На правах рукописи
ВАГАПОВА АЛЬБИНА МУРАТОВНА
ВЛИЯНИЕ СПОСОБОВ ПЛАВАНИЯ НА ПОКАЗАТЕЛИ НАСОСНОЙ ФУНКЦИИ СЕРДЦА ЮНЫХ ПЛОВЦОВ
03.00.13 – физиология
АВТОРЕФЕРАТ
на соискание ученой степени
кандидата биологических наук
Казань – 2009
Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования "Татарский государственный гуманитарно-педагогический университет"
Научный руководитель: | кандидат биологических наук, доцент |
Официальные оппоненты: | доктор биологических наук, профессор |
доктор биологических наук, профессор | |
Ведущая организация: | ГОУ ВПО "Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова" Факультет фундаментальной медицины |
Защита состоится " 22 " сентября 2009 года на заседании диссертационного совета Д 212.078.02 при ГОУ ВПО "Татарский государственный гуманитарно-педагогический университет" г. Казань, ул. Татарстан, 2.
С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ГОУ ВПО Татарского государственного гуманитарно-педагогического университета по адресу: .
Автореферат разослан "_____" ______________2009 года.
Ученый секретарь диссертационного Совета доктор медицинских наук, профессор |
|
|
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность исследования
Влияние различных режимов двигательной активности на показатели насосной функции сердца развивающегося организма изучалось в работах известных отечественных и зарубежных ученых (, 1985, 1999; , 1991, , 1991; , 1993; , 1995; , 1998; , 1999; , 2002, 2006; , 2003; , 2005; , 2006; K. C.Brown,1980; L. B.Rowell, 1986; M. G.Hopkins et. al., 1996; M. Halle, 1999 и др.). Изучению частоты сердечных сокращений, ударного объема крови, минутного объема кровообращения детей и подростков, как в покое, так и при выполнении мышечных нагрузок различной мощности, посвящено значительное число работ (, 1980; , 1982; , , 1998; , 2000; 2003; , 2000; , 2000; , 2003; , 2006; , 2008; , 2008; , 2008 и др.). В настоящее время в связи с развитием спорта среди детей и подростков весьма актуальным является изучение насосной функции сердца в процессе многолетней подготовки юных спортсменов при занятиях различными видами спорта, к которым относится и спортивное плавание.
Систематические занятия плаванием имеют ряд физиологических особенностей, которые определяются горизонтальным положением тела пловца, механическими факторами, связанными с движением в воде, большой теплоемкостью и сопротивлением воды. Относительная невесомость тела в воде разгружает опорно-двигательную систему, и этим определяются особенности влияния мышечных тренировок на двигательную подготовку занимающихся. Циклические виды движений, связанные с работой мышц, давление воды на подкожное венозное русло, глубокое диафрагмальное дыхание – все это способствует притоку крови к сердцу и в целом оказывает существенное влияние на функциональное состояние сердца (Д. Каунсилмен, 1982; , 1996, 2004; , 1997; , 2004). Исследования последних лет, проведенные на пловцах, показывают, что физическая и функциональная подготовленность, а также особенности телосложения занимающихся влияют на скорость преодоления дистанции разными способами плавания (, 1997; , 2000; , 2005; , 2008; , 2009). На физическое развитие и физическую подготовленность детей и подростков, занимающихся разными способами плавания, влияет объем и интенсивность тренировочных нагрузок. Рядом авторов изучалось влияние различных способов плавания, в частности, кроль на груди и брасс, на показатели дыхательной, сердечно-сосудистой системы (, 1975; , 1990; , 1993; , 2004; , 2009; W. Sweetenham, J. Atkinson, 2003). Из научной литературы известно, что наиболее выраженные изменения частоты сердечных сокращений и ударного объема крови у детей, занимающихся различными видами спорта, наблюдались на начальном этапе спортивных тренировок (, 1986; , 1998; , 2001; 2003; , 2005). Исследования показателей насосной функции сердца пловцов в процессе многолетней подготовки, особенно на этапе углубленной специализации в способе кроль на груди и способе брасс малочисленны. Это и определило актуальность нашего исследования.
Цель исследования: изучение особенностей насосной функции сердца юных пловцов, специализирующихся в различных способах плавания на этапах многолетней спортивной подготовки.
Задачи исследования:
1. Изучить насосную функцию сердца детей 8-13-летнего возраста, занимающихся плаванием на этапе начальной и специальной подготовки.
2. Определить влияние способов плавания кроль на груди и брасс на показатели частоты сердечных сокращений, ударного объема крови, минутного объема кровообращения подростков 14-17-летнего возраста в условиях относительного покоя.
3. Изучить показатели частоты сердечных сокращений, ударного объема крови, минутного объема кровообращения детей 8-13 лет, занимающихся плаванием при выполнении функциональной нагрузки в виде теста PWC170.
4. Определить показатели насосной функции сердца пловцов 14-17-летнего возраста, специализирующихся в плавании способом кроль на груди и брасс, при выполнении функциональной нагрузки в виде теста PWC170.
5. Выявить особенности физической работоспособности у детей и подростков, занимающихся плаванием.
Научная новизна.
Впервые исследовались изменения насосной функции сердца юных пловцов 8-13-летнего возраста, занимающихся плаванием в процессе многолетней спортивной подготовки, а также специализирующихся в способе плавания кроль на груди и брасс в возрасте 14-17 лет, при выполнении функциональной пробы PWC170.
Впервые выявлено, что при выполнении велоэргометрической нагрузки у юных пловцов в возрастном диапазоне от 8 до 13 лет наибольшее увеличение ударного объема крови происходит на этапе начальной подготовки в возрасте 8-9 лет.
Впервые установлено, что у пловцов 14-17-летнего возраста, специализирующихся в способе кроль на груди, выявлены значительные изменения частоты сердечных сокращений, ударного объема крови и минутного объема кровообращения в условиях относительного покоя и при выполнении функциональной нагрузки в виде теста PWC170, чем у специализирующихся в плавании способом брасс.
Теоретическое и практическое значение работы.
Полученные данные об особенностях изменения частоты сердечных сокращений, ударного объема крови и минутного объема кровообращения пловцов дополняют представления о закономерностях становления показателей насосной функции сердца детей, занимающихся спортом. Результаты исследований могут быть использованы при чтении лекций по возрастной физиологии, проведении практических занятий по теории и методике физической культуры, теории спортивной тренировки, а также в организации и проведении занятий по плаванию. Знания особенностей насосной функции сердца детей и подростков 8-17 лет, занимающихся плаванием, могут быть использованы тренерами по плаванию в учебно-тренировочном процессе, при выборе объема и интенсивности физических нагрузок с учетом специализации в способе плавания.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Показатели частоты сердечных сокращений, ударного объема крови и минутного объема кровообращения у пловцов 8-17 лет в условиях относительного покоя и при выполнении функциональной нагрузки в виде теста PWC170 изменяются в зависимости от уровня их спортивной подготовленности.
2. Показатели насосной функции сердца подростков 14-17-летнего возраста, занимающихся плаванием, изменяются в зависимости от специализации в способах плавания.
Апробация работы.
Основные материалы диссертации докладывались на ежегодных итоговых научных конференциях профессорского–преподавательского состава, молодых ученых и специалистов Татарского государственного гуманитарно-педагогического университета (Казань, 2005, 2006, 2007, 2008, 2009); на V Всероссийской конференции с международным участием, посвященной 100-летию со дня рождения "Механизмы функционирования висцеральных систем" (Санкт-Петербург, 2007); во время работы Четвертой Всероссийской с международным участием школы-конференции по физиологии кровообращения (Москва, 2008); на IX Всероссийской научно-теоретической конференции "Физиологические механизмы адаптации растущего организма" (Казань, 2008).
Структура и объем диссертации.
Диссертация состоит из введения, обзора литературы, собственных исследований и их обсуждения, заключения, выводов, списка использованной литературы. Работа изложена на 173 страницах, иллюстрирована 13 рисунками и содержит 8 таблиц. Список литературы включает 282 источников, из которых 41 иностранных авторов.
ОРГАНИЗАЦИЯ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
Нами были обследованы дети 8-17-летнего возраста, занимающиеся плаванием в ДЮСШ г. Казани, имеющие различный уровень физической подготовленности – от начинающих заниматься систематическими мышечными тренировками до мастеров спорта. А также школьники, обучающиеся в средней общеобразовательной школе № 000 г. Казани. В обследовании приняли участие 118 мальчиков. Исследование проводилось на одних и тех же детях в течение трех лет с согласия родителей и по согласованию с тренерами спортивной школы плавания.
В контрольную группу вошли мальчики 8-17-летнего возраста, не занимающиеся спортом. Экспериментальную группу составили дети 8-17-летнего возраста, занимающиеся плаванием на этапе начальной и специальной подготовки. Пловцы 14-17 лет на этапе углубленной специализации были разделены на две подгруппы в зависимости от способа плавания: кроль на груди и брасс. Все испытуемые по состоянию здоровья входили в основную медицинскую группу. Работа проводилась на базе научной лаборатории "Физиология физических упражнений и спорта" факультета физической культуры Татарского государственного гуманитарно-педагогического университета.
Для оценки функционального состояния сердца использованы следующие методы: тетраполярная грудная реография и функциональная проба PWC170. При регистрации использовался современный аналогово-цифровой преобразователь MacLab/ 4е, разработанный австралийской фирмой ADInstruments. В ходе наших исследований анализировались антропометрические данные, жизненная емкость легких (ЖЕЛ), "жизненный индекс" (ЖИ), мышечная сила рук (МС); изучались частота сердечных сокращений (ЧСС), ударный объем крови (УОК), минутный объем кровообращения (МОК). Величина УОК рассчитывалась по формуле W. Kubicek et al 1966, в модификации с соавт. (1980).
Функциональная проба в виде теста PWCI70 рекомендована Всемирной организацией здравоохранения для оценки физической работоспособности человека. Физическая нагрузка выполнялась в виде педалирования (60 об/мин) на велоэргометре Kettler Erg Racer с компьютерной установкой Ergo-Konzept. Первую мышечную нагрузку испытуемые выполняли в течение 5-ти минут, мощность первой нагрузки составила 6 кгм/мин (1 Вт) на 1 кг массы тела для детей 8-13-летнего возраста и 9 кгм/мин (1,5 Вт) на 1 кг массы тела для подростков 14-17-летнего возраста. Мощность второй нагрузки определялась в зависимости от мощности первой нагрузки и ЧСС во время ее выполнения по таблице (, 1986).
Показатель физической работоспособности рассчитывался по формуле:
PWC170 = Н1 +(Н2-Н1)* (170- f1)/(f2- f1) , (кГм/мин),
где PWC170 – физическая работоспособность при частоте сердечных сокращений 170 уд/мин; H1 и Н2 – соответственно мощности первой и второй нагрузок; f1 и f2 – частота сердечных сокращений в конце первой и второй нагрузки. Статистическая обработка полученных данных проводилась общепринятыми методами вариационной статистики с применением пакета программ Сhart, Сlaris Works и IGOR Pro и Microsoft Excel 2003. Для сравнительного анализа был использован t – критерий Стьюдента.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Показатели насосной функции сердца юных пловцов 8-13 лет
в условиях относительного покоя
Нами анализировалась частота сердечных сокращений детей 8-13-летнего возраста, занимающихся плаванием, в условиях относительного покоя. Частота сердцебиений у детей 8-9-летнего возраста контрольной группы составила 91,05±1,84 уд/мин, у детей, занимающихся плаванием на этапе начальной подготовки, данный показатель на 6,09 уд/мин меньше (р<0,05) (Таблица 1). В контрольной группе детей 12-13-летнего возраста уменьшение ЧСС составило 4,61 уд/мин, по сравнению с предыдущим возрастом (р<0,05). В экспериментальной группе данного возраста на этапе специальной подготовки выявлено существенное урежение ЧСС, разница с данными контрольной группы составила 10,20 уд/мин (р<0,05). Исследования показали, что с возрастом, под воздействием систематических мышечных тренировок плаванием происходит более существенное урежение частоты сердечных сокращений в экспериментальной группе. Так, в возрастном диапазоне 8-13 лет у юных пловцов урежение ЧСС составило 15%, у не занимающихся спортом – 10%. Наибольшая разница по ЧСС между экспериментальной и контрольной группой зафиксирована в 12-13-летнем возрасте (р<0,05). Вероятно, данный факт объясняется прежде всего возрастными особенностями организма детей, а также различием в содержании и методике тренировок пловцов на этапе начальной и специальной подготовки.
Одним из показателей насосной функции сердца является ударный объем крови. В ходе наших исследований было выявлено, что у детей 8-9 лет, не занимающихся спортом, показатель систолического объема крови составляет 31,28±1,91 мл. В группе юных пловцов показатели УОК на 13,85 мл больше по сравнению с контрольной группой (р<0,05). В экспериментальной группе 12-13-летнего возраста показатели УОК на 18,05 мл больше, чем в контрольной группе детей данного возраста (р<0,05). На фоне урежения частоты сердечных сокращений самые высокие показатели ударного объема крови выявлены у мальчиков экспериментальной группы 12-13 лет, что обусловлено видом спорта, направленного на развитие выносливости. Суммарный прирост УОК у детей, занимающихся плаванием, в процессе мышечных тренировок составил 19,11 мл (р<0,05). При этом у детей контрольной группы в процессе естественного роста и развития к 12-13-летнему возрасту систолический выброс крови увеличился на 14,91 мл (р<0,05). Наибольшая разница УОК между контрольной и экспериментальной группами выявлена на этапе начальной подготовки в 8-9 лет, разница составила 44%. Сравнивая изменения частоты сердцебиения и ударного объема крови у юных пловцов, можно отметить, что эти два показателя изменяются разнонаправленно: ЧСС значительно урежается на этапе специальной подготовки, а УОК увеличивается в большей степени на этапе начальной подготовки. У пловцов более выраженное изменение претерпевает УОК и несколько меньше – ЧСС. Минутный объем кровообращения в экспериментальной группе с 8 до 13 лет увеличился на 0,88 л/мин, в контрольной группе на 0,99 л/мин (р<0,05). Наибольшая разница по показателю МОК между исследуемыми группами выявлена у детей 8-9-летнего возраста и составила 34%. Наибольшее значение минутного объема кровообращения в возрастном диапазоне с 8 до 13 лет выявлено в 12-13-летнем возрасте у мальчиков экспериментальной группы. По нашим данным, показатель сердечного индекса у детей 8-9-летнего возраста экспериментальной группы составляет 3,70±0,07 мл/мин*м2, это на 0,93 мл/мин*м2 выше, чем в контрольной группе (р<0,05). В целом, резюмируя результаты наших исследований, следует отметить, что изменение показателей ЧСС, УОК и МОК в значительной степени зависят от возраста и претерпевают значительные изменения в процессе мышечных тренировок. Так, у юных пловцов в возрасте 12-13 лет, систематически занимающихся плаванием, на этапе специальной подготовки выявлено значительное уменьшение частоты сердечных сокращений. При этом значительное увеличение ударного объема крови и минутного объема кровообращения, по сравнению с мальчиками, не занимающимися спортом, выявлено у детей 8-9 лет на этапе начальной подготовки.
Таблица 1
Показатели насосной функции сердца юных пловцов,
в условиях относительного покоя
Группы испытуемых | Возраст (лет) | Коли-чест-во (n) | ЧСС (уд/мин) | УОК (мл) | МОК (л/мин) |
контрольная | 8-9 | 27 | 91,05±1,84 | 31,28±1,91 | 2,85±0,11 |
экспериментальная | 24 | 84,96±1,75* | 45,13±1,76* | 3,82±0,08* | |
контрольная | 10-11 | 26 | 87,75±1,18 | 38,21±1,37# | 3,35±0,12# |
экспериментальная | 22 | 79,48±1,41*# | 53,38±1,43*# | 4,24±0,17# | |
контрольная | 12-13 | 26 | 83,14±1,09# | 46,19±1,45# | 3,84±0,15 |
экспериментальная | 22 | 72,94±1,62*# | 64,24±1,57*# | 4,70±0,14*# |
Примечание: * – достоверные различия между экспериментальной и контрольной группами (р<0,05); # – достоверные различия между возрастными группами (р<0,05)
Частота сердечных сокращений юных пловцов 8-13 лет
при выполнении функциональной нагрузки в виде теста PWC170
В условиях воздействия на развивающийся организм мышечных тренировок различного диапазона мощности значительный интерес представляет определение функциональных возможностей всего организма (, , 1998). При выполнении функциональной пробы PWC170 показатели ЧСС в положении "сидя на велоэргометре до нагрузки" у детей 8-9-летнего возраста контрольной группы составили 92,82±2,21 уд/мин (Таблица 2). У занимающихся спортивным плаванием ЧСС на 6,71 уд/мин меньше, что является достоверной разницей. В экспериментальной группе в 10-11 лет ЧСС урежается до 80,18±1,35 уд/мин (р<0,05). В 12-13-летнем возрасте ЧСС у юных пловцов самая низкая и составляет 73,25±1,12 уд/мин, это на 11,71 уд/мин меньше, чем у детей контрольной группы (р <0,05). При сравнении показателей ЧСС детей экспериментальной группы 8-9 и 12-13 лет разница составила 13 уд/мин (р<0,05). Данная разница значительно больше, чем между показателями ЧСС контрольной группы. В положении "сидя до нагрузки" в 8-9-летнем возрасте показатель ЧСС в экспериментальной группе на 8% ниже, чем в контрольной группе, к 13-летнему возрасту урежение составило 18%.
При выполнении 1-ой велоэргометрической нагрузки у детей 8-9-летнего возраста контрольной группы ЧСС увеличивается на 46,71 уд/мин по сравнению с исходными данными (р<0,05). У юных пловцов данного возраста ЧСС увеличилась на 45,14 уд/мин (р<0,05). В контрольной группе детей 10-11 лет показатели ЧСС к концу 1-ой мышечной нагрузки увеличились на 49,21 уд/мин, в экспериментальной на 37,40 уд/мин (р<0,05). Первая мышечная нагрузка привела к значительному увеличению ЧСС во всех группах испытуемых, наименьшие показатели ЧСС в конце первой мышечной нагрузки были выявлены у детей 12-13-летнего возраста экспериментальной группы (111,47±3,09 уд/мин). Реакция ЧСС у детей контрольной группы на велоэрогометрическую нагрузку намного выше (55%), чем у мальчиков экспериментальной группы. С возрастом реакция ЧСС на мышечную нагрузку как в контрольной, так и в экспериментальной группах уменьшается, при этом у занимающихся плаванием сдвиги более значительны.
После выполнения второй мышечной нагрузки во всех исследуемых группах ЧСС восстанавливается к пятой минуте. Однако в 12-13-летнем возрасте у мальчиков экспериментальной группы восстановление данного показателя выявлено на 4-ой минуте. Анализируя показатели ЧСС у детей 8-13-летнего возраста, занимающихся плаванием, мы выявили, что существенное урежение ЧСС на первую нагрузку произошло у испытуемых 8-9 лет на этапе начальной подготовки, а на вторую нагрузку – 12-13 лет, на этапе специальной подготовки. В контрольной группе значительное увеличение ЧСС на первую нагрузку выявлено в 10-11 лет, на вторую мышечную нагрузку в 12-13 лет. В ходе анализа всех исследуемых групп наименьшие показатели ЧСС выявлены у пловцов, что является статистически достоверной разницей. Наибольшая разница между группами выявлена в 12-13-летнем возрасте (р<0,05).
Таблица 2 Частота сердечных сокращений юных пловцов при выполнении функциональной нагрузки в виде теста PWC170 (уд/мин) | Восстановительный период после второй нагрузки | 5` | 96,08± | 87,81± | 93,52± | 77,98± | 86,72± | 69,35± | Примечание: * – достоверные различия между экспериментальной и контрольной группами (р<0,05), # – достоверные различия между возрастными группами (р<0,05); ♦ – достоверность различий между показателями "сидя на велоэргометре" и первой и второй мышечными нагрузками (р<0,05); ▲ – достоверность различий показателей между первой и второй мышечными нагрузками (р<0,05); ▲▲ – достоверность различий между показателями "сидя на велоэргометре" и минутами восстановления (р<0,05). |
4` | 107,75± | 97,83± | 103,44± | 90,17± | 97,85± | 75,36± | |||
3` | 117,08± | 108,22± | 112,81± | 87,81± | 103,54± | 84,24± | |||
2` | 122,79± | 116,05± | 125,61± | 106,55± | 118,72± | 98,58± | |||
1` | 151,79± | 137,08± | 146,22± | 139,94± | 138,84± | 123,06± | |||
В конце второй нагрузки | 176,75± | 167,08± | 170,64± | 161,78± | 168,98± | 156,36± | |||
Восстановительный период после первой нагрузки | 3` | 97,34± | 88,51± | 89,53± | 78,65± | 84,88± | 75,58± | ||
2` | 102,21± | 95,71± | 94,43± | 83,85± | 92,88± | 83,16± | |||
1` | 117,41± | 109,51± | 106,17± | 95,47± | 115,84± | 92,99± | |||
В конце первой нагрузки | 139,53± | 131,25± | 137,35± | 117,58± | 131,27± | 111,47± | |||
Сидя на велоэргометре, до нагрузки | 92,82± | 86,11± | 88,14± | 80,18± | 84,96± | 73,25± | |||
n, кол-во | 24 | 27 | 26 | 22 | 26 | 22 | |||
Возраст (лет) | 8-9 | 10-11 | 12-13 | ||||||
Группы испытуемых | контрольная | экспериментальная | контрольная | экспериментальная | контрольная | экспериментальная |
После выполнения второй мышечной нагрузки во всех исследуемых группах ЧСС восстанавливается к пятой минуте. Однако в 12-13-летнем возрасте у мальчиков экспериментальной группы восстановление данного показателя выявлено на 4-ой минуте. Анализируя показатели ЧСС у детей 8-13-летнего возраста, занимающихся плаванием, мы выявили, что существенное урежение ЧСС на первую нагрузку произошло у испытуемых 8-9 лет на этапе начальной подготовки, а на вторую нагрузку – 12-13 лет, на этапе специальной подготовки. В контрольной группе значительное увеличение ЧСС на первую нагрузку выявлено в 10-11 лет, на вторую мышечную нагрузку в 12-13 лет. В ходе анализа всех исследуемых групп наименьшие показатели ЧСС выявлены у пловцов, что является статистически достоверной разницей. Наибольшая разница между группами выявлена в 12-13-летнем возрасте (р<0,05).
Ударный объем крови юных пловцов 8-13 лет при выполнении функциональной нагрузки в виде теста PWC170
Показатели УОК выражают эффективность работы сердца, а также возможности обеспечения кровью работающих тканей и органов. Ударный объем крови у детей, занимающихся плаванием, в положении "сидя до нагрузки" составляет 46,27±1,92 мл (р<0,05). В процессе систематических занятий плаванием произошло увеличение показателей УОК у мальчиков 10-11 лет экспериментальной группы на 9,64 мл (р<0,05). В контрольной группе детей 12-13 лет УОК в положении "сидя до нагрузки" составил 49,93±1,56 мл, в экспериментальной группе данный показатель на 16,78 мл больше (р<0,05). Систолический объем крови у юных пловцов значительно больше, чем в контрольной группе детей, наибольшая разница данного показателя – 17 мл выявлена между группами в 12-13-летнем возрасте (р<0,05). При выполнении 1-ой мышечной нагрузки у детей 8-9-летнего возраста контрольной группы УОК увеличился на 12,73 мл, у юных пловцов на 15,49 мл больше, чем в исходном положении "сидя до нагрузки" (р<0,05). В контрольной группе детей 10-11-летнего возраста показатели УОК увеличились на 16,17 мл, у мальчиков 10-11 лет экспериментальной группы систолический объем крови увеличился относительно исходных величин на 13,29 мл (р<0,05). У детей 12-13-летнего возраста экспериментальной группы показатель систолического объема крови в конце выполнения 1-ой мышечной нагрузки по сравнению с данными юных пловцов 8-9-летнего возраста на 24,20 мл выше (р<0,05). При сравнении показателей в конце первой мышечной нагрузки у детей 8-9 и 12-13 лет контрольной группы было выявлено увеличение УОК на 39% (р<0,05). Данная разница значительно меньше, чем между показателями УОК детей экспериментальной группы.
На основании полученных нами данных можно утверждать, что в процессе мышечных тренировок плаванием УОК на первую мышечную нагрузку у детей в возрастном диапазоне с 8 до 13 лет увеличивается в большей степени в 8-9 лет. Восстановление УОК после первой мышечной нагрузки в контрольной группе мальчиков 10-11- и 12-13-летнего возраста произошло на третьей минуте. В возрасте 8-9 и 10-11 лет в экспериментальных группах восстановление УОК до исходных величин происходит на второй минуте, а в 12-13 лет – на третьей минуте. При выполнении второй мышечной нагрузки происходит увеличение систолического объема крови, наибольшее увеличение произошло в 12-13-летнем возрасте. В экспериментальной группе в возрасте 8-13 лет систолический объем крови на достоверную величину оказался выше, чем в контрольной. В контрольной группе детей 10-11-летнего возраста показатель УОК к концу выполнения второй мышечной нагрузки на 9,41 мл выше, чем у детей 8-9 лет данной группы (р<0,05). В экспериментальной группе данный показатель увеличивается на 12,83 мл по сравнению с первой мышечной нагрузкой (р<0,05). Наибольшее увеличение УОК произошло в 12-13-летнем возрасте. В то же время наибольший рост УОК (52%) у юных пловцов на вторую мышечную нагрузку по сравнению с исходной величиной выявлен в 8-9 лет. В экспериментальной группе детей 8-9 и 10-11 лет восстановление УОК до исходного уровня происходит уже на второй минуте, в 12-13 лет на третьей минуте. В процессе выполнения мышечной нагрузки в виде теста PWC170 показатели ударного объема крови в конце второй мышечной нагрузки намного выше, чем в конце первой во всех исследуемых группах. Таким образом, у юных пловцов 8-13 летнего возраста, выявлен более высокий уровень УОК, как в положении "сидя до нагрузки", так и при выполнении функциональной нагрузки в виде теста PWC170, по сравнению с детьми данного возраста, не занимающимися спортом (р<0,05).
Минутный объем кровообращения юных пловцов 8-13 лет
при выполнении функциональной нагрузки в виде теста PWC170
Минутный объем кровообращения является интегральным показателем насосной функции сердца и зависит от частоты сердечных сокращений и ударного объема крови. Минутный объем кровообращения в положении "сидя до нагрузки" у детей 8-9 летнего возраста контрольной группы составляет 3,12±0,29 л/мин. В то же время у детей данного возраста, занимающихся плаванием, показатель сердечного выброса равен 3,98±0,21 л/мин (р<0,05). У детей 10-11-летнего возраста экспериментальной группы МОК на 0,50 л/мин выше, чем у детей 8-9 лет данной группы (р<0,05). Сердечный выброс у детей, занимающихся плаванием, при выполнении первой мышечной нагрузки в большей степени увеличивается в возрасте 12-13 лет. При выполнении первой велоэргометрической нагрузки у детей 8-9 лет контрольной группы МОК увеличился и составил 6,45±0,57 л/мин. Разница между группами данного возраста по показателю МОК в конце первой мышечной нагрузки составила 1,66 л/мин (р<0,05). У мальчиков 12-13 лет контрольной группы данная величина во время первой мышечной нагрузки по сравнению с показателем до нагрузки увеличилась на 4,22 л/мин, в то же время у юных пловцов она составила 4,69 л/мин. У детей 12-13 лет контрольной группы показатели МОК в конце выполнения 1-ой мышечной нагрузки на 2,03 л/мин выше, чем у детей 8-9- летнего возраста и на 0,56 л/мин выше, чем у мальчиков 10-11 лет. Таким образом, нами выявлено, что показатели МОК в 8-9- и 12-13-летнем возрасте в экспериментальной группе выше, чем в контрольной (р<0,05). У детей 8-9- и 10-11-летнего возраста, занимающихся плаванием, восстановление данного показателя после выполнения первой мышечной нагрузки происходит на второй минуте, в последующих возрастах на третьей минуте восстановительного периода. В конце второй мышечной нагрузки в контрольной группе 8-9-летнего возраста МОК по сравнению с данными во время первой мышечной нагрузки увеличился на 2,93 л/мин, в экспериментальной группе на 3,63 л/мин (р<0,05). У юных пловцов в возрасте 10-11 лет показатель МОК на 2,61 л/мин выше, чем у детей контрольной группы (р<0,05). В конце второй мышечной нагрузки наибольшая разница между исследуемыми группами выявлена в 12-13-летнем возрасте (р<0,05). Показатели минутного объема кровообращения у детей контрольной группы исследуемых возрастов восстановились к пятой минуте, в экспериментальной группе – на четвертой минуте восстановительного периода.
Таким образом, систематические мышечные тренировки оказывают существенное влияние на увеличение показателей МОК. Проведенные исследования позволили выявить особенности сердечной деятельности у юных пловцов 8-13-летнего возраста в условиях относительного покоя и после выполнения функциональной нагрузки в виде теста PWC170. Характер изменения показателей насосной функции сердца находится в зависимости от мощности выполняемой мышечной нагрузки и уровня подготовленности спортсменов.
Показатели насосной функции сердца подростков 14-17 лет, специализирующихся в различных способах плавания, в условиях относительного покоя
В ходе наших исследований подростки, занимающиеся плаванием c 14-15-летнего возраста, были разделены на две экспериментальные группы по способу плавания: кроль на груди и брасс. Согласно полученным данным в контрольной группе в возрасте 14-15 лет показатель частоты сердцебиения составил 81,42±1,80 уд/мин, у пловцов, специализирующихся в плавании способом кроль на груди на 21,2 уд/мин меньше (р<0,05). У специализирующихся в плавании кроль на груди в 14-15 лет ЧСС на 6% ниже, чем во второй экспериментальной группе, а в 16-17 лет данная разница составила 8%. С возрастом происходит наибольшее урежение ЧСС у специализирующихся в плавании способом кроль на груди (р<0,05). В процессе многолетних мышечных тренировок у пловцов происходит более выраженное изменение ЧСС, чем у не занимающихся спортом. Видимо, это объясняется влиянием упражнений циклического характера, которые способствуют урежению ЧСС. Показатели УОК в условиях относительного покоя увеличиваются, как в экспериментальных, так и в контрольной группах. В контрольной группе 14-15-летнего возраста показатели ударного объема крови составляют 58,04±1,28мл, у специализирующихся в плавании способом кроль на груди показатели на 20,89 мл выше (р<0,05). В 16-17-летнем возрасте у специализирующихся в плавании кроль на груди УОК на 24,22 мл выше, чем у подростков контрольной группы данного возраста (р<0,05). У пловцов 14-17-летнего возраста, специализирующихся в плавании способом кроль на груди, УОК больше, чем у специализирующихся способом брасс (р<0,05). В 14-15-летнем возрасте разница МОК между экспериментальными группами составила 7%, к 16-17 годам произошло незначительное увеличение. Анализ минутного объема кровообращения контрольной и экспериментальной групп выявил самые высокие показатели у специализирующихся в плавании способом кроль на груди.
Таким образом, у подростков 14-17-летнего возраста специализирующихся способом плавания кроль на груди, в условиях относительного покоя, частота сердечных сокращений меньше, а ударный объем крови больше, чем у специализирующихся в плавании способом брасс того же возраста.
Частота сердечных сокращений подростков 14-17 лет,
специализирующихся в различных способах плавания,
при выполнении функциональной нагрузки в виде теста PWC170
Частота сердечных сокращений позволяет оценить изменения функционального состояния сердца как в условиях относительного покоя, так и при мышечной деятельности. У испытуемых 14-15 лет контрольной группы в положении "сидя на велоэргометре" частота сердечных сокращений до нагрузки составляет 83,87±1,31 уд/мин (Рис.1). У специализирующихся в плавании способом кроль на груди ЧСС на 22,75 уд/мин меньше, чем в контрольной группе и на 5,32 уд/мин, чем в группе специализирующихся в плавании способом брасс (р<0,05). У пловцов 16-17 лет, специализирующихся способом брасс, ЧСС на 3,93 уд/мин выше, чем у пловцов другой экспериментальной группы. При первой мышечной нагрузке у подростков 14-15 лет контрольной группы частота сердцебиений на 46,91 уд/мин больше, чем исходные данные до нагрузки (р<0,05). При этом у специализирующихся в плавании способом кроль на груди, частота сердцебиений увеличивается на 45,84 уд/мин, у специализирующихся способом брасс исследуемая величина больше на 54,92 уд/мин (р<0,05). Реакция ЧСС при выполнении первой мышечной нагрузки у подростков 16-17 лет, специализирующихся в плавании способом брасс, выше, чем у специализирующихся в способе кроль на груди. После первой мышечной нагрузки восстановление показателя ЧСС в контрольной группе до исходных величин не произошло, хотя в экспериментальных группах это наблюдалось. В конце второй велоэргометрической нагрузки наименьшие показатели ЧСС в возрасте 14-17 лет выявлены у специализирующихся в плавании способом кроль на груди. У подростков 14-15 лет контрольной группы в конце второй мышечной нагрузки частота сердечных сокращений на 38,75 уд/мин выше по сравнению с данными в конце первой мышечной нагрузки. В данном возрасте ЧСС у специализирующихся в плавании способом брасс на 11,62 уд/мин выше, чем у пловцов другой экспериментальной группы (р<0,05). У подростков 16-17 лет контрольной группы ЧСС на 37,41 уд/мин выше по сравнению с первой мышечной нагрузкой (р<0,05). Реакция ЧСС на вторую мышечную нагрузку у специализирующихся в плавании способом брасс выше, чем у специализирующихся в плавании способом кроль на груди. В контрольной группе подростков 14-15 и 16-17 лет снижение ЧСС произошло к пятой минуте восстановительного периода, тогда как у специализирующихся в плавании способом кроль на груди 14-15 лет – на четвертой минуте, а 16-17 лет – на третьей минуте, у специализирующихся в плавании способом брасс – на четвертой минуте восстановительного периода.
Рис.1. Частота сердечных сокращений при выполнении функциональной
нагрузки в виде теста PWC170
Примечание: * - достоверные различия между экспериментальной и контрольной группами (р<0,05); # - достоверные различия между возрастными группами (р<0,05); ¤ - достоверность различий между экспериментальными группами «кроль на груди» и «брасс»
Таким образом, специализация в плавании оказывает влияние на время восстановления ЧСС после мышечной нагрузки. Так, у подростков 16-17 лет, специализирующихся в плавании кроль на груди, показатели ЧСС восстанавливаются раньше, чем у специализирующихся способом брасс (р<0,05). В ходе анализа всех исследуемых групп наименьшие показатели ЧСС при выполнении и при выполнении функциональной нагрузки в виде теста PWC170, выявлены у пловцов, специализирующихся в плавании способом кроль на груди (р<0,05). При этом, частота сердечных сокращений у пловцов 16-17-летнего возраста в конце мышечных нагрузок в большей степени увеличивается у подростков, специализирующихся в способе плавания брасс, чем у специализирующихся в способе кроль на груди.
Ударный объем крови и минутный объем кровообращения
подростков 14-17 лет, специализирующихся в различных способах
плавания, при выполнении функциональной нагрузки
в виде теста PWC170
Изменение ударного объема крови в основном определяется сократительной способностью миокарда. В ходе исследований показатель УОК в положении "сидя до нагрузки", у подростков 14-15 лет экспериментальной группы, специализирующихся в плавании способом кроль на груди на 21,84 мл выше, чем в контрольной группе (р<0,05). У специализирующихся в плавании способом брасс УОК на 6,33 мл ниже, чем у пловцов, специализирующихся в плавании кроль на груди (р<0,05). В конце первой мышечной нагрузки в экспериментальной группе подростков 14-15 лет, специализирующихся в плавании кроль на груди, УОК на 5,44 мл больше, чем у специализирующихся в способе брасс. У подростков контрольной группы 16-17 лет систолический объем крови в конце первой мышечной нагрузки на 11,42 мл выше, чем у подростков данной группы 14-15 лет (р<0,05). В конце первой мышечной нагрузки разница между экспериментальными группами в возрасте 16-17 лет составила 15,89 мл, а в конце второй мышечной нагрузки – 13,36 мл (р<0,05). У подростков 14-15 лет, специализирующихся в плавании кроль на груди, в конце первой мышечной нагрузки УОК увеличился на 24%, 16-17 лет – на 23%, тогда, как у специализирующихся в брассе – на 27% и 12% соответственно. В конце второй мышечной нагрузки показатели УОК у подростков 16-17 лет увеличились у специализирующихся в плавании кроль на груди на 45%, у специализирующихся в брассе – на 40%. У занимающихся плаванием 14-17 лет УОК восстанавливается до исходных величин на 4-ой минуте, 16-17 лет – на 3-ей минуте.
Таким образом, самые высокие показатели ударного объема крови в наших исследованиях при выполнении мышечных нагрузок были установлены у пловцов 16-17-летнего возраста, специализирующихся в плавании способом кроль на груди, у специализирующихся в плавании способом брасс они ниже (р<0,05).
Рис.2. Ударный объем крови при выполнении функциональной нагрузки в виде теста PWC170
Примечание: * - достоверные различия между экспериментальной и контрольной группами (р<0,05); # - достоверные различия между возрастными группами (р<0,05); ¤ - достоверность различий между экспериментальными группами «кроль на груди» и «брасс»
Минутный объем кровообращения является интегральным показателем насосной функции сердца и зависит от частоты сердечных сокращений и ударного объема крови. Существенные изменения МОК выявлены в экспериментальной группе у специализирующихся в плавании способом брасс в возрасте 14-15 лет.
У специализирующихся в плавании способом брасс 14-15 лет сердечный выброс в конце 1-ой мышечной нагрузки увеличивался на 133%, у специализирующихся в плавании кроль на груди – на 117%. В конце выполнения 2-ой мышечной нагрузки минутный объем кровообращения у подростков контрольной группы 14-15 лет увеличивался на 3,81 л/мин, а относительно исходных величин – на 7,94 л/мин. В контрольной группе исследуемого возраста восстановление МОК до исходных величин произошло на пятой минуте. В экспериментальных группах у подростков 14-15 лет восстановление произошло на четвертой минуте, а 16-17 лет – на третьей минуте.
Таким образом, существенные изменения МОК при выполнении мышечных нагрузок выявлены в экспериментальной группе у подростков 14-15 лет, специализирующихся в плавании способом брасс. Согласно нашим данным способы плавания влияют на изменение насосной функции сердца. У пловцов 16-17 лет, специализирующихся в плавании способом кроль на груди, на изменения МОК больше влияет ударный объем крови, чем частота сердечных сокращений, а у специализирующихся в брассе – частота сердечных сокращений.
Показатели физического развития и физической
работоспособности юных пловцов 8-17 лет
Физическая работоспособность характеризуется особенностями физического развития и телосложения, процессами энергообеспечения, состоянием опорно-двигательного аппарата, совершенствованием механизмов регуляции функций сердца. Физическая работоспособность отражает способность организма выполнять максимальное количество работы при определенных условиях. Плавание является одним из видов спорта, где успех в конкретном способе плавания определяется разным соотношением показателей физического развития и набором необходимых физических качеств.
Проведенное нами исследование показало, что пловцы 8-17 лет имеют более высокий уровень физического развития, чем дети незанимающиеся спортом. Значительное отличие показателей по росту тела выявлено в 14-15-летнем возрасте у пловцов, специализирующихся в плавании кролем на груди (12%), тогда как в контрольной группе 14-15 лет – 8%. Наибольшее увеличение окружности грудной клетки зафиксировано у детей экспериментальной группы в 10-11 лет (16%).
Занятия плаванием позволяют хорошо развивать дыхательную систему. По нашим данным, наибольшие показатели ЖЕЛ выявлены у пловцов 16-17 лет, специализирующихся в плавании способом кроль на груди. При этом по показателям жизненной емкости легких наибольшие изменения определены в экспериментальной группе в 10-11-летнем возрасте, а в контрольной – в 14-15-летнем возрасте.
Показатель "жизненного индекса" за период исследования в контрольной группе увеличился на 9%, в экспериментальной группе у специализирующихся в плавании способом кроль на груди – на 30%, а у специализирующихся способом брасс – на 35%. Сила кисти рук у детей, специализирующихся в плавании способом кроль на груди, больше, чем во второй экспериментальной группе. Так, у пловцов 16-17 лет, специализирующихся в способе кроль на груди, длина и масса тела, жизненная емкость легких, а также показатели силы кисти рук, больше, чем у пловцов, специализирующихся в способе брасс (р<0,05).
Известно, что физическое развитие при разных условиях определяет уровень физической работоспособности. Нами определялась физическая работоспособность у юных пловцов, занимающихся плаванием в возрасте 8-17 лет. Самые низкие показатели физической работоспособности при выполнении функциональной пробы PWC170 установлены у детей и подростков, не занимающихся спортом. В возрастном диапазоне 8-13 лет наиболее существенное увеличение показателей физической работоспособности выявлено у юных пловцов в 10-11 лет (47%), а в контрольной группе в 12-13 лет (33%). При сравнении работоспособности в исследуемых группах 14-15 и 16-17 лет наибольший показатель выявлен у подростков 16-17 лет, специализирующихся в плавании способом кроль на груди (р<0,05). У подростков данной группы 16-17 лет выявлены наибольшие изменения показателей физической работоспособности (р<0,05).
ВЫВОДЫ
1. В процессе многолетних плавательных тренировок у юных пловцов 8-13 лет установлено выраженное уменьшение частоты сердечных сокращений, по сравнению с детьми, не занимающимися спортом (15%). У детей, занимающихся плаванием в возрасте 12-13 лет, на этапе специальной подготовки выявлено значительное урежение частоты сердечных сокращений (9%).
2. В условиях относительного покоя у детей с 8 до 13 лет значительное увеличение ударного объема крови (42%) установлено у занимающихся плаванием. В возрасте 8-9 лет у юных пловцов на этапе начальной подготовки показатели ударного объема крови на 32% больше, чем у не занимающихся спортом.
3. У подростков 14-17-летнего возраста, специализирующихся в плавании способом кроль на груди, в условиях относительного покоя частота сердечных сокращений меньше, ударный объем крови больше, чем у специализирующихся в плавании способом брасс.
4. При выполнении функциональной нагрузки в виде теста PWC170 существенное изменение частоты сердечных сокращений в возрастном диапазоне 8-13 лет на первую мышечную нагрузку определено у детей 10-11 лет, не занимающихся спортом, а на вторую мышечную нагрузку – у юных пловцов 12-13 лет. Наибольшая реакция ударного объема крови и минутного объема кровообращения на данные нагрузки выявлена у юных пловцов 8-9 лет.
5. Установлено, что при выполнении функциональной нагрузки в виде теста PWC170 у пловцов 16-17-летнего возраста, специализирующихся в способе брасс, выявлено большее увеличение частоты сердечных сокращений, чем у специализирующихся в способе плавания кроль на груди.
6. Минутный объем кровообращения при выполнении функциональной нагрузки в виде теста PWC170 у пловцов 16-17 лет, специализирующихся в плавании способом кроль на груди, в большей степени зависит от ударного объема крови, чем от частоты сердечных сокращений. У специализирующихся в плавании способом брасс более значительное влияние на изменение минутного объема кровообращения оказывает частота сердечных сокращений, чем ударный объем крови.
7. У детей и подростков 8-17 лет в процессе многолетних плавательных тренировок выявлено увеличение показателей физической работоспособности. Специализация в плавании, начиная с 14-15-летнего возраста, вызывает наиболее выраженные изменения физической работоспособности у пловцов в возрасте 16-17 лет. У подростков 16-17 лет, специализирующихся в плавании способом кроль на груди, показатели физической работоспособности на 16% больше, чем у подростков того же возраста, специализирующихся в способе брасс.
Список работ, опубликованных по материалам диссертации:
1. Вагапова, функция сердца пловцов на различных этапах спортивной подготовки / , // Материалы VII Всероссийского симпозиума и школы молодых ученых, учителей "Растущий организм: адаптация к учебной и физической нагрузке". – Наб. Челны, 2004. – С.34-35.
2. Вагапова, развитие детей 11-12 лет, проживающих в различных экологических районах г. Казани / пова // Актуальные проблемы педагогики и психологии: Сборник научных трудов молодых ученных и студентов КГПУ. – Казань, 2005. – С.325-326.
3. Вагапова, насосной функции сердца детей 8-10 лет занимающихся плаванием / // Актуальные проблемы педагогики и психологии: Сборник научных трудов молодых ученных и студентов КГПУ. – Казань, 2005. – С.326-327.
4. Вагапова, организма школьников к учебным нагрузкам / , , // Научные труды I Съезда физиологов СНГ. – Сочи, Дагомыс, 2005. – Т.1. – С.153-154.
5. Вагапова, начальной подготовки пловцов / , // III Всероссийская научно-практическая конференция "Совершенствование подготовки кадров в области физической культуры и спорта, в условиях модернизации профессионального образования в России". – М., 2005. – С.42-43.
6. Вагапова, насосной функции сердца детей 8-10 лет занимающихся плаванием / // Материалы Всероссийской научной конференции "Физиология сердца", посвященной 70-летию профессора . – Казань, 2005. – С.88-90.
7. Вагапова, физического развития детей, занимающихся плаванием / , // Материалы Всероссийской научной конференции "Физиология сердца", посвященной 70-летию профессора . – Казань, 2005. – С.90-91.
8. Вагапова, плавания на физическое развитие детей / , , // Актуальные проблемы педагогики и психологии: Сборник научных трудов молодых ученных и студентов ТГГПУ. – Казань, 2006. – С.82-83.
9. Вагапова, работоспособность детей, занимающихся плаванием / , , // Тезисы VIII Всероссийского симпозиума и школы-семинара молодых ученых и учителей "Растущий организм: адаптация к физической и умственной нагрузке". – Казань, 2006. – С.40-41.
10. Вагапова, плавания на физическое развитие детей / , // "Современные проблемы обучения и воспитания физической культуре в условиях модернизации общего образования". – Уфа, 2007. – С.87-89.
11. Вагапова, развития насосной функции сердца детей 11 и 13 лет / , , // XX съезд физиологического общества им. И.П. Павлова. – М., 2007. – С.239-240.
12. Вагапова, технологии в обучении на теоретических уроках по физической культуре / , , // Международная научно-практическая конференция "ИТО-Поволжье, 2007". – Казань, 2007. – С.184-185.
13. Вагапова, показателей сердечно-сосудистой системы у школьников и гимназистов / , // "Механизмы функционирования висцеральных систем": V Всероссийская конференция с международным участием, посвященная 100-летию со дня рождения . – СПб., 2007. – С.133-134.
14. Вагапова, анализ гетерохронности становления показателей насосной функции сердца / , // Четвертая всероссийская с международным участием школы-корреляции по физиологии кровообращения. – М., 2008. – С.35.
15. Вагапова, насосной функции сердца у мальчиков, занимающихся плаванием при функциональной нагрузке / , , // Тезисы IX Всероссийской научно-теоретической конференции "Физиологические механизмы адаптации растущего организма". – Казань, 2008. – С.23-24.
16. Вагапова, мышечных нагрузок на показатели насосной функции сердца / , // Теория и практика физической культуры. М., – 2008. – №3. – С.85-88.
17. Вагапова, насосной функции сердца детей и подростков 13-15-летнего возраста / , // VI Сибирский физиологический съезд. – Барнаул, 2008. – Т.2. – С.131.
18. Вагапова, занятий плаванием на физическое развитие детей / , // Материалы Всероссийской научно-практической конференции "Формирование физической культуры и культуры здоровья, учащихся в условиях модернизации образования". – Елабуга, 2008. – С.52-54.
19. Вагапова, ударного объема крови у мальчиков, занимающихся плаванием / , , // Материалы II Международной научно-практической конференции "Адаптация биологических систем к естественным и экстремальным факторам". – Челябинск, 2008. – С.284-286.
