Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Влияние двигательного режима на адаптацию девочек-подростков к учебному процессу

ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Текст научной работыДиссертация по биологии, кандидата биологических наук, Кутепова, Марина Владимировна, Ростов-на-Дону

/> ^ .:) ^ с

РОСТОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

КУТЕПОВА Марина Владимировна

ВЛИЯНИЕ ДВИГАТЕЛЬНОГО РЕЖИМА

} •

НА АДАПТАЦИЮ ДЕВОЧЕК-ПОДРОСТКОВ К УЧЕБНОМУ ПРОЦЕССУ

ОЗ.ООЛЗ - физиология человека и животных

ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Научный руководитель:

кандидат биологических наук, профессор Л.Ф.Трохимчук

Ростов-на-Дону

1999

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ...................................................................................................... 3

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Особенности морфофункционального и полового развития подростков.............................................................................................8

1.2. Функциональное состояние сердечно-сосудистой системы как показатель адаптивных возможностей целостного организма.... 19

1.3. Особенности физической работоспособности подростков..........29

1.4. Возрастные особенности умственной работоспособности подростков.............................................................................................36

2. ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.........................................44

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

3.1. Динамика морфофункционального и полового развития девочек-подростков....................................................................................50

3.2. Физиологическая оценка динамики адаптивных возможностей организма девочек-подростков по данным вариационной пуль-сометрии и N0/% коэффициента тощаковой слюны.....................62

3.3. Влияние экспериментального двигательного режима на физическую работоспособность девочек-подростков............................83

3.4. Динамика основных показателей умственной работоспособно-

сти девочек-подростков в условиях традиционного и экспериментального двигательных режимов..............................................95

3.5. Корреляционный анализ исследуемых показателей........................120

ЗАКЛЮЧЕНИЕ..............................................................................................124

ВЫВОДЫ.........................................................................................................132

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.............................................................................134

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность исследования. Основные вопросы адаптации широко отражены в работах теоретического характера (Парин В.В., Баевский P.M., 1968; Анохин П.К., 1962; Меерсон Ф.З., 1975; Баевский P.M., 1979; Гарка-ви Л.Х. с соавт., 1979, 1990, 1998; Казначеев В.П., 1980; Медведев В.И., 1982). Многие исследования посвящены адаптации организма детей и подростков к различным факторам среды (Аршавский И.А., 1967, 1982; Антропо-* ва М.В., 1968; Колчинская А.З., 1973; Колесов Д.В., Тупицын И.О., 1987 и др.), среди которых чаще всего изучалось влияние физических и умственных нагрузок.

Особенности взаимодействия более многочисленных комбинаций факторов среды рассмотрены в работах по вопросам прикладной физиологии человека, в которых реакции организма на окружающую среду часто оцениваются без учета физиологической значимости отдельных ее компонентов (Григорьев А.И., Федоров Б.М., 1996; Megel Н. et al., 1963 и др.). В связи с этим актуальными в условиях возрастающего действия на организм человека конкретного фактора - гиподинамии - являются исследования, посвященные изучению влияния двигательной активности, уменьшение которой в границах ниже оптимума вызывает задержку роста и развития, а также снижение адаптивных возможностей организма (Прусов П.К., 1986; Крупицкая Л.И. с соавт., 1990; Сухарев А.Г., 1991).

Физиологические механизмы, обеспечивающие реакции срочной, долговременной адаптации и дезадаптации, как правило, рассматриваются при экстремальных воздействиях на организм человека. Механизмы" адаптации человека к различным внешним воздействиям, вызывающим изменения, не выходящие за рамки физиологических норм, - одна из ведущих проблем современной возрастной физиологии. В настоящее время очень мало сведений

об интеграции систем и процессов в реальных физиологических условиях в покое, при действии адекватных раздражителей при физической и эмоциональной нагрузках (Великанова JLK, Айзман Р.И. и др., 1997). К таковым следует отнести и влияние на организм детей и подростков процесса обучения в условиях гиподинамии, так как возрастающая учебная нагрузка приобретает характер длительного, систематического и непрерывного воздействия (Хомская Е.Д., 1987; Горбачевская H.JI. с соавт., 1991; Шорин Ю.П. с соавт., 1991; Безруких М.М., 1998). Однако согласно исследованиям и теоретическим обобщениям Л.Х.Гаркави с соавт. (1998), такие воздействия, скорее всего, следует рассматривать как адаптационные реакции развивающегося организма в ответ на действие слабых, но длительных и средних по длительности раздражителей.

Проблема адаптации - это, в сущности, проблема регуляции, в том числе регуляции вегетативных функций, которые в процессе приспособления организма к условиям среды настраиваются на новый уровень функционирования (Балаховский И.С., 1979; Слоним А.Д. с соавт., 1979). Приоритетная роль в оценке адаптивных возможностей целостного организма отводится сердечно-сосудистой системе (Парин В.В., Баевский P.M., 1968; Баев-ский P.M., 1979).

Вместе с тем, показано, что перспективным подходом к оценке адаптивных возможностей организма является изучение динамики становления вегетативных функций в критические периоды онтогенеза. Критические периоды дают возможность наиболее полно оценить становление функций, их взаимосвязь с реактивностью гомеостатических механизмов. Несомненный интерес вызывает изучение этапа полового созревания, завершающегося у девочек к 15-16 годам (Хрипкова А.Г. с соавт., 1990) и характеризующегося напряжением деятельности многих функциональных систем и механизмов регуляции, а также ограниченной возможностью адаптации к изменениям

внешней и внутренней среды. Известно, что физиологические изменения, связанные с половым созреванием, закладывают основу всех последующих процессов развития, а многие нарушения, начавшиеся в пубертатном периоде, могут стать необратимыми в зрелом возрасте (Ремшмидт X., 1994). В связи с этим актуальным является изучение адаптивных реакций подростков на основе выявления физиологических признаков с применением функциональных подходов (Уголев A.M., 1987).

Одним из важнейших показателей, характеризующих уровень функционирования систем организма, является физическая работоспособность, тесно связанная с телосложением, антропометрическими показателями, силой и выносливостью мышц, состоянием опорно-двигательного аппарата (Самигуллин Г.Х., 1992). Однако сведения о влиянии повышенной двигательной активности одновременно на физическую и умственную работоспособность девочек-подростков практически отсутствуют.

Цель и задачи исследования. Целью настоящего исследования явилось изучение влияния традиционного и экспериментального двигательных режимов на развитие адаптивных реакций организма девочек-подростков в процессе обучения.

Для ее решения были поставлены следующие задачи:

• оценка адаптивных возможностей организма девочек-подростков по характеристикам сердечного ритма;

• изучение особенностей адаптации в группах с различным двигательным режимом на основе сравнительного анализа основных параметров физической и умственной работоспособности;

• исследование корреляционных взаимоотношений между показателями морфофункционального развития, физической, умственной работоспособности, гемодинамики и характеристиками сердечного ритма.

Научная новизна результатов исследования. Дополнены и конкретизированы сведения об особенностях соматических и функциональных параметров организма девочек-подростков, находящихся на завершающих стадиях пубертата. Получены новые сведения о характере и механизмах адаптации обследуемых к процессу обучения. Установлено, что в подростковом возрасте оптимальным для развития адаптивных возможностей организма является более продолжительный (10,7 часа в неделю) и отличающийся по качеству от традиционного двигательный режим, который способствует повышению физической и умственной работоспособности, сопротивляемости утомлению и развитию адаптивных возможностей организма обследуемых.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Характер и механизмы адаптации девочек-подростков к процессу обучения зависят от организации двигательного режима.

2. Предложенный экспериментальный двигательный режим обеспечивает более экономную деятельность сердечно-сосудистой системы, влияет на интенсивность изменений показателей физической работоспособности, способствует повышению качества умственной работоспособности, силы активного внутреннего торможения и показателя суточной адаптивности.

Теоретическое и практическое значение работы. Теоретическое значение работы связано с выяснением особенностей влияния двигательного режима на показатели работоспособности (физической и умственной) и статистические характеристики сердечного ритма.

На основе физиологического мониторинга возможна объективная оценка соматических и функциональных параметров, а также выбор методов корректирующих воздействий на организм девочек-подростков.

Диссертационное исследование явилось частью комплексной программы "Личностно-развивающие образовательные системы ЮжноРоссийского региона", раздел УП "Медико-педагогические проблемы лично-стно-развивающего образования", целью которого было изучение влияния среды обучения на функциональное состояние организма подростков, а также было использовано при создании целевых программ "Дети Дона", "Здоровье детей Ростовской области".

Результаты исследования нашли отражение в совершенствовании преподавания специального курса "Анатомо-физиологические особенности детей и подростков с основами здорового образа жизни".

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы по изучаемой проблеме, описания методов исследования, результатов собственного исследования и их обсуждения, заключения, выводов и списка литературы, включающего 231 отечественный и 42 зарубежных источника. Работа изложена на 164 страницах текста и содержит 14 таблиц и 29 рисунков.

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Особенности морфофунщионального и полового развития девочек-подростков

Период полового созревания или биологического взросления является одним из наиболее важных этапов онтогенеза, на котором происходят значительные преобразования физиологических функций организма человека. Этот период приходится у девочек на возраст 12-15 лет, а у мальчиков на 13-16 лет. Многие показатели развития подростков более тесно связаны со стадиями пубертата, нежели с хронологическим возрастом, поэтому в возрастной физиологии принято рассматривать каждый этап онтогенеза, исходя из представления о его адаптивном карактере и надежности функционирования организма (Анохин П.К., 1975; Аршавский И.А., 1967; Маркосян A.A., 1969, 1970; Фарбер Д.А. с соавт., 1988). В связи с этим, основной физиологической особенностью пубертатного периода онтогенеза является формирование адаптивности организма к новым условиям жизнедеятельности, связанным со значительными количественными и качественными сдвигами в сома-тополовом развитии подростка. Принимая во внимание то, что главным адаптивным фактором на данной возрастной ступени является фактор полового созревания, необходимо рассмотреть его механизмы.

Начало пубертатного периода связано с критическим падением инги-бирования гонадотропной функции гипофиза (Сельверова Н.Б., 1977). Изменение восприимчивости гипоталамических рецепторов объясняется прямой зависимостью между массой тела и началом полового созревания. Такое предположение, по мнению H.Katchadourian (1977), основано на наблюдении, что у девочек к началу пубертатного ускорения роста средняя масса равна 30 кг, к моменту его наибольшего прироста - 39 кг, а во время первой менст-

руации - 47 кг. Поскольку такие данные получены для девочек как с ранним, так и с поздним половым созреванием, автор связывает пубертатные изменения скорее с достижением определенной массы, чем с хронологическим возрастом. Отмеченная зависимость между массой тела и половым созреванием выявлена во многих исследованиях. Так, В.Г.Властовский (1976) указывал, что у рано созревающих подростков масса тела значительно больше относительно его длины. Этому факту R.E.Frisch (1974) дает следующее объяснение: когда масса тела превышает некоторую пороговую величину, изменяется интенсивность обмена веществ на единицу массы или единицу поверхности тела, в результате чего ослабевает обратная связь между гипоталамусом и яичниками за счет снижения порога гипоталамической чувствительности к эстрогенам. Вслед за этим увеличение секреции гонадотропинов вызывает установление такого уровня эстрогенов, который запускает половое созревание и ведет к "менархе".

Половое развитие проходит дискретно и обусловлено сложной связью между центральными и периферическими отделами эндокринной системы (См. обзор: Колесов Д.В., 1985). Согласно концепции Д.В.Колесова, Н.Б.Сельверовой (1978), поэтапная перестройка эндокринной системы в период пубертата является физиологической основой динамики полового развития на основе внешних признаков (Таннер Дж., 1968; Tanner J., 1962, 1970, 1975). В рамках целостного организма пубертатные изменения разграничиваются на две фазы. Первая фаза - центральной активации - заключается в повышении активности гипоталамуса и гипофиза, а также в стимуляции периферических желез внутренней секреции. Вторая фаза - периферической реализации - характеризуется действием периферических гормонов на весь организм, в том числе и на высшие центры (Сельверова Н.Б., 1980; см. обзор: Колесов Д.В., 1985). Последовательная смена соотношений в активности и функциональной полноценности отдельных желез внутренней секреции на-

следственно обусловлена так, что каждый возраст имеет свою эндокринную формулу, определяющую его свойства.

Физическое развитие детей и подростков, представляющее процесс биологического созревания клеток, тканей, органов и всего организма, позволяет судить о преобразовании целостного организма в ходе пубертата. Внешне физическое развитие характеризуется увеличением размеров частей тела и изменением функционального состояния организма.

Изучение закономерностей роста и развития подростков является ак-- туальной проблемой, так как многие нарушения, начавшиеся в пубертатном периоде, могут стать необратимыми в зрелом возрасте (Ремшмидт X., 1994).

Рост и развитие организма генетически детерминированы (Mürnsee J. et al., 1979). Изменение соматрметрических показателей у школьников от 7 до 17 лет происходит неравномерно. До 14 лет процесс роста и увеличение массы идут параллельно (Kirbis U. et al., 1978). Рост тела в длину как показатель зрелости организма (Schulreife, 1961) имеет наибольшую диагностическую ценность в 10-15 лет. В отличие от массы длина тела в большей степени подвержена действию факторов среды (Сердюковская Г.Н., 1980; Thompson A.M., 1968; Srikantia S.G., 1968; Bhargava S.K. et al., 1971), а критерии длины тела дифференцированы по этнической принадлежности, территориальным зонам, по фактору проживания в городе или селе (Sager G., 1985; Eiben O.G., 1986; Flügel В. et al., 1986; Kahl H., Ananjeva N.A., 1986). Наступление пубертатного периода характеризуется отчетливым ускорением роста. Пубертатный скачок роста наблюдается по всем размерам тела, но прежде всего он проявляется в годичной прибавке по длине тела, затем через несколько месяцев по массе тела. М.М.Мельникова (1975) констатирует, что рост девочек практически завершается в 15-16 лет, а незначительные прибавки длины туловища продолжаются до 18-летнего возраста, при этом длина туловища, окружность грудной клетки, окружность запястья от 10 до 17 лет

увеличивается на 15-20%, окружность бедер - на 25-30%, вес - на 75-80%. М.К.Эфендиева (1993) интенсивное увеличение массы, длины и заметное нарастание поперечных размеров тела отмечает на 10 году жизни девочек. В возрасте от 11 до 12 лет темпы физического развития девочек замедляются, а в 12-13 лет вновь отмечается прирост массы тела, который происходит за счет жироотложения и становится еще более интенсивным в 13-14 лет (Усоева H.A., 1993). Автор обращает внимание на значительные приросты у девочек-подростков "обхватных размеров". Первый скачок увеличения размеров таза у девочек происходит в год появления "менархе" (в среднем 13 лет), второй период увеличения данного показателя наблюдается в 16 лет.

Данные многих исследований позволяют сделать вывод о том, что 15-летние девочки и 16-летние мальчики по длине тела в конце 70-х - начале 80-х годов достигали 97,0 - 99,6% окончательной средней величины этого параметра (См. обзор: Фарбер Д.А. с соавт., 1988). Причем, различия в длине тела мальчиков и девочек, учащихся школ города Ногинска, до пубертатного скачка не превышали 1,0%, а к 17 годам достигали 7,0%. Известно, что до пубертатного скачка роста различия в длине тела мальчиков и девочек не превышают 2,0%, а после него достигают 8,0% (Таннер Дж., 1968). В подростковом возрасте от года к году и за весь период скорость на