Влияние физических упражнений на функциональное состояние и работоспособность детей и подростков с нарушениями функций опорно-двигательного аппарата (стр. 1 )

На правах рукописи

ЕвстигнеевА Ольга вАлерьевна

ВЛИЯНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ УПРАЖНЕНИЙ

НА ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ И РАБОТОСПОСОБНОСТЬ
ДЕТЕЙ И ПОДРОСТКОВ С НАРУШЕНИЯМИ ФУНКЦИЙ
ОПОРНО-ДВИГАТЕЛЬНОГО АППАРАТА

03.03.01 – Физиология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени
кандидата биологических наук

Ульяновск – 2012

Работа выполнена на кафедре адаптивной физической культуры в Федеральном Государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Ульяновский государственный университет»

Научный руководитель:	доктор биологических наук, профессор
Официальные оппоненты:	доктор биологических наук, профессор, зав. кафедрой физиологии труда и спорта ФГБОУ ВПО «Ульяновский государственный университет»
	доктор биологических наук, профессор факультета физической культуры и восстановительной медицины ФГАОУ ВПО «Казанского (Приволжского) федерального университета»
Ведущая организация:	Федеральное государственное бюджетное учреждение «Научно-исследовательский институт физиологии» Сибирского отделения РАМН, г. Новосибирск

Защита состоится «20» апреля 2012 г. в 12:00 на заседании диссертационного совета Д 212.278.07 при ФГБОУ ВПО «Ульяновский государственный университет» по адресу: г. Ульяновск, ул. Набережная реки Свияги, д. 106, корпус 1, ауд. 703.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Ульяновского государственного университета, а с авторефератом – на сайте ВУЗа http://www.uni.ulsu.ru и на сайте Высшей аттестационной комиссии при Министерстве образования и науки Российской Федерации http://vak.ed.gov.ru

Отзывы на автореферат направлять г. Ульяновск, ул. Л. Толстого, д. 42, Ульяновский государственный университет, управление научных исследований.

Автореферат разослан «___»__________2012 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

кандидат биологических наук, доцент

I. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Негативные тенденции в состоянии здоровья детей за последнее десятилетие приобрели устойчивый характер. Сохраняется рост заболеваемости, увеличивается распространенность хронической патологии, снижается число абсолютно здоровых детей во всех возрастно-половых группах. Доля здоровых детей к окончанию школы не превышает 20-25% (Баранов, Ямпольская, 2003), а по данным некоторых авторов 4% (Потапчук, Дидур, 2001). Во всех возрастных группах детей чаще всего это нарушения зрения, опорно-двигательного аппарата, заболевания органов пищеварения. Многие специалисты рассматривают состояние опорно-двигательного аппарата (ОДА) как критерий показателя здоровья в целом, поскольку эта патология оказывает воздействие на органы и системы всего организма (Гребенникова с соавт., 2009).

В настоящее время отмечается дальнейший рост числа детей с нарушениями функций опорно-двигательного аппарата, при этом одним из наиболее распространенных заболеваний является детский церебральный паралич (ДЦП). Современные исследователи рассматривают ДЦП в совокупности с двигательными, психическими, речевыми и другими нарушениями (Семенов, 2000; Левченко, Приходько, 2001; Ратнер, 2006). Особую группу представляют дети и подростки с ДЦП легкой степени. Данная категория детей находится в пограничном состоянии между нормой и патологией. Как правило, эти дети способны самостоятельно передвигаться и полностью себя обслуживать, однако при этом в связи с неправильным перераспределением мышечного тонуса могут формироваться двигательные дефекты, порочные позы, деформации и контрактуры суставов (Бортфельд, Рогачева, 1986).

Нарушения моторных функций предполагают изменения со стороны висцеральных систем, состояние которых зависит от физической активности детей с ограниченными возможностями. В этой связи несомненный интерес представляет исследование особенностей функциональных систем организма детей с ДЦП, определяющих уровень общей физической работоспособности, что является одной из актуальных задач возрастной физиологии и медицины (Бадалян с соавт., 1988; Блюм, 2004; Козявкин с соавт., 2007). При этом актуальной прикладной задачей является не только поиск эффективных методов коррекции двигательных расстройств, но и профилактика нарушений внешнего дыхания и сердечно-сосудистой системы, определяющих функциональные возможности организма.

Цель исследования: изучить морфофункциональные особенности детей и подростков 11-16 лет с ДЦП легкой степени и влияние физических упражнений на их координационные способности, изменения кардиореспираторной системы и физическую работоспособность в течение учебного года.

В соответствии с целью были сформулированы задачи исследования:

1. Определить особенности физического развития, уровень метаболизма и состояние кардиореспираторной системы у детей и подростков с ДЦП легкой степени.

2. Изучить психэмоциональный статус и координационные способности детей и подростков 11-16 лет с ДЦП легкой степени.

3. Оценить изменения кардиореспираторной системы, физической работоспособности и координационных способностей у детей и подростков с легкой степенью ДЦП при занятиях физической культурой в динамике учебного года.

4. Определить изменения кардиореспираторной системы и физической работоспособности детей 11-12 лет с ДЦП легкой степени при занятиях легкой атлетикой.

Научная новизна работы. Проведена комплексная оценка психоэмоционального статуса, физического развития, координационных способностей и физической работоспособности детей и подростков 11-16 лет с легкой степенью ДЦП.

Получены новые данные об изменениях физического развития, возрастных особенностях метаболизма, внешнего дыхания и гемодинамики у детей и подростков с ДЦП легкой степени в динамике учебного года. Получены новые данные о влиянии занятий физической культурой на совершенствование координационных способностей, повышение резервов кардиореспираторной системы и физической работоспособности у детей и подростков обоего пола с ДЦП легкой степени. Установлено, что занятия легкой атлетикой приводят к снижению реактивности кардиореспираторной системы при стандартных нагрузках, сопровождаются улучшением координационных способностей, повышением физической работоспособности и способности к выполнению динамической работы.

Практическая значимость. Проведенные исследования расширяют возможности использования средств физической культуры для повышения резервов кардиореспираторной системы, физической работоспособности и уровня координационных способностей детей и подростков с ДЦП легкой степени.

Результаты исследования свидетельствуют о высокой эффективности легкоатлетических упражнений для повышения функциональных резервов организма, физической работоспособности и толерантности к динамической работе детей и подростков обоего пола с ДЦП легкой степени в программе реабилитации учащихся коррекционных школ.

По результатам проведенных исследований разработана программа по физической культуре для детей и подростков с ДЦП легкой степени.

Результаты исследований внедрены в учебный процесс ОГОУ специальной (коррекционной) общеобразовательной школы-интерната VI вида № 1 «Улыбка» г. Ульяновска. Полученные данные используются при чтении лекций и проведении практических занятий по курсам «Возрастная физиология», «Частные методики адаптивной физической культуры» и «Физическая реабилитация» на факультете физической культуры и реабилитации Института медицины, экологии и физической культуры ФГБОУ ВПО «Ульяновский государственный университет».

Основные положения, выносимые на защиту.

1. У детей и подростков обоего пола с ДЦП легкой степени на фоне нарушений координации движений, имеют место повышенный тонус симпатической нервной системы, уровень метаболизма и газообмена, проявления личностной тревожности и нейропсихической напряженности.

2. В годовом цикле занятий адаптивной физической культурой отмечается положительная динамика развития координационных способностей, повышение работоспособности, оптимизация газообмена, функций внешнего дыхания и системной гемодинамики в покое и при физических нагрузках, имеющие возрастные особенности у детей и подростков с ДЦП легкой степени.

3. Дополнительные занятия легкой атлетикой повышают эффективность занятий адаптивной физической культурой, способствуют увеличению толерантности к динамическим нагрузкам, приводят к повышению аэробных возможностей и физической работоспособности у детей с ДЦП легкой степени.

Апробация работы.

Результаты исследования доложены на 2-й Всероссийской конференции «Актуальные вопросы здоровья и среды обитания современного человека» (Ульяновск, 2005), Всероссийской конференции с международным участием «Культура здоровья и безопасность жизнедеятельности» (Балашов, 2006), 41-й научно-практической конференции врачей Ульяновской области (Ульяновск, 2006), I, II конференции молодых ученых медико-биологической секции Поволжской ассоциации государственных университетов (Ульяновск, 2007, 2009), X юбилейной Всероссийской научной конференции с международным участием «Физиологические механизмы адаптации растущего организма» (Казань, 2010), II Международном конгрессе «Нейрореабилитация-2010» (Москва, 2010), III и IV Всероссийской конференции с международным участием «Медико-физиологические проблемы экологии человека» (Ульяновск, 2009, 2011).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 13 работ, в том числе 2 статьи в журналах, рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объем диссертационной работы. Диссертация состоит из введения, глав «Литературный обзор», «Материалы и методы исследования», «Результаты собственных исследований», обсуждения, выводов и списка литературы. Работа изложена на 156 страницах печатного текста, иллюстрирована 35 таблицами и 7 рисунками. Список литературы включает 240 источников, из них 194 – отечественных и 46 зарубежных авторов.

II. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Материалы и методы исследования. Исследование проводилось на базе ОГОУ СКО школы-интерната VI вида г. Ульяновска. В исследовании приняли участие учащиеся 5 – 10 классов школы-интерната в возрасте 11-16 лет. Все обследуемые имели диагноз ДЦП легкой степени (Бортфельд, 1986), который предполагает наличие незначительных нарушений координации движений, отклонений в походке и ручных действиях, нарушений осанки и сколиотических деформаций позвоночника, при возможности самостоятельного передвижения и полного самообслуживания.

В ходе исследования все испытуемые были разделены на три группы: 11-12; 13-14; 15-16 лет. Общее количество обследованных составило 296 человек, из них мальчиков 144 и девочек – 152 человека. В соответствии с поставленными задачами исследование состояло из нескольких этапов.

Первый этап исследования был направлен на определение морфофункционального и психоэмоционального статуса детей и подростков с ДЦП легкой степени. Исследование проводилось на протяжении 4-х лет и представляло собой лонгитюдиальный срез данных в 3-х возрастных группах. Первую группу 11-12 лет составили 68 человек (34 мальчика и 34 девочки); во вторую группу вошли 122 ребенка в возрасте 13-14 лет, из них 58 мальчиков и 64 девочки; третья группа включала 106 человек (52 юноши и 54 девушки).

Второй этап включал исследование внешнего дыхания и гемодинамики, физической работоспособности и координационных способностей детей и подростков с легкой степенью ДЦП в процессе годичного цикла занятий адаптивной физической культурой (ФК): в начале (сентябрь), в середине (декабрь) и в конце учебного года (апрель). Занятия с каждой группой детей проводились 3 раза в неделю в соответствии с учебным планом.

На третьем этапе учащиеся в возрасте 11-12 лет были объединены в две группы в соответствии с полом (мальчики и девочки), с которыми проводились дополнительные занятия с использованием элементов легкой атлетики. Занятия проходили в течение 3-х месяцев и представляли собой как урочную, так и внеурочную деятельность. На занятиях преобладали нагрузки циклического характера, с использованием беговых упражнений различного объема и интенсивности.

Для оценки физического развития определяли рост и массу тела, окружность грудной клетки, силу мышц кисти, с использованием общепринятых методик (Бунак, 1941). Исследование процессов газообмена и уровня метаболизма у детей и подростков с ДЦП легкой степени проводили с использованием газоанализатора «Спиролит-2» (Германия), с последующим расчетом показателей (Балыкин, 1998). Тип энергообмена исследуемых определялся по значению дыхательного коэффициента (ДК).

Показатели внешнего дыхания регистрировали с помощью спирографа микропроцессорного портативного СМП – 21/01 – «Р-Д» (Россия). Оценивали частоту дыханий в минуту (ЧД), дыхательный (ДО) и минутный объем дыхания (MОД), жизненную емкость легких (ЖЕЛ), резервный объем вдоха (РОвд) и выдоха (РОвыд), форсированную жизненную емкость легких (ФЖЕЛ), объем форсированного выдоха (ОФВ1), индекс Тиффно, максимальную вентиляцию легких (MВЛ).

Для оценки состояния сердечно-сосудистой системы общепринятыми методиками определяли частоту сердечных сокращений (ЧСС) и артериальное давление (АД). Определение показателей пульсового давления (АДп), среднего гемодинамического давления (АДср), систолического (СО) и минутного объема кровообращения (МОК), сердечного индекса (СИ), общего периферического сопротивления (ОПСС), удельного периферического сопротивления (УПСС), двойного произведения, вегетативного индекса Кердо проводили в соответствии с рекомендациями (2003). Оценка вегетативной регуляции сердечно-сосудистой системы проводилась с использованием проб с изменением положения тела (Ошевенский с соавт., 2007). Для оценки реактивности сердечно-сосудистой системы использовали пробу Мартине и расчет индекса Руффье (Давыдов, Шамардин, 2004). Исследование устойчивости организма к гипоксии и гиперкапнии осуществлялось по пробам Штанге и Генчи с задержками дыхания (Войнов с соавт., 2000).

Определение физической работоспособности (PWC170) осуществляли с помощью двухступенчатого степ-теста (Курдыбайло, Евсеев, Герасимова, 2003). Для оценки толерантности к динамической нагрузке использовали 6 – минутный беговой тест, адаптированный для детей с ДЦП (Холодов, Кузнецов, 2000).

Координационные способности определяли по пробе Ромберга в четырех режимах при уменьшении площади опоры (Бадалян, 1984; Дубровский, 1998) и с использованием теппинг-теста (Дубровский, 1998). Для оценки психоэмоционального статуса детей применяли цветовой тест Люшера (Сидоров, 1995).

Статистическая обработка данных осуществлялась с использованием пакетов компьютерных математических программ: Statistica 5.5, MS Exel 2003.

III. РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

3.1. Морфофункциональные характеристики и психоэмоциональный статус детей и подростков 11-16 лет с легкой степенью ДЦП

Известно, что период онтогенеза от 11 до 16 лет характеризуется возрастными скачками роста, которые имеют половые особенности (Баранов, Кучма, Скоблина, 2008). В возрасте 11-12 лет девочки опережают в изменениях размеров тела мальчиков, в 13-14 лет эти изменения выравниваются, а в 14-16 лет юноши обгоняют в росте девушек (Доскин с соавт., 1997). В таблице 1 представлены антропометрические характеристики детей и подростков с ДЦП легкой степени.

Таблица 1

Антропометрические показатели детей 11-16 лет с легкой степенью ДЦП (M±m)

Измеряемые показатели	Мальчики	Девочки
Возраст, лет
11 – 12 (n – 34)	13 – 14 (n – 58)	15 – 16 (n – 52)	11 – 12 (n – 34)	13 – 14 (n – 64)	15 – 16 (n – 54)
Рост, см	147,2±1,7	158,0±1,6	171,4±1,2	144,0±1,4	150,3±0,8	156,4±0,8
Масса тела, кг	39,5±1,6	48,7±1,3	56,4±0,9	35,6±1,3	42,3±0,7	48,9±0,8
Окружность грудной клетки, см	74,2±1,3	79,9±0,9	85,0±0,7	71,6±0,8	77,2±0,7	81,6±0,7
Экскурсия, см	5,8±0,2	7,4±0,3	8,4±0,3	5,0±0,3	6,0±0,2	5,9±0,3
Сила кисти, кг: Правая рука	13,6±1,2	21,6±1,3	30,5±2,0	11,2±0,8	17,0±0,8	19,3±0,8
Левая рука	13,7±1,1	21,3±1,2	31,4±1,4	9,6±0,8	14,9±0,8	16,1±0,8

Результаты исследования показали, что основные антропометрические показатели детей и подростков с легкой степенью ДЦП имеют свои особенности. При этом во всех возрастно-половых группах наблюдается ежегодное равномерное увеличение роста, массы тела и окружности грудной клетки. Выраженный прирост экскурсии грудной клетки и мышечной силы кистей рук у испытуемых с ДЦП обоего пола отмечен в период с 11-12 до 13-14 лет.

При сопоставлении этих показателей установлено, что по всем антропометрическим характеристикам мальчики с легкой степенью ДЦП во всех группах опережают девочек в своем развитии. Длина, масса тела и окружность грудной клетки обследованных мальчиков всех возрастов соответствует норме, тогда как по показателям кистевой динамометрии они уступают здоровым сверстникам. Девочки с легкой степенью ДЦП существенно отстают в своем развитии от здоровых сверстниц по большинству показателей антропометрии, причем, это отставание тем существеннее, чем больше возраст детей.

Ограничение двигательной активности у детей с ДЦП предполагает наличие особенностей со стороны вегетативных функций, характера метаболических процессов. Результаты исследования подтвердили это предположение. На рисунках 1 – 2 представлены данные об особенностях газообмена у детей обоего пола разных возрастных групп с легкой степенью ДЦП.

Рис. 1. Потребление О2 у детей и Рис. 2. Выделение СО2 у детей и