Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Влияние расширенного двигательного режима на онтогенетическое развитие и физическую подготовленность детей и подростков

ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Текст научной работыДиссертация по биологии, доктора биологических наук, Шаханова, Ангелина Владимировна, Майкоп

АДЫГЕЙСКИЙ ; ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

на правах рукописи

ШАХАНОВА АНГЕЛИНА ВЛАДИМИРОВНА

ВЛИЯНИЕ РАСШИРЕННОГО ДВИГАТЕЛЬНОГО РЕЖИМА НА ОНТОГЕНЕТИЧЕСКОЕ РАЗВИТИЕ И ФИЗИЧЕСКУЮ ПОДГОТОВЛЕННОСТЬ ДЕТЕЙ И ПОДРОСТКОВ

Специальность 03.00.13 - Физиология человека и животных

ДИССЕРТАЦИЯ НА СОИСКАНИЕ УЧЕНОЙ СТЕПЕНИ ДОКТОРА

БИОЛОГИЧЕСКИХ НАУК

Майкоп - 1997 г.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ........................... 6

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.Морфо-функциональное развитие детей и подростков. Понятие о физической работоспособности в детском спорте.....................16

1.1. Общая характеристика процессов роста и развития. . . 16

1.2. Регуляция роста и соматического развития ...... 23

.1.3. Понятие о физической работоспособности и факторах,

ее характризующих..................26

1.4. Вегетативное обеспечение мышечной деятельности и возрастные изменения эффективности вегетативных функций .............'........... 31

1.4.1. Особенности развития системы кровообращения. Влияние систематических занятий спортом на систему кровообра щения........................ 31

1.4.2. Особенности развития дыхательной системы ...... 40

1.4.3. Показатели, характеризующие аэробные возможности ор- ■ ганизма детей и подростков. Влияние расширенного двигательного режима на аэробную производительность 45

ГЛАВА 2. Общая характеристика материала 'и методы исследования 57

2.1. Характеристика обследованных детей и схема эксперимента.......................57

2.2. Структура основных видов занятий различной направленности в футболе, баскетболе и гандболе......59

2.3. Методы исследования................. 65

ГЛАВА 3. Характеристика соматического развития и полового созревания в условиях различных двигательных режимов 78

. 3.1. Рост и развитие мальчиков в период от 9 до 17 лет в

условиях традиционного двигательного режима..... 79

3.2. Влияние систематических занятий футболом на соматическое и половое развитие мальчиков........91

3.3. Влияние систематических занятий баскетболом на половое и соматическое развитие мальчиков........106

3.4. Исследование и оценка соматического развития мальчиков в зависимости от индивидуальных особенностей их полового развития в условиях различных двигательных режимов.......................112

3.5. Сезонные колебания ростовых процессов........126

3.6. Исследование и оценка характера соматического и полового развития девочек в условиях различных двигательных режимов........'...........127

ГЛАВА 4. Взаимосвязь физической работоспособности и соматичес кого развития мальчиков с отдельными гормонами в про цессе полового созревания..............150

ГЛАВА 5. Медико-биологическая оценка влияния двигательной активности в режиме продленного дня школы на физическую подготовленность школьников...........155

5.1. Исследование и оценка физической работоспособности у юных футболистов..................155

5.2. Влияние школьного обучения на физическую подготовлен ность юных футболистов................169

5.3. Определение и оценка физической подготовленности мальчиков-футболистов 10-17 лет по некоторым показателям функционального состояния кардиореспираторной системы при различных тренировочных режимах..... 172

5.4. Характеристика уровня двигательной подготовленности мальчиков-футболистов 10-16 лет в процессе их полово

го созревания....................186

5.5. Характеристика физической подготовленности мальчиков-футболистов по некоторым показателям функциональ ного состояния кардиореспираторной системы в процессе их полового созревания..............193

ГЛАВА 6. Физиологическая характеристика рабочих возможностей девочек-спортсменок в процессе их полового созревания........................205

6.1. Некоторые особенности организации вегетативного отве та организма на тренировочные и тестирующие нагрузки у девочек 9-15 лет, занимающихся баскетболом и гандболом в режиме ДЮСШ.................205

6.2. Влияние различных двигательных режимов на физическую работоспособность девочек 10-15 лет в процессе их по лового созревания..................252

ГЛАВА 7. Анализ факторов риска и причин отсева из спортивных секций юных футболистов на различных этапах их занятия спортом..................... 267

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ................... 281

ВЫВОДЫ............................340

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ....................... 349

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность исследования. Спортивная деятельность является наиболее удачной моделью исследования работоспособности человека и адаптации организма. Общие вопросы адаптации широко отражены в работах теоретического характера (В.В.Парин с соавт.,1962; П.К.Анохин, 1962; И. А. Аршавский, 1967; Ф. З.Меерсон, 1975; Г.Н.Кассиль,1983; Д.В.Колесов, И.0.Тупицын,1987). Многие исследования посвящены адаптации организма детей и подростков к различным факторам среды, в том числе и к физическим нагрузкам (М.В.Антропова, 1968; А. 3. Колчинская, 1973; А. А. Виру, 1981; С.А.Ко-силов, 1983; Т.Д.Кузнецова с соавт., 1983; А. В. Чоговадзе, 1987; Л. Е. Любомирский, 1991; В. И. Лях, 1991; С.В.Хрущев с соавт., 1991; И.А.Корниенко, В.Д.Сонькин с соавт. ,1994). Практически во всех этих работах с определенной долей значимости раскрыты механизмы адаптации, изучены основные закономерности онтогенетического преобразования энергообеспечения мышечной деятельности и развития двигательных качеств, показана особая роль двигательной деятельности в жизни ребенка.

При двигательной активности в границах ниже оптимума наблюдается задержка роста и развития, а также снижение адаптивных возможностей организма. Целесообразно по возможности увеличивать объем двигательной деятельности детей и подростков, на сегодняшний день совершенно недостаточный.

В этом плане специализированные классы по отдельным видам спорта явились новой ступенью в развитии отечественной школы. Вместе с тем, большие по объему и интенсивности тренировочные программы параллельно с общеобразовательным учебным процессом

построены в них обычно с учетом требований современного спорта, но не всегда с учетом возрастных адаптивных возможностей организма. У детей и подростков существует своя специфика адаптации -поскольку наряду с непрерывными ростовыми процессами организм должен одновременно приспосабливаться к достаточно большим по объему тренировочным нагрузкам. Важность и необходимость разрешения указанного противоречия определяет необходимость поиска эффективных концепций построения тренировочного процесса.

В детском спорте особенно важно соблюдать принцип адекватности: нагрузка должна дозироваться с учетом возрастных функциональных возможностей организма. Это в свою очередь предполагает знание специфики онтогенетического развития детей и подростков в условиях расширенного двигательного режима. Вполне очевидна необходимость разработки модели онтогенетического развития юных спортсменов при различных формах их физкультурно-спортивной деятельности.

Работы, раскрывающие возрастные особенности адаптации организма юных спортсменов к физическим нагрузкам, как правило, носят фрагментарный характер, содержат немало противоречий и спорных вопросов. Появление в последнее время работ по исследованию влияния физических нагрузок в режиме спортивного класса на рост и развитие школьников также пока не смогло обосновать решение наиболее важных с практической точки зрения аспектов этой проблемы. Необходимы новые факты, позволяющие углубить или по-новому оценить уже сложившиеся представления о развитии функциональных способностей юных спортсменов на отдельных этапах онтогенеза. Следует обратить особое внимание на генезис физического и полового развития в условиях расширенного двигательного режима.

Исследование выполнялось по координационному плану НИР Российской Академии Образования (АПН СССР) в 1980-1990 гг. С целью унификации медико-биологических исследований мы опирались на методические рекомендации и теоретические положения, разработанные в Институте возрастной физиологии РАО (А. Г. Хрипкова с со-авт. ,1981,1982; М.В.Антропова с соавт., 1984; Д.В.Колесов с со-авт., 1985; Д.А.Фарбер с соавт., 1988 и др.).

Рабочая гипотеза исследования. Логика соматического и полового развития не соответствует укоренившимся представлениям о физической работоспособности как о равномерно ускоренном процессе в онтогенетическом развитии ребенка. Данное обстоятельство требовало проведения длительных продольных исследований. Многолетний эксперимент на одной и той же популяции детей и подростков в условиях тренировочных и тестирующих нагрузок с последовательным анализом морфологических и физиологических параметров в возрастном диапазоне (полгода) позволит разработать комплексно-количественные характеристики адаптационных возможностей юных спортсменов различных возрастно-половых групп. Подобный интегральный подход дает возможность с новых позиций подойти к оценке современных представлений классической теории онтогенеза, выстроить эффективную концепцию коррекции и регламентации тренировочных нагрузок с целью обеспечения должного уровня здоровья и физической работоспособности.

Специфика подросткового периода, характеризующегося выраженными половыми и индивидуальными различиями сроков и темпов полового созревания, требовала проведения дифференцированного анализа морфофункциональных показателей в границах подросткового периода (по возрасту, полу и стадиям полового созревания). Это позволит

более четко отдифференцировать сенситивные и критические этапы развития. При этом особую актуальность представляет анализ морфо-функционального развития подростка в зависимости от индивидуальных различий сроков и темпов полового созревания (ретарданты, медианты, акселераты). Без знания логики развертывания процесса полового созревания, без ясных представлений о сущности изменений, происходящих в эндокринном статусе подростка, невозможно установить логику некоторых "нерепродуктивных" изменений.

Методологически не совсем верно общими характеристиками в рамках среднестатистических данных объяснять индивидуальные особенности роста и развития. В плане сказанного предполагалось наряду со среднестатистическими параметрами морфофункциональных особенностей развивающегося организма больше обращать внимание на динамику индивидуальных величин, позволяющих решать ряд практических задач.

Столь глубокая морфофункциональная оценка состояния ребенка поможет избежать ошибок при интерпретации результатов исследований и сделает более безупречными рекомендации по организации режимов спортивной тренировки в детском, подростковом и юношеском возрастах.

В детской спортивной физиологии большинство работ выполнено с помощью однократного обследования. Мало сведений, учитывающих наряду с календарным и биологический возраст. Все эти практически и теоретически пока еще нерешенные вопросы и определили цели и задачи нашего исследования.

Цель работы. Теоретически и экспериментально обосновать концептуальную модель онтогенетического развития в условиях расширенного двигательного режима, проследить рост и развитие де-

тей и подростков в зависимости от направленности учебно-тренировочного процесса; рассмотреть вопросы организации оптимального двигательного режима на отдельных этапах онтогенеза с учетом мор-фофизиологического статуса ребенка.

Задачи исследования.

1. Изучить в многолетней динамике особенности соматического и полового развития детей, подростков, юношей, занимающихся и не занимающихся спортом.

2. Вскрыть специфические ростовые тенденции каждого конкретного ребенка в зависимости от индивидуального варианта его полового развития, установить периоды сопряженной изменчивости морфо.-. метрических показателей и работоспособности организма.

3. Выявить возрастную динамику общей физической работоспособности у мальчиков в период от 9 до 17 лет; охарактеризовать регуляторные механизмы, лежащие в основе возрастных изменений показателей работоспособности.

4. Провести физиологический анализ достигнутого уровня тренированности юных спортсменов при различных учебно-тренировочных программах; определить функциональную подготовленность их к спортивной деятельности в зависимости от возраста и стадии полового созревания; указать сенситивные периоды для развития тренированности.

5. Установить причины отсева из спортивных секций детей и подростков; изучить возможные пути коррекции физических нагрузок юных спортсменов при симптомах дезадаптации; определить оптимальное время (возраст, стадия) начала ранней спортивной специализации.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Модель онтогенетического развития детей и подростков в условиях различных двигательных режимов: общие и специфические особенности роста и развития у незанимающихся специально спортом школьников и занимающихся по различным тренировочным программам.

2. Концепция гетерохронного развития общей физической работоспособности и наличия физиологических "зон риска" на этапе полового созревания.

3. Гетерогенность форм физического развития в зависимости от двигательного режима, вида спорта, направленности тренировочного процесса и индивидуальных особенностей полового созревания.

4. Изменение стратегии адаптации к тренировочным и тестирующим нагрузкам у детей и подростков в период от 9 до 17 лет; роль соматотропного гормона в процессах адаптации.

Научная новизна. Впервые использовано сочетание нескольких организационных форм обследования: непосредственные наблюдения (до, во время и после окончания тренировочных занятий), метод контрольных медико-биологических тестов, однократное обследование детей в широком онтогенетическрм плане с последующим обобщением полученных результатов (генерализующий метод), многолетнее обследование одних и тех же детей в течение тренировочных макроциклов (лонгитюдинальный метод).

Показано, что генетически детерминированные закономерности онтогенеза не столь постоянны и устойчивы во временных и количественных характеристиках. Регулярные занятия спортом вносят определенные изменения в естественный ход онтогенетического развития ребенка. Степень изменений зависит от силы и длительности физического воздействия, а также от возрастного периода, на который приходится спортивный тренинг.

Впервые в процессе лонгитюдинальных исследований представлены данные о дискретной природе адаптивных изменений и ритмической организации процессов адаптации в ходе онтогенетического развития детей и подростков. Сделан вывод, что биологической основой работоспособности является не столько фактор роста, сколько фактор дифференцировки. Реально это означает, что динамика соматического развития не всегда согласуются с динамикой общей физической работоспособности. Необходимо проводить коррекцию и регламентацию тренировочных нагрузок исходя прежде всего из логики соматического развития.

Впервые проведен дифференцированный анализ морфофункциональ-ного развития каждого конкретного ребенка в зависимости от индивидуальных различий сроков и темпов полового созревания, на основании чего выяснены дополнительные механизмы регуляции роста и физической работоспособности. Выявлены некоторые отрицательные проявления процесса полового созревания, когда при переходе из одной стадии в другую складывается негативная адаптивная ситуация и диапазон приспособляемости к физическим нагрузкам меняется.

Получены новые дополнительные факты, позволяющие углубить или по-новому оценить сложившееся представление о гормональной регуляции роста в процессе полового созревания. Показано, что существуют принципиальные различия в характере соматического развития при двух самых крайних индивидуальных вариантах полового развития (индивидуальная акселерация и индивидуальная ретардация). При этом обнаружена гетерогенность форм соматического развития в случае ретардированного и акселерированного пубертата наряду с известными классическими соматотипами (долихоморфным и брахиморфным) , что позволяет предположить и другие, ранее в литературе не

рассматриваемые, механизмы регуляции ростовых процессов.

Расширены современные представления о роли соматотропина в процессах адаптации.

С целью более эффективного решения проблемы возраста, в котором следует привлекать детей для начальных занятий спортом, впервые наряду с календарным возрастом введен критерий биологического возраста.

Теоретическая значимость. Использование системного подхода позволит спрогнозировать степень риска возникновения физического перенапряжения на отдельных этапах развития, конкретизировать по срокам и продолжительности сенситивные периоды, когда организм наряду с высокими функциональными возможностями обладает и высокой способностью к тренированности.

Многолетний эксперимент на одной и той же популяции детей и подростков, занимающихся спортом, дает возможность не только выявить