Актуальность.
Изучение реакции сердечно-сосудистой системы и органов дыхания на физические нагрузки значительно расширяет наше представление о состоянии этих органов и в то же время как в зеркале, отражает функциональное состояние других систем и органов. Состояние сердечно-сосудистой системы является одним из важнейших критериев для оценки воздействия на организм человека систематической спортивной тренировки. Физическая культура, в единстве с нормами здорового образа жизни, обеспечивает практическое решение вопросов по сохранению и укреплению здоровья человека. Полученные результаты можно использовать в качестве пропаганды здорового образа жизни и активных занятий различными видами спорта.
Цели.
Доказать, что состояние сердечнососудистой и дыхательной систем, как показателей здоровья учеников, зависят от занятия спортом.
Задачи.
Создать группы учеников для проведения эксперимента в соответствии с их физической подготовкой; показать, что занятие спортом благоприятно влияет на функциональное состояние дыхательной системы; наглядно продемонстрировать роль физической культуры и спорта в поддержании здоровья подростка через показатели физической работоспособности и сердечной деятельности, определяющие уровень здоровья в целом.
Методы исследования.
Исследование проводилось в лицее № 179 Калининского района г.Санкт-Петербурга, в 2014 учебном году. Объектом исследования были 28 учащихся 8-х классов, в возрасте 14-15 лет. Оборудование: ростомер, напольные весы, секундомер, сухо-воздушный спирометр, тонометр. Изучались показатели длины тела, массы тела, окружности грудной клетки, жизненной емкости легких, задержки дыхания на вдохе и выдохе, частоты пульса и артериального давления в покое и при нагрузке. Все антропометрические измерения проводились в утренние часы, натощак, стандартным инструментарием в соответствии с общепринятыми методиками.
Измерение длины тела (рост стоя) проводилось в положении стоя при помощи ростомера. Измерение массы тела осуществлялось путем взвешивания на напольных весах. Для измерения окружности грудной клетки использовалась сантиметровая лента, которая накладывалась на фоне спокойного дыхания сзади под нижними углами лопаток при отведенных руках, затем руки опускались и лента соединялась на уровне сосков (у девочек – над грудными железами в месте перехода кожи с грудной клетки на железу).
Для оценки полученных данных все старшеклассники были разделены на группы по полу, возрасту и отношению к спорту. Оценка показателей физического развития осуществлялась индивидуально для каждого школьника с учетом пола и возраста, в соответствии со стандартами физического развития.
Для более детальной оценки показателей физического развития старшеклассников использовался также метод «индексов». Рассчитывали индекс массы тела (индекс Кетле) по формуле: ИМТ = масса тела (кг) / длина тела (м). Показатель развития грудной клетки (ПРГК) рассчитывали по формуле:
ПРГК = окружность грудной клетки (см) / длина тела (см) x 100% .Для оценки степени развития грудной клетки использовали индекс Эрисмана ИЭ=ОГ – 0,5ДТ, где ОГ - окружность грудной клетки, ДТ – длина тела в см.
Возраст старшеклассников определялся путем вычитания даты рождения из даты обследования, подсчитывалось количество лет, месяцев, дней, затем определялась возрастная группа.
Жизненная емкость легких (ЖЕЛ) измерялась с помощью суховоздушного спирометра. Обследуемого просили сделать максимальный вдох, задержать дыхание, затем плотно обхватить мундштук спирометра губами и медленно выдохнуть в трубку весь воздух, исключив выдох через нос. Тест проводился 3 раза, для оценки использовался наилучший результат.
Для суждения о кислородном обеспечении организма использовались пробы с задержкой дыхания. Пробы позволяют оценить функциональное состояние дыхательной системы, характеризуют также общий уровень тренированности человека. Проводится в трех вариантах: задержки дыхания на вдохе (проба Штанге) и задержки дыхания на выдохе (проба Генче), комбинированную – с задержкой дыхания (проба Серкине). Оценивается по продолжительности времени задержки и по показателю реакции (ПР) частоты сердечных сокращений. Последний определяется величиной отношения частоты сердечных сокращений после окончания пробы к исходной частоте пульса.
Проба с задержкой дыхания на вдохе (проба Штанге). До проведения пробы дважды подсчитывается пульс за 30 сек. в положении стоя. Дыхание задерживается на полном вдохе после трех дыханий на ¾ глубины полного вдоха. Нос зажимается пальцами. Время регистрируется по секундомеру. Сразу после возобновления дыхания подсчитывается пульс. Проба проводится дважды с интервалами 3-5 минут.
Проба с задержкой дыхания на выдохе (проба Генче). До проведения пробы дважды подсчитывается пульс за 30 сек. в положении стоя. Дыхание задерживается на полном выдохе, который обследуемый делает после трех дыханий на ¾ глубины полного вдоха. Нос зажимается. Время задержки регистрируется по секундомеру. После возобновления дыхания производится подсчет пульса. Проба проводится дважды с интервалами 3-5 минут. Оценивается: менее 34 сек. – неудовлетворительно; 35-39 сек. – удовлетворительно; свыше 40 сек. – хорошо. ПР у здоровых людей не должен превышать 1-2.
Проба Серкине применяется для анализа внешнего дыхания, состоит из трех фаз:
- 1 фаза. Определяется время задержки на вдохе в положении сидя.
- 2 фаза. Выполняется 20 приседаний за 30 секунд и снова измеряется время задержки.
- 3 фаза. Отдохнуть 1 минуту и вновь замерить длительность задержки дыхания в положении сидя.
Для оценки влияния физической нагрузки на сердечно-сосудистую систему использовали пробу Мартине. Артериальное давление и частота пульса измерялись автоматическим тонометром. Манжету накладывали на плечо выше локтевой ямки на 2 см. Измерение проводилось в положении подростка сидя. По шкале тонометра фиксировался результат. Обследуемый садился у края стола слева от исследователя и отдыхал 2-3 минуты. После отдыха подсчитывалась частота пульса (ЧП) и измерялось артериальное давление (АД), затем испытуемый вставал и, не снимая манжетки (тонометр отключен), проделывал 20 глубоких приседаний в течение 30 секунд, вытягивая руки вперед и опуская их при подъеме. Темп (1 приседание 1,5 секунды) контролировался по секундомеру. После окончания физической нагрузки (приседания) обследуемый быстро садился перед исследователем, в первые 10 секунд подсчитывалась частота пульса и измерялось АД. Затем подсчитывали частоту пульса последние 10 секунд каждой минуты до восстановления к исходным величинам. Измерение артериального давления проводилось на каждой минуте восстановления.
Оценка результатов функциональной пробы сердечно-сосудистой системы проводилась на основании анализа реакции пульса, артериального давления, а также по характеру и времени их восстановления к исходному уровню.
Реакция на физическую нагрузку функциональной пробы (20 приседаний) обычно выражается в том, что пульс с 10 или 12 ударов за 10 секунд в покое учащается до 15-20 ударов после нагрузки, то есть увеличивается на 50-70%. Максимальное давление при 100-120 мм в состоянии покоя увеличивается после нагрузки до 120-150 мм ртутного столба, а минимальное снижается с 60-80 до 50-70 мм ртутного столба. Пульсовое давление возрастает на 20-40 мм, что отражает увеличение ударного объема сердца. Восстановление показателей пульса и артериального давления происходит в течение 1,5-2 минут. У школьников при благоприятной реакции на пробу с 20-и приседаниями максимальное давление увеличивается на 15-20%, а минимальное снижается на 20-30%, пульсовое давление увеличивается на 30-50%. Уменьшение величины пульсового давления после пробы свидетельствует о нерациональной реакции сердечно-сосудистой системы на физическую нагрузку.
Для оценки реакции организма школьников на пробу с 20 приседаниями использовалась таблица В.К. Добровольского.
Оценка физической работоспособности PWC (physicalworkingcapacity) подростков проводилась с помощь степ-теста. Тест заключается в подъемах на ступеньку, высотой в 1/3 длины ноги испытуемого, в течение 2 минут. При этом испытуемый осуществляет подъем и спуск со ступеньки на 4 счета или удара метронома. Частота подъема – 30 в минуту. Перед проведением теста измерялась масса тела обследуемого, в положении сидя определялась частота сердечных сокращений (ЧСС). Сразу после проведения функциональной пробы, измерение ЧСС повторялось.
Величина работы, выполняемой при подъеме на ступеньку, рассчитывалась по формуле Л.И. Абрасимовой, В.Е. Карасик:
PWC170 = (170 – ЧСС в покое)/( ЧСС после нагрузки – ЧСС в покое) х N, где N – величина работы в кгм/мин, выполняемая при подъеме на ступеньку, ее рассчитывают по формуле
N = p • n • h; p – масса обследуемого (кг); n – число подъемов на ступеньку в 1 минуту (30); h – высота ступеньки (м).
Результаты.
Оценка показателей физического развития осуществлялась индивидуально для каждого из 50 учеников восьмых классов с учетом пола, возраста, в соответствии со стандартами физического развития. По оценке данных для проведения экспериментального исследования были подобраны две группы добровольцев (по 14 человек) примерно одинаковых по антропометрическим данным и возрасту, различающихся тем, что в одной группе были ученики, активно занимающиеся спортом, а в другой равнодушные к занятиям физкультурой.
Анализируя данные антропометрических показателей, отмечаем:
- группы близки по возрастным показателям (в одной 14-летних -2 человека, в другой – 3 человека, остальные 15-летние);
- сравнивая индекс Кетле (массо-ростовой показатель) отмечаем, что в группе занимающихся спортом 50% соответствует норме, остальные незначительно ниже нормы, а в группе равнодушных к спорту также 50% учеников соответствуют норме, 29% выше нормы,21% ниже нормы, хотя эти отклонения также незначительны;
- по внешнему облику ученики первой группы сложены более атлетически.
Необходимо отметить, что показатели развития грудной клетки у ребят, занимающихся спортом несколько ниже, особенно наглядно это видно по индексу Эрисмана. По данным литературы, важная особенность физического развития современных детей и подростков – относительное отставание размеров окружности грудной клетки, т.е. относительная узкогрудость. Эта дисгармония в развитии более выражена у подростков с максимальной скоростью роста, что указывает на ее связь с акселерацией. Следует иметь ввиду, что правильное развитие и положение грудной клетки является одним из факторов развития здоровых легких. Емкость легких не зависит от размера груди, у одного человека, имеющего большую грудь, могут быть слабые легкие и крайне ограниченная дыхательная подвижность.
Испытуемым было предложено проверить жизненную емкость легких (ЖЕЛ). Тест проводился 3 раза, для оценки использовали лучший результат. По данным литературы показатель жизненной емкости легких является еще мало изученным в городских популяциях. Проанализировав показатели ЖЕЛ у спортсменов и не спортсменов, наблюдаем, что средние показатели ЖЕЛ, как у мальчиков, так и девочек спортсменов выше, чем у равнодушных к спорту (у мальчиков на 33%, а у девочек на 60%). В группе спортсменов зарегистрирован только 3 человека, имеющие показатели ЖЕЛ ниже средних, что составляет 21%, в то же время в другой группе он соответственно равен 9 случаям - 57%, причем у 2 человек (14%) наблюдаются даже низкие показатели. К сожалению, в изучаемой группе восьмиклассников не отмечены показатели выше средних и высокие, что может быть объяснено не большим, у большинства, по продолжительности временем занятия спортом.
На основании данного исследования можно сделать вывод, что занятие спортом благоприятно влияет на функциональное состояние дыхательной системы.
Некоторые изменения функции внешнего дыхания, механизмы адаптации к воздействию каких-либо факторов могут быть выявлены при использовании специальных легочных проб, которые позволяют выявить скрытые формы сердечно-легочной недостаточности, не выявляемые при обычных исследованиях. Пробы Штанге, Генче и Серкине характеризуют устойчивость организма к недостатку кислорода. Пробы проведены дважды.
Пробы Штанге-Генче характеризуют общий уровень тренированности человека. Чем продолжительнее время задержки дыхания, тем выше способность сердечно-сосудистой и дыхательной систем обеспечивать удаление из организма образующийся углекислый газ, выше функциональные возможности. Сравнивая показатели учеников, занимающихся спортом и равнодушным к нему, отмечаем, что ниже нормы пробу Штанге имеют 15% и 93%, а пробу Генче – 14% и 86% соответственно. Устойчивость организма к недостатку кислорода характеризует и трехфазная задержка дыхания - проба Серкине, которая показывает время максимальной задержки дыхания после дозированной нагрузки.
Результаты максимальной задержки дыхания (пробы Серкине) показывают, что среди занимающихся спортом 47% имеют результат – здоров тренирован, в другой группе таких показателей нет. Кроме этого в группе равнодушных к спорту выявлены дети со скрытой недостаточностью кровообращения, таких 28,6%.
Показатели, полученные этими методами, говорят о кислородном обеспечении организма и общем уровне тренированности человека. При заболеваниях органов кровообращения и дыхания, анемиях продолжительность задержки дыхания уменьшается. В подростковом возрасте, особенно занятия спортом большие требования предъявляются не только к дыхательной системе, но и сердечно-сосудистой, которая обеспечивает приток кислорода к тканям и органам.
Наиболее близким по существенным признакам и достигаемому техническому результату является способ оценки функциональных резервов организма – проба Мартине, которая характеризует адаптацию сердечно-сосудистой системы к нагрузке. Оценка проводилась на основании анализа реакции пульса, артериального давления, а также времени их восстановления к исходному уровню.
Проба Мартине – показатель сердечной деятельности. 100% учеников, занимающиеся спортом относятся к категории – допустимая, а у равнодушных к спорту – этот показатель -57% и время восстановления пульса у них крайне неблагоприятно.
Это базовый показатель функционального состояния кардиореспираторной системы организма, определяющим уровень здоровья в целом, и которая косвенно характеризует физическую работоспособность. Это наглядно показывает роль физической культуры и спорта в поддержании здоровья подростка. Оценка физической работоспособности проводилась с помощью степ-теста. Результаты степ-теста показывают, что все мальчики, занимающиеся спортом, имеют показатели физической работоспособности выше нормы. Однако, во второй группе лишь 29 % человек имеют такой же результат.
Показатели физической работоспособности у всех девочек, занимающиеся спортом, также как и у мальчиков, выше нормы. Однако, во второй группе лишь 29 % имеют такой же результат.
Выводы.
- Антропометрические показатели у подростков, в том числе и развитие грудной клетки, могут быть связаны с акселерацией и показатели ЖЕЛ не зависят от размера грудной клетки.
- Исследование ЖЕЛ, пробы Штанге-Генче и Серкине показывает, что занятие спортом благоприятно влияет на функциональное состояние дыхательной системы.
- Равнодушные к спорту дети могут иметь скрытую недостаточность кровообращения.
- Допустимый показатель сердечной деятельности по пробе Мартине, определяющий уровень здоровья в целом, имеют 100% учеников, занимающиеся спортом, а у равнодушных к нему – этот показатель -57% и время восстановления пульса крайне неблагоприятно.
- Показатели физической работоспособности у всех, занимающихся спортом, выше нормы. Это наглядно показывает роль физической культуры и спорта в поддержании здоровья подростка.
Практическая значимость.
Уже на стадии исследования к работе со стороны восьмиклассников проявлялся неподдельный интерес к проблеме.
Считаю, что полученные результаты можно использовать в качестве пропаганды здорового образа жизни и активных занятий такими видами спорта, какими занимаются мои испытуемые: лёгкая атлетика, футбол, баскетбол, а также танцами.
Список использованной литературы:
- Возрастные особенности детей и подростков. big-archive.ru/medicine/hygiene/75.php
- Особенности сердечнососудистой и дыхательной системы организма у здоровых детей. MedRelated.ru.
- Некоторые анатомо-физиологические и психологические особенности школьников. strelbishe.ru/2007/11/01/page11/nekotorye-anatomo-fiziologicheskie-i
- Чекалова Н.Г., Силкин Ю.Р. и др. Способ оценки уровня функциональных резервов организма детей и подростков. PATENT.RU