. Пироговская, д. 1).

Автореферат разослан г.

Ученый секретарь специализированного совета

А. П. ОЖИГОВА

ВВЕДЕНИЕ

-----

1

Актуальность теш. Одним из определяющих этапов развития детского организма является период полового созревания, связанный со значительной перестройкой функционирования физиологичес ких систем и органов. Изучение полового созревания детей и подростков имеет большую научную значимость для обоснования теории онтогенеза и возрастной периодизации и, вместе с тем, представляет значительный практический интерес в плане разработки более эффективных методов воспитания и обучения с учетом биологической зрелости наадого индивидуума.

Возрастной физиологией накоплен обширный экспериментальный материал, характеризующий морфофункционалыше особенности систем и органов растущего организма в период полового созревания (Любомирскай JI.E., 1974-1992; Колосов В.Д. с соавт. 1978 -1990; Корниенко И.А. с соавт. 2978-1991; Сонькин В.Д., 1978, 1986, 1990; Бахрах И.И., 1981; Тупицын И.О., 1981; Гумияскпй. A.A. о соавт. 1982-1990; Антропова Н.В., 1983; EJsmussen, 1965; D.M. Cooper* . 1984).

В последнее вреия исследователи все больше внимания уделяет изучению особенностей функционирования физиологических сис -тем на ранних стадиях полового созревания (Кузнецов Т.Д.,1983; Семенова Л.К,, I983j. Чемоданов В.И. с соавт.,1985; Козлов В.И., 1988; Фарбер Д.А.с соавт., 1988).

Одним из ведущих системообразующих факторов развития' на разных этапах онтогенеза, включая пубертатный период, является двигательная функциональная система. Возрастные особенности её развития а формирования центральных механизмов управления движения системно исследовались В.С.Фарфелем с сотрудниками (1959-1975), Н.Н.Леонтьевой <1981. 1985), Л.ЕЛюбомнрскам (1974, 1990), В.ИЛяхом (1992).

Значительно меньше изучены возрастные особенности спинально-го уровня регуляции моторики (Н.Н.Леонтьева, 1981; Д.П.Букреева, 1978-1988) и практически не исследованы его функции на ранних стадиях полового созревания и их -взаимодействие с вегетативными системами энергообеспечения.

Цель и задачи исследования. Основной целью нашего исследования явилось выявление возрастных особенностей активности спи-

налыюго уровня регуляции моторики и системы энергетического обеспечения мышечной деятельности у мальчиков 9-15 лет, находящихся на разных этапах полового созревания.

Исходя из цели работы были поставлены следующие задачи:

- изучить возрастно-половне особенности активности спинальных мо-тоне'гронов у подростков разных стадий полового созревания в покое и после выполнения различных физических нагрузок;

- сопоставить характер изменений активности мотонейронов после физических нагрузок разного характера и мощности у подростков разного биологического возраста;

- исследовать взаимосвязь двигательной системы и системы энергообеспечения после выполнения предельных нагрузок разной мощности у подростков с разный уровнем полового созревания;

- выявить влияние систематических тренировок на адаптивные реакции спинальных мотогейронов в подростковом возрасте.

Основные положения выносимые на защиту.

1. Разные по мощности физические нагрузки, выполняемые до отказа в динамическом и статическом режимах неоднозначно влияют на адаптивные реакции подростков, что проявляется в динамике восстановления Н-рефлекса и изменении функционирования системы энергетического обеспечения мышечной деятельности.

2. Определен характер взаимодействия кислородоснабкатщей системы к функций нервно-мышечного аппарата у мальчиков 9-15 лет в зависимости от стадии полового созревания и мощности выполняемой нагрузки.

3. Длительные систематические тренировки пояснительно влияют на скорость восстановительных процессов в мотонейронном пуле.

Научная новизна. Впервые методом Н-тестирования выявлены различия в состоянии спинальных мотонейронов после физических нагрузок у подростков с разным уровнем полового созревания. Установлено своеобразие протекания восстановительных процессов в мотонейронном пуле для мальчиков первых трех стадий полового созревания после нагрузок динамического и статического характера.

•Получены данные о проявлении у подростков межфункциональных связей между уровнем активности спинальных мотонейронов и системой энергетического обеспечения мышечной деятельности в восстановительный период после динамических нагрузок субмаксимальной и умеренной мощности. Снижение мекфункциональных связей с нача-

лом полового созреванья после предельних динамических нагрузок связывается со снижением работоспособности и выносливости у подростков на гипофизарно-гипоталамической стадии полового созревания.

Выявлено влияние систематических тренировок в точении дли -тельного времени (3-5 лет) на характер изменений в мотояойронном. пуле после субмаксималхных статических нагрузок локального ха -рактера у подростков в период полового созревания.

Научно-практическая значимость. Выявленные неоднозначные реакции систем энергообеспечения и спиналышх мотонейронов у подростков с раэнши стадиями полового созревания на нагрузки разной мощности и характера и особенности протекания восстановительных процессов в рассматриваемых системах при разных режимах мышечной деятельности дополняют современные представления в возрастной физиологии об адаптивных реакциях растущего организма в период полового созревания на физические нагрузки.

Знание особенностей реакции подростков 9-15 лет позволяет прогнозировать реакции их физиологических систем на физические нагрузки. Это важно для правильного физического воспитания школьников и нормирования нагрузок с учетом уровня их биологической зрелости.

Изучение механизмов восстановления двигательной функциональной системы у подростков - юных спортсменов дает возможность из -бегать их перетренированности.

Полученные данные могут быть использованы в качестве норма -тивов при диагностике и прогнозировании функциональных возможностей подростков с разным уровнем биологического развития и тренированности. Полученные результаты работы могут быть использованы в учебном курсе по возрастной физиологии педагогических институтов и в учебных пособиях педагогических университетов.

Структура диссертации. Диссертация изложена на 19астраницах машинописного текста, иллюстрирована 22 рисунками и 32 таблицами, состоит из введения, обзора литературы, методики исследований, результатов, их обсуждения и выводов.

Библиография содержит 220 работ отечественных авторов к •139 источников на иностранных языках.

Материалы диссертационной работы доложены на Х1У Всесоюзном симпозиуме по возрастной физиологии в 1987 г. в г.Баку (стендовый

доклад); на Ленинских чтениях в МИГИ им.В.И.Ленина - апрель 1990г.; на 1У Всесоюзной конференции по физиологии - декабрь 1990г. (стендовый доклад); на семинаре молодых ученых НИИ нормальной физиологии им. П.К.Анохина - май 1991г. (стендовый доклад).

По материалам диссертации опубликовано 6 работ.

МЕТОДЫ И ОРГАНИЗАЦИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

Для решения поставленных задач на первом этапе работы у подростков выявляли степень- половой зрелости по характеру вырахен -ности вторичных половых признаков по методика Дж.Таннера (1968), Д.В.Колесова, И.В.Сельверовой (1978). Были сформированы три возрастные группы испытуемых, обозначенные в соответствии трем стадиям пубертатного развития: I группа - стадия инфантилизма (27 человек), П группа - гиноф-лзарно-гипоталамическая стадия (31 человек) и Ш группа - стадия активации гонад (25 человек). Всего обследовано 83 нетренированных мальчика в возрасте 9-15 лет и 72 юных конькобеаца с разным станем тренированности: I группа - 28 человек, стая тренировки 1,5 года; П группа - 19 человек, стаа тренировки 3 года и Ш группа - 25 человек, стаи тренировки 5,5 лет. Такое распределение позволило оценить возможности подростков в соответствии с их степенью баологической зрелости.

Согласно принятой классификация нагрузок по мощности (В.Б.Ро-зенблат, 1975; И.В.Аулик, 1991) в качестве умеренной и субмаксимальной динамической нагрузок выполнялась работа на' велоэргомет-ре со скоростью педалирования 60 об/мин и отягощением, рассчн -таннш, соответственно, как 40$ и ВО$ от максимального, индивидуально установленного при предварительном определении МШ.

В качестве статической нагрузки испытуемый удерйивал субмаксимальной напряжение (80#)мышц голени путем тыльного сгибания стопы, которая жестко фиксировалась к неподвикной опоре. Время выполнения этих нагрузок до отказа использов0лось как показатель выносливости.

Составной частью двигательной функциональной системы являются спиналыше механизмы, принимающие участие в регуляции и осу - • ществленип движений. В качестве теста, определяющего уровень активности спиналышх мотонейронов бил выбран моносинаптпческай Н-рсфлекс камбаловидной мышцы (Я.М.Коц, 1971; Р.С.Персон, 1983, 1985).

Во время эксперимента испытуемый сидел на стуле, угол в коленном суставе составлял 90° (Я.М.Коц, 1971). Раздрахающии стандартный электрод (униполярное отведение) укреплялся в подколец -ной ямке правой ноги на месте проекции большеберцового нерва. Электрический стимул применялся в диапазоне до ЗСВ и длительностью I мсек, что достаточно для вызова Н-рефлекса и позволяет избегать интернейронной активации (Р.С.Персон, 1983). Использовались на -кожные стандартные отводящие электроды (фирмы "Ыедикор") для регистрации элекгромиограмми (ЭМГ).

Запись рефлекторных ответов камбаловидаой мшщц (К!Л), ЭМГ КМ и отметки раздражения проводилась с помощью усилителя биопотенциалов "Медикор" на щлеЕфный осцалограф Н-118.

После троекратного повтора тестирующим надпороговим стимулом амплитуда Н-рефлекса принималась за величину в покое. Сразу же после шдолненпя работы до отказа (в течении 15 сек) этим тестирующим импульсш вызывался Н-рефле21с и далее производилось поминутное Н-тестирование в течении 10 минут восстановительного пе -риода. Амплитуды полученных Н-ответов соотносились к величине в покое в % я приведены на рисунках с обозначением от "0" до "10".

Исследование энергообеспечения организма испытуемых при динамических нагрузках проводилось спирометрическим методом с по -мощью газоанализатора "Спаролит" путем непрерывной регистрации потребления кислорода (ПО2) в покое, во время работы и в течении 10 минутного восстановительного периода без изменения положения испытуемого. Рассчитывались абсолютные и относительные величины потребления кислорода в минуту на каздом этапе эксперимента.

Аналитическим методом (^уаиег, 1978) рассчитывались абсо -лютные н относительные показатели общего кислородного долга (0КД) а его фракции. Контроль за состоянием сердечно-сосудистой системы исследуемых осуществлялся путем измерения ЧСС (при I отведения ЭКГ на электрокардиографа "Малютка").

Каждый тип нагрузки выполнялся испытуемым в разные дни с интервалом в 2-3 дня.

Обработка данных проводилась методом вариационной статистики {Г.ФЛакин, 1980; Г.И.Голнкова с'соавт., 1981) на Ш/РС-ХТ с помощью пакета программ по математической статистики.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Определение емкости анаэробной системы по величине ОВД в наших исследованиях показывает неравномерное увеличение этого показателя с возрастом и снижение; доли ЕФ в составе ОКД в начале полового созревания. Вступление в фазу активации гонад сопровождается увеличением относительной величины БФ на 3,6 ил/кг, что соответствует увеличен™ доли БФ в образовании ОВД с 45$ у подростков П стадии до 48,6$ в Ш стадии. Наибольшая величина П02 в покое зарегистрирована у испытуемых Щ стадии, что соот -ветствует началу стадии активации гонад. Увеличение ПО2 в покое в этот возрастной период, вероятно, можно объяснить результатами исследований Н.М.Рублева (1981), Б.И.Козлова с соавт. (1981), И.О.Тупицына (1983), В.Д.Соныгаяа (1990), показавших увеличение скорости кровотока и усиление за счет этого кискородоснабаение организма во время мышечной работы и производительности тканевых окислительных систем в этот период.

В нашем эксперименте выявлен незначительный прирост выносливости к предельным статической и субмаксимальной динамической нагрузкам у подростков начальных стадий полового созревания. Среди подростков, систематически занимающихся коньюбежным спортом, отмечено увеличение с возрастом общего времени удержания предложенной статической нагрузки в" 3,5 раза, т.е. прирост у тренированных испытуемых Ш группы достигал 10,2 минуты, а у нетренированных - 2,2 минуты. Отмеченный нагла факт увеличения длительности выполнения статического усилия у тренированных мальчиков с большим стажем тренировок (3-5'лет), вероятно, отражает адаптацию нервно-мышечного аппарата к постоянной проприоцоптив-нои импульсащш и тем самым обеспечивает повышение устойчивости нервных центров к развитию утомления (Бернштейн И.A., I96S). При тренированности повышаются и возможности анаэробной системы энергообеспечения мышечного сокращения (Р.А.Шабунпн, 1981), что позволяет подчеркивать изометрическое напряжение шщ в условиях накопления лактата и других ноохщоленных Кгетаблитов. . •

Установлено достоверное (при р<0,01) снижение выносливости' у нетренированных испытуемых 1Г(гипофнзарно-гппоталамической)стадии развития к аэробной умеренной нагрузке, выполняемой на велоэрго-ыетре в точение длительного времени. Вместе с тем, значительное

увеличение выносливости к этому типу нагрузки отмечается у испытуемых 111 стадии полового развития (активации гонад), периода являющегося сензитивным для развития силовых и аэробных возможностей подростков (Р.В.Тамбовцева, 1988; В.И.Чемоданов, 1989;Н.Б.Чита йкина, 1989).

В наших исследованиях выполнение динамической работы 4С$ от мощности сопровождалось повышением ПО2 у исследуемых всех групп, по отношению к ПО2 покоя в 4 раза. Несмотря на возникающий при длительной работе значительный кислородный запрос, часть его удовлетворялась повышением ПС>2 во время работы, что обеспечивало процессы окисления лактата и других метаболитов. Это приводило к погашению кислородной задолшости во время самой работа и меньшей величине КД, чем при более мощных, но кратковременных нагрузках.

Величина КД после умеренной нагрузки составляла у испытуемых I стадии - 1088,94 мл, П стадии - 1876,0 мл, а Ш стадии -2301,0 мл, что значительно меньше КД после субмаксимальной нагрузки.

С позиций, общей теории управления движением роль моносинап-тпческого рефлекса заключается в коррекции-движений в зависимости от текущих процессов в шице (МЛ. Шик, В.С.Гурф-мквль Д971; Я.М.Коц, 1975). Анализ наших данных в отношении порога, амплитуда п латентного периода Н-рефлекса в покое у подростков начальных стадий полового созревания позволяет предполокять отсутствие влияния пубертатных процессов на функциональную активность спинальных мотонейронов, находящихся в состоянии покоя. Мезду тем поддержание работоспособности мышц при физических нагрузках обеспечивается формирующимися в период полового созре -вания системами энергообеспечения мышечной деятельности и повышение:.! с возрастом устойчивости нервных центров к длительному воздействию проприоцептивной импульсации. При работе до отказа на.разных уровнях Щ1С возникает тормояенио, приводящее к сни -яепио работоспособности'мышц и изменению их рефлекторного ответа. О выявленном нага факте снижения рефлекторной возбудимости сшшальных мотонейронов свидетельствует уменьшение величины Н-рефлекса (рис.1) сразу после выполнения длительной динамической работы мощностью 40& от ШК.'Выполнение умеренной циклической работы, чередование фазы активности (сокращения) и расслабления шщы, не вызывает столь сильного снижения возбудимости мотонойронов работающей мышцы, как статическое усиление (Л.С.Ку-нина, 1975; Н.Н.Леонтьева, 1981).

В наших исследованиях; у испытуемых всех возрастных групп амлиту-да Н-рефлекса сразу же после отказа от выполнения продолжитель -ной умеренной динамической работы оказалась достоверно выше (при р<0,01), чем после субмаксимальной динамической и. статической, а сащсишкетю величины амплитуды Н-рефлекса было неоднозначным у исследуемых различных возрастных групп. В наименьшей степени угнетение амплитуды Н-рефлекса проявляется у подростков Ш стадии полового созревания, вступивших в стадию активации гонад. Уменьшение амплитуды Н-рефлекса сразу после выполнения работы у этой группы испытуемых происходило всего на 1С$, у I - на 36$, а у П - на 26%. Таким образом, после выполнения циклической работы небольшой мощности у подростков Ш стадии полового созревания в большей степени, чем у предшествующих возрастных групп обнаруживается облегчающее влияние супраспинальных структур на мотоней -рошюе ядро ынпц, принимающих участие в осуществлении двигательного акта. То есть, в условиях ненапряженной аэробной нагрузки проявляется усиливающееся с возрастом влияние центральных отделов системы управления движениями. Вероятно, повышению рефлекторной активности мотонейронов у подростков стадии активации гонад способствует и развивающееся в результате умеренной динамической нагрузки так называемое послерабочее остаточное возбуждение (Ю.И.Данько, 1969). . .

Результаты газоыегрических исследований позволили установить, что у испытуемых, выполняющих умеренную нагрузку до отказа наибольший уровень HOg на кг массы тола имел место у подростков в препубертатной стадии полового созревания. Окончанию работы соответствовала относительная величина EOg - 22,7 мл/мин. Интересно, что у них отмечается и наибольшая величина МПК/кг. Такая же тенденция проявляется при сравнении данных П и 111 стадий полового созревания, когда у подростков с гипофизарно-гипотакашческой стадией были обнаружены меньшие величины МПК/кг и Ш^/кг. Установлено, что при умеренных по интенсивности, но длительных нагрузках послерабочее увеличение газообмена не всегда точно соот- . ветствует количеству образовавшейся молочной кислоты (P.&otfyrek etaC. , 1986) и кислородный долг в пределах 2,0 - 2,5 л может ' быть образован без какого-либо значительного увеличения концентрации лактата в крови. Это позволяет рассматривать изменения ПО2 одним из критериев направленности восстановительных процессов вегетативных функций после циклических уморенных нагрузок. У

всех возрастных групп отмечается резкое уменьшение уровня ПО2 в течение 1-2 минут после окончания умеренной работы. Однако, к концу исследуемого 10-минутного периода уровень П02 превышает уровень покоя на 11-13%.

Восстановление активности спинальных мотонейронов, оцениваемое по амплитуде Н-рефлекса, происходило значительно быстрое. Так, достижение исходной величины амлитуди Н-рофлекса наблюдалось у исследуемых с I стадией полового созревания к 6 минуто,' со П - к 4-й минуте, ас Ш - к 3-й минуте. Причем, ни в одном случае, не было отмечено достоверное восстановление исходного уровня П02. У подростков Ш стадий половго созревания восстановление актив-, ■ ности мотонейронов наблюдалось при очень высоком уровне П02 -523 мл/мин, что на В9$ превышало П02 в покое. Это свидетельсвует о достаточно интенсивных обменных и пластических процессах, происходящих в мышце в период : восстановления активности спинальных могонейронов. Большая скорость восстановления амплитуды Н-рефлекса и 1Ю2 в этот возрастной период свидетельствует о высоких адаптационных способностях, которие усиливаются по мере совершенствования двигательной функциональной системы и созревания механизмов энергообеспечения организма. Вероятно, дискоор- -динация во взаимодействии этих систем и приводит к снийонию выносливости к длительным умеренным нагрузкам у подростков П га -шфизарно-гяпоталакичесной стадии полового созревания.

Динамическая работа субмаксшальной мощности (в нашем .исследовании это БО% отМПК) предъявляет отличные от умеренной нагрузки условия деятельности организма и задействует как аэробные, так и анаэробные механизма его обеспечения (Я.М.Коц, 1986; Е.В.Озо-лина, 1988).

Наг® установлено, что к концу выполнения субмаксимальной работы П02 У испытуемых всех возрастных груш было значительно выше, чем после умеренной нагрузки, почта вдвое превышался уровень при умерен«ой нагрузке л в 7-8 раз уровень покоя (рис.2). Величина ОКД, образовавшегося после субмакспмальной динамической работы, по наши дшшк;, Неравномерно увеличивается с возрастом. Однако, достигает значительных величин до II70-2.697 мл, что свидетельствует о вклэченшп в обеспечение донного вида деятельности анаэробного гликолиза. Нами отмечается гетерохрониое изменение с возрастом фракций КД. Увеличение относительной величины БФ у. подростков стадии активации гонад свидетельствует о более интенсивном задействовании креа1шфс$атш1Х мьханизмоз и

420Ж - Л

1160С

|<л[<?\ \ •

а) }£&>_ к \

0

1

1

9 15

Изменение Ьелииичо' ПОп <а> и олплипубэ м-рв^лексо СО Ь Ьоссго.моЬительмыу перисЭ после Эиндшическоы наеоуэкм субмоксипалр-ноа мотнооти (80У.МГЮ у метрениройаныих «алвчиксЬ"

Л - сгт&ии инфантилизма

•О- »ипотизарио-еипоггехламической стоЭии

Х- стабии актиЬоиии еомоЗ

Рис.1 Изменение Ьелииима Пин <а? и опплитуба

и-рефлск-са <5> Ь Ьоссггси-юЬиггйльнь'а периоЭ после ноерузки умеренное*

мощности <4 0/< МГК) у иеггрвниоойеннах по-тчиксЬ1. й- стаЗии инфанггылизма о- еипофизорно-випоталачическои стаЭии

Х- стобии пктиЬаиии гонаб

ЛиплыггуОа Н-рефлекса

m

0 - 1

m - г m - з

A DirmoCjf? рнов 6о1гспйно5лпн1л: ургЛн-4 nUKOil

* 4 Pl-lW t-,;.: fMi !! h i; и g«-1-

% С .!•' Il IIP

:Й:> P * h ii f Ш ЦМ «ÙIliEliii ï t и H ÍíJLMj;

й

ÉH

Iii m

:¡¡¡: ш?

ï t: ' i Ы

Г. i í'r ^ 1 -i s

lili

<) JO

3-456

РисЗ Изменение омплыту^ы Н-ре^лекса Ь ЬасспхмоЬиггялы wu mpue.d послр cyíMOKCui-iOyit.HüH сгтюличвскои нагрузки <.8П'/.) у н>: тр»-'> и ' робанных MOAtMJuhoCii I - Crmôuu инт>пмггилиг>мсц 2' - Гипор.ипр -но-зипопполамимескои стоЭиц) 3 - СтсиЭии окгпибо.ииы sonor:.

IPO 90 60 70 £.0 50 10 30

ЕО 10

Кмплитуйо H -рч^лексо

□ - 1

S - 2 0-3

i - »Эосто&^рное отличие' '"<m

несгюрпсмвмоВ «- 8остоЬермог> СмсстоноРмешм уробмо покоя

- ф ш & Ii I

ti

. Щь Щ

•J: У: :

1 Р II

Щ |р ж

íl i:è III i i.

тъ pfl Ж m Im ф

ill ti щ II m m ы ш mê m

■1 5 i I t

Рис.4 Изменение онплитуйм Н-р>?рлекса В Восспгг>но&иггг?льныг,1 nrpuoO после суВнокеинольноа crmomtwscHoo наерузки (В0%> у гоних K0Ht)K05e«u/:Qi 1 - Crtv»0uu ишуангчллизпсу -2 - Гиппфи-зорно-еипо-гшломическоы стаЭи.и 3 - Ctnûfluu активации аонаО,

я

большей отдачи кислорода миоглобином во время работы, затрата- . вающей как анаэробные, так и аэробные механизмы. Увеличение с-возрастом лактатного долга, оцененного по величине .'.15 (абсо -" лютной и относительной) свидетельствует об увеличении возможности выполнить работу в условиях нарастания концентрации лак-тата. IIa фоно протекания процессов ликвидации КД в восстано -вительный период нами отмечено интенсивное увеличение активности сшшальных нейронов. Совокупность всех изменений, вызванных выполнением субмаксимальной динамической нагрузки, приводит к ещё большему вовлечению спинальных тормозных структур, что вызывает сшшзнне амплитуды Н-рефлекса сразу же после её прекращения до 51,5$ - 60,3^ от уровня покоя у нетренированных подростков. Выявлено более резкое снижение этой величины, а, следова -тельно, и более глубокое торможение у испытуамых П и, особенно, II! стадии полового созревания. Недостоверное отличие, в величине амплитуды Н-рефлекса на I стадии сразу после выполнения субмак-.симадьной и умеренной динаудческой нагрузок (60,9$ и 64,1$ при p?0,G5) можно объяснить tg.i, что у подростков препубертатной стадии полового созревания ецё несовершенны координационные механизмы регуляции функций и реакции имеют недостаточно дифференцированный характер. Как в динамике восстановления амплитуды Н-рефлекса после субмаксшальной нагрузки,, так и в кривой вое -становления Ш2 отчетливо проявились два периода; интенсивного -и плавного изменения величин (рис.2). Однако, восстановление Н-рефлёкса происходило значительно быстрее, чем восстановление ПО2• Для I и И стадий полового созревания врег.1я полного восстановления рефлекторной активности фактичаски совпадают, а у ис-пытуашх Ш стадии не происходило полного, статически достоверного, восстановления Н-рефлекса. По всей видимости, такая нагрузка оказывает в этот возрастной период большее тормозное влияние и более глубокое и длительное подавление возбудимости нервных центров на спинальноы уровне.

. Известно, что лимитирующим фактором в выполнении физических нагрузок является система кислородоснайкения (C.JsrVuisen. t 1972). Она же более инертна, по наимгл данным, и в восстановительный период. Однако, сопоставим по скорости восстановления исходного уровня, оказался анаэробный путь энергообеспечения, а именно, огочалактагная система. Можно предположить, что быстрое восстановлена е АТФ и КрФ за счет высокого уровня ПОг> на первых минутах

ликвидации КД связано с. механизмом восстановления мот?онейронной активнооти спинного мозга после физических нагрузок. В наших исследованиях это проявилось выявлением значимых корреляционных связей между ПО2 и амплитудой Н-рсфлекса (г от -0,6 до -0,8) у испытуемых I и Ш стадий на первых минутах восстановительного периода после динамической работы. .Отсутствие таковых связой у подростков П группы объясняется снижением надежности функцнони-рования систем энергообеспечения и ослаблением адаптационных возможностей в этот период. Следовательно, можно предположить, что обнаруженные межсистемные связи вегетативного обеспечения и нейромоторного аппарата совершенствуются с возрастом по мере созревания всех компонентов двигательной системы. .

Исследование влияния статической нагрузки субмакисмалыюй . мощности, выявило, что величина амплитуды Н-рефлекса сразу яе после прекращения её воздействия снизилась на 40-50^ у подростков с I и П стадиями полового созревания, а с 111 стадией мы по выявили столь сильное уменьшение амплитуды Н-рефлокса. Это свидетельствует о том, что в более младшем возрасте (I и П стадии' , полового созревания) более высокая чувствительность •периферического отдела нервно-мышечного аппарата к возникающим при статичес- ■ кой нагрузке до отказа резким сдвигам метаболизма в сторону накопления продуктов анаэробного расщепления гликогена. Наиболее быстрое достижение исходного уровня активности мотонейронов при этой нагрузке отмечено у испытуемых I стадии полового созревания - на ■ 5 шнуте, у П стадии - к 8 минуте, а у Ш стадии не зарегистрировано достоверного достижения исходного уровня.

Известно, что систематические занятия спортом могут оказывать разнонаправленное влияние на становление функций организма в онтогенезе. Однако, влияние систематических тренировок на рефлекторную возбудюлссть мотонейронного пула недостаточно выявлено. Наши исследования показали, что наибольшее снижение амплитуду Н-рефлекса зарегистрировано у тренированных подростков Ш групп« п в тояе время, у них выявлена максимальная скорость вйсстанов-лония исходной активности. Следовательно, деятельность первно-мкшечного аппарата, в этом случае, мотло рассматривать с позиции вовлечения большего числа мотонейрояов в осуществление рефлек -.торного, акта. Бэроптно, эта,! мн можем объяснить быстрое увеличение амплитуды Н-рефлокса в восстановительный период у тригарова-нннх подростков. В стадии активация гонад ещё резче проявляются

различия по врачени возвращения к исходному состоянию амплитуды Н-рефлекса у мальчиков разной степени тренированности. Так, тре*-нированные подростки достигали уровня покоя к 5 минуте (при р < 0,01), а у нетренированных даке за 10 минут восстановительного периода не наблюдалось достижение исходных величин Н-рефлекса (при р у 0,05). У тренированных подростков с Л и Ш стадиями полового созревания было обнаружено повышение возбудимости спи -нальных мотонейронов на 6, 7 и 8 минутах после выполнения статического усилия. Эти данные свидетельствуют об усилении у тренированных подростков облегчающих суперспиналышх влияний. У нетро-нировашшх подростков отчетливо проявляется на этом фоне фаза супоркомпснсацин (экзальтации) по классификации Б.С. Гиппенрей-тора (1966). У нетренированных подростков снижена скорость восстановления Н-рефлекса после предельной статической нагрузки и не прослеживается тенденция к превышению первоначального уровня активности мотонейронного пула в восстановительный период. Таким образом, скорость восстановления работоспособности нервно-шшечного аппарата у тренированных подростков выше, чем у нетро-лированнюс сверстников и, кроме того, она слунит показателем динамики совершенствования с возрастом физиологических процессов, принимающих участив в механизмах управления пелена прав лешсым движением (В.С.Фарфель, 1956; Л.А.Леонова, 2Э81)..

Таким образом, наш исследования позволила выявить изменения "активности мотонейронного пула у подростков с разнили стадиями полового созревания'и уровнем тренированности и сопоставить их о показателями кислородоснабжения в восстановительный период после физических нагрузок выполняемых в аэробном и анаэробном режимах энергообеспечения мышечной деятельности.

ВЫВОДЫ :

I. Результаты комплексного исследования функционирования спинального уровня регуляции моторикой метода,! Н-тестпроваггая и 'энергетического обеспечения мышечной деятельности у мальчиков 9-15 лет позволили выявить особенности реакции исследованных систем на нагрузки разного характера и мощности на разных стадиях полового созревания.

Выполнение динамической нагрузки умеренной мощности характеризуется снижением у мальчиков пре пубертатной и гипофизарно-

гипоталамическоЧ стадия полового созревания активности сп.шальных мотонейронов (по данным уменьшения амплитуды Н-рсфлекса после работы_) соответственно на 36,'£ и 26^.

Вступление в стадию активации гонад сопровождается повышением устойчивости нервно-мыпечного аппарата к нагрузкам умеренного характера.амплитуда Н-рефлекса у этой группы подростков снижается лишь на

Выполнение нагрузки субшксимальной мощности вызывает более сильное торможение активности мотонейронов.Снижение амплитуды Н-ре фдекса после прекращения субшксимальной работы происходит до 50 -60# и более выражено у мальчиков на стадии активации гонад.

3. Статические нагрузки оказывают значительное тормозное влияние на активность спиналъных мотонейронов.Амплитуда Н-рефлекса после прекращения статической нагрузки субмаксимальной мощности . ' снижается до 40-50? у мальчиков препубертатяой и гипофизарно-гипо-талашческой стадия полового развития.У мальчиков на стадии активации гонад снижение амплитуда Н/-рефлекса происходит в такой же степени,как а в результате выполнения субмаксимальной динамической нагрузки (до 58?,) .

- 4. Полное восстановление активности спиналъных мотонейронов после умеренной динамической нагрузки происходит у подростков всех возрастных групп к 3-6 минутам,й к 10-й минуте восстановительного периода отмечается незначительное { на 10-13%) превышение уровня потребления кислорода,характерного для состояния покоя.Такал ско- . рость восстановления амплитуда Н-рефлекса п ПОд свидетельствует о высоких адаптационных возможностях подростков первых трех стадий полового созревания к динамическим нагрузкам умеренного характера.У мальчиков препубертатной стадии и стадии активации гонад вы- ■ явлены устойчивые мегфупкционалыше связи средней с:1лы.Коэффициент корреляции мелду амплитудой Н-рефлекса и величиной потребления кислорода.в восстановительный период составил -0,5.

5.Изменения фушщаояировашт иотонейронов в восстановительный период после субмакссвальной динамической нагрузки носят более глубокий характер,о чей свцдетельствует более длительный период восстановления у подростков Г и П стадий полового созревания. Для подростков стадии активации гонад пе отмечено полного восстановления амплитуды Н-рефлекса на протяжении 10-ти минутного ■•- -.посстаповптельпого периода . После субмакснмальной динамической

работы у мальчиков препубартатной стадии и стадии активации гонад выявлены более тесные,-чем после умеренных нагрузок, межфункцио -палыше связи (г* от -0,6 до -0,8).

6. Восстановление активности спинальных мотонейронов после статической нагрузки протекает более медленно, чем после динамических нагрузок разного характера и мощности, особенно у подростков,' вступивших в стадию активации гонад, у которых, в течении

10 минут после предельной статической работы не наблвдается достоверного восстановления Н-рефлекса. Амплитуда Н-рефлекса у мальчиков препубертатной стадии полового созревания восстанавливается к 5 минуте, а у испытуемых на гипофизарно-гацоталамической стадии на 8 минуте после прекращения работы.

7. Систематические тренировки приводят у подростков на стадии активации гонад к более полному развитию тормозных процессов на сшшальном уровне, что проявляется в снишшн амплитуда Н-роф-лекса сразу после субмаксимальной статической нагрузки до 25%. Юные спортсмены на стадии активации гонад характеризуются более эффективным протеканием восстановителышх процессов, чем их нетре-яированные сверстники: амплитуда Н-рефлекса восстанавливается на

5 минуте, а на 7 минуте даже превышает исходный уровень на 20%.

8. Выносливость к физическим на грузка/л разного характера и мощности у подростков первых трех стадий подового созревания меняется разнонаправленно: выносливость к кратковременным субмак-'симальным нагрузкам динамического и статического характера увеличивается с возраст'ом. Начало полового созревания (вступление

в гипофйзарно-гппоталамцческув стадию) снижает выносливость подростков к умеренным нагрузкам динамического характера.

Список работ, опубликованных по теме диссертации:

1. А.А.Гусинский, Т.Ф.Гусева,,0.0.Елизарова, В.Н.Загорская, Е.Г.Партиям ова, Н.ВДитайкина. Особенности двигательных и вегетативных функций у мальчиков в начальный период полового оозревания // Материалы Всесоюзного симпозиума "Проблемы и методы исследования возрастной физиологии", - Баку, 1987. - С.34

2. Е.Г.Гравицкая, В.А.Калябин, Н.ВДитайкина. Развитие функции двигательного аппарата мальчиков-подростков // Актуальные проблемы Ъовершенствования физического воспитания учапдахся и студентов. Материалы областной научно-практической конференции. - Коломна, 1090г. - С.38-39

3. Е. Г. Грашщкая. Особенности восстановления Н-рефлекса после физических нагрузок разного характера п мощности у мальчиков 9—15 лет. Материалы IV Всесоюзной конференции «Физиология ;раз1штпя человека» — Москва, 1990 г. —

4. Е. Г. Гравицкая. Влияние дозированных физических па-грузок па взаимоотношения двигательной реакции и энергообеспечения в пубертатный 'период онтогенеза // Ленинские чтепия по итогам научно-исследовательской работы за 1990 г. Тезисы докладов. — Москва, Издательство «Прометей» МПГУ им. В. И. Ленина, 1991 г. — часть II — С. 74.

5. Е. Г. Гравицкая, Н. Б. Читайкииа. Влияние физических нагрузок с различным кислородным запросом на восстановление сппнальной рефлекторной возбудимости у подростков 8 — 15 лет // Материалы XV Научной конференции молодых ученых л студентов «Организация и механизмы физиологических функций» — Москва, 1991 г. — С. 41—42.

6. Е. Г. Грашщкая, 10. А. Барышников. Влияние систематической тренировки на работоспособность мышечного аппарата у подростков 9—15 лет // Материалы паучпо-ирактической конференции «Бнолого-гигиеническое обеспечение процесса обучения и воспитания учащихся» — Коломна, 1992 г. —

С. 98-99.

С. 23.

Поди, к печ. 21.09.92. Объем 1 п. л. Зак. 544. Тир. 100

Типография МПГУ пм. В. И. Ленина