Помощь студентам в учебе
Особенности организации ритмостаза у подростков с различной адаптацией к учебным нагрузкам
|
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. Биологические ритмы, связь с адаптацией организма к физическим нагрузкам (обзор литературы).
1.1. Современные представления о биологических ритмах.
1.2. Механизмы генерации биологической ритмики в организме.
1.3. Ритм сердца в оценке адаптации организма к физическим нагрузкам.
ГЛАВА 2. Организация и методы исследования.
2.1. Общая схема исследования.
2.2. Оценка физического развития.
2.3. Определение адаптационного потенциала системы кровообращения.
2.4. Вариационная пульсометрия.
2.5. Методы математического анализа результатов исследований
2.6. Методы статистической обработки результатов исследований.
ГЛАВА 3. Особенности адаптации у учащихся с различными учебными нагрузками и организацией циркадианных биологических ритмов (результаты исследований).
3.1. Использование адаптационного потенциала системы кровообращения для характеристики адаптации к физическим нагрузкам у спортсменов.
3.2. Общая характеристика физической подготовленности
учащихся спортивного интерната и динамики показателей
адаптационного потенциала системы кровообращения. 67
3.3. Общая характеристика физической подготовленности
учащихся гимназии и динамики показателей адаптационного
потенциала системы кровообращения.
3.4. Оценка функциональных возможностей организма
подростков, обучающихся в различных типах учебных
заведений, по величинам адаптационного потенциала системы
кровообращения.
3.5. Сравнительный анализ уровней работоспособности в
исследуемых группах. Индивидуальные особенности 81
«структуры работоспособности».
3.6. Циркадианные биологические ритмы и их изменение в
течение учебного года у учащихся спортивного интерната и 84
гимназии.
3.6.1. Циркадианная организация частоты сердечных
сокращений и ее изменения в течение учебного года.
3.6.2. Циркадианная организация артериального давления и ее
изменения в течение учебного года.
3.6.3. Циркадианная организация показателей динамометрии и
ее изменения в течение учебного года.
3.7. Циркадианная организация показателей вариационной
103
пульсометрии и ее изменения в течение учебного года.
3.8. Особенности синхронизации циркадианного ритма изучаемых показателей у учащихся спортивного интерната и гимназии.
3.9. Организация ритмостаза у подростков спортивного интерната с наличием неблагоприятной адаптации в начале I24 учебного года.
129
ГЛАВА 4. Обсуждение результатов.
133
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ВЫВОДЫ. 135
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.
136
ГЛАВА 1. Биологические ритмы, связь с адаптацией организма к физическим нагрузкам (обзор литературы).
1.1. Современные представления о биологических ритмах.
1.2. Механизмы генерации биологической ритмики в организме.
1.3. Ритм сердца в оценке адаптации организма к физическим нагрузкам.
ГЛАВА 2. Организация и методы исследования.
2.1. Общая схема исследования.
2.2. Оценка физического развития.
2.3. Определение адаптационного потенциала системы кровообращения.
2.4. Вариационная пульсометрия.
2.5. Методы математического анализа результатов исследований
2.6. Методы статистической обработки результатов исследований.
ГЛАВА 3. Особенности адаптации у учащихся с различными учебными нагрузками и организацией циркадианных биологических ритмов (результаты исследований).
3.1. Использование адаптационного потенциала системы кровообращения для характеристики адаптации к физическим нагрузкам у спортсменов.
3.2. Общая характеристика физической подготовленности
учащихся спортивного интерната и динамики показателей
адаптационного потенциала системы кровообращения. 67
3.3. Общая характеристика физической подготовленности
учащихся гимназии и динамики показателей адаптационного
потенциала системы кровообращения.
3.4. Оценка функциональных возможностей организма
подростков, обучающихся в различных типах учебных
заведений, по величинам адаптационного потенциала системы
кровообращения.
3.5. Сравнительный анализ уровней работоспособности в
исследуемых группах. Индивидуальные особенности 81
«структуры работоспособности».
3.6. Циркадианные биологические ритмы и их изменение в
течение учебного года у учащихся спортивного интерната и 84
гимназии.
3.6.1. Циркадианная организация частоты сердечных
сокращений и ее изменения в течение учебного года.
3.6.2. Циркадианная организация артериального давления и ее
изменения в течение учебного года.
3.6.3. Циркадианная организация показателей динамометрии и
ее изменения в течение учебного года.
3.7. Циркадианная организация показателей вариационной
103
пульсометрии и ее изменения в течение учебного года.
3.8. Особенности синхронизации циркадианного ритма изучаемых показателей у учащихся спортивного интерната и гимназии.
3.9. Организация ритмостаза у подростков спортивного интерната с наличием неблагоприятной адаптации в начале I24 учебного года.
129
ГЛАВА 4. Обсуждение результатов.
133
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ВЫВОДЫ. 135
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.
136
Актуальность темы исследования. В настоящее время во всем мире отмечается повышенный интерес к изучению ритмической организации процессов в организме, как в условиях нормы, так и патологии. Интерес к проблемам хронобиологии обусловлен тем, что ритмы господствуют в природе и охватывают все проявления живого - от деятельности субклеточных структур и отдельных клеток до сложных форм поведения организма и даже популяций и экологических систем. Периодичность - неотъемлемое свойство материи. Феномен ритмичности является универсальным (Комаров Ф.И., 1989).
Факты о значении биологических ритмов для жизнедеятельности живого организма накапливались давно, но только в последние годы начато их систематическое изучение. В настоящее время хронобиологические исследования являются одним из основных направлений в физиологии адаптации человека (Aschoff J., 1981; Чернух А.М., 1981; Комаров Ф.И., Моисеева Н.И., 1983; Агаджанян Н.А., 1984, Батурин В.А., 1992, 2000; Арушанян Э.Б., 2000).
С учетом этого особый интерес представляет проблема индивидуальной организации биологических ритмов у школьников с различной степенью адаптации к учебным нагрузкам (в том числе и физическим).
Хронобиологические исследования у подростков приобретают особую актуальность, так как растущий организм наиболее чувствителен к повреждающим воздействиям и, в первую очередь, реагирует изменениями ритмостаза (Халберг Ф., 1964; Баевский Р.М., 1979; Губарева Л.И. и др., 1999; Губарева Л.И., Батурин В.А., 2000) .Наиболее чувствительным индикатором адаптационных возможностей организма являются биологические ритмы и, в частности, циркадианные ритмы (Федорова О.Н., 1997; Березкин М.Ю., 2000).
Весьма важной выглядит необходимость учета циркадианных биоритмов при построении спортивной тренировки, где используются
7
высокоинтенсивные физические нагрузки, обуславливающие столь выраженные физиологические сдвиги в организме (Фарфель В.С., 1960; Язвиков В.В., 1979; Виру А.А., 1981).
Актуальность исследования проблем, связанных с возможностью использования циркадианных биоритмов для оптимизации учебно¬тренировочного процесса у школьников обуславливается и тем, что в настоящее время все еще сохраняется тенденция наращивания учебных нагрузок без учета функционального состояния организма, что требует поиска новых путей совершенствования учебно-тренировочного процесса. В этой связи важно отметить, что учет биологических ритмов, в частности, циркадианных, может служить основой наиболее рационального учебно - тренировочного режима. Разумеется, подобный путь оптимизации тренировочного режима требует, прежде всего, изучения циркадианных ритмов как биологической закономерности, а также глубокого последующего исследования их взаимосвязи с личной деятельностью человека. Уместно подчеркнуть, что многие ученые обращают внимание на необходимость глубокого исследования взаимосвязи личной активности человека с его биологическими ритмами (Саркисов Д.С., Пальцин А.А., Втюрин В.В., 1975; Аринчин Н.Н., 1980; Батурин В.А.,1999).
Цель исследования - изучить особенности адаптации подростков к физическим нагрузкам и установить ее взаимосвязь с организацией циркадианных ритмов основных физиологических функций в течение учебного года.
В соответствии с этим были определены следующие задачи:
- изучить изменения адаптационного потенциала системы кровообращения под воздействием спортивной тренировки в динамике сезонного цикла;
- установить оптимальные диапазоны адаптационного потенциала для подростков 13-14 лет и изучить их значение для организации циркадианных ритмов;
8
- изучить организацию циркадианных ритмов: частоты сердечных сокращений, артериального давления, динамометрии и показателей вариационной пульсометрии у подростков с различными учебными нагрузками и режимами мышечной активности;
- определить характер синхронизации циркадианных ритмов: частоты сердечных сокращений, артериального давления, динамометрии и показателей вариационной пульсометрии при различных режимах мышечной активности;
- изучить сезонную организацию циркадианных ритмов: частоты сердечных сокращений, артериального давления, динамометрии и показателей вариационной пульсометрии у подростков с различными учебно-тренировочными нагрузками.
Научная новизна. Впервые показана взаимосвязь между физической тренированностью, интегральным показателем адаптационным потенциалом, циркадианной организацией ритмов изучаемых физиологических функций.
Впервые изучена организация циркадианных ритмов у подростков с повышенной двигательной нагрузкой в течение учебного дня, а также у детей с гипокинезией.
Впервые показаны нарушения циркадианных ритмов показателей сердечно-сосудистой системы у подростков с низкими двигательными нагрузками в учебном процессе.
Впервые выявлены особенности перестройки циркадианных ритмов: частоты сердечных сокращений, артериального давления, динамометрии и показателей вариационной пульсометрии в течение учебного года (сезонный цикл) у подростков-спортсменов, и у детей с недостаточной двигательной активностью, но с повышенной умственной нагрузкой.
Впервые показано, что у подростков с гипокинезией выявляется десинхроноз, который усиливается в течение всего учебного года.
Положения, выносимые на защиту.
1. Различная мышечная активность влияет на параметры циркадианных
9
ритмов функциональных показателей сердечно-сосудистой системы.
2. Различные режимы двигательной активности определяют характер взаимосвязи циркадианных ритмов исследуемых систем и ритмостаз организма в целом.
3. У подростков, обучающихся в различных типах учебных заведений, различна и сезонная динамика основных физиологических показателей.
Научно-практическая значимость. Теоретическое значение полученных данных определяется тем, что выявленные закономерности перестроек циркадианных биоритмов при различных тренировочных режимах дополняют представления о физиологических механизмах адаптации организма к мышечной деятельности и дезадаптации при гипокинезии. Практическая значимость результатов заключается в том, что они могут быть использованы при прогнозировании функционального состояния организма и оптимизации режимов двигательной активности учащихся подростков, в том числе активно занимающихся физической культурой. Полученные данные представляют интерес для медицинской практики, поскольку указывают на развитие состояния предболезни у подростков с интенсивными умственными нагрузками и явным ограничением двигательной активности.
Результаты исследования могут быть использованы учителями, тренерами, врачами ШИСП и ДЮСШ при индивидуальной организации учебной и тренировочной деятельности учащихся и юных спортсменов.
Факты о значении биологических ритмов для жизнедеятельности живого организма накапливались давно, но только в последние годы начато их систематическое изучение. В настоящее время хронобиологические исследования являются одним из основных направлений в физиологии адаптации человека (Aschoff J., 1981; Чернух А.М., 1981; Комаров Ф.И., Моисеева Н.И., 1983; Агаджанян Н.А., 1984, Батурин В.А., 1992, 2000; Арушанян Э.Б., 2000).
С учетом этого особый интерес представляет проблема индивидуальной организации биологических ритмов у школьников с различной степенью адаптации к учебным нагрузкам (в том числе и физическим).
Хронобиологические исследования у подростков приобретают особую актуальность, так как растущий организм наиболее чувствителен к повреждающим воздействиям и, в первую очередь, реагирует изменениями ритмостаза (Халберг Ф., 1964; Баевский Р.М., 1979; Губарева Л.И. и др., 1999; Губарева Л.И., Батурин В.А., 2000) .Наиболее чувствительным индикатором адаптационных возможностей организма являются биологические ритмы и, в частности, циркадианные ритмы (Федорова О.Н., 1997; Березкин М.Ю., 2000).
Весьма важной выглядит необходимость учета циркадианных биоритмов при построении спортивной тренировки, где используются
7
высокоинтенсивные физические нагрузки, обуславливающие столь выраженные физиологические сдвиги в организме (Фарфель В.С., 1960; Язвиков В.В., 1979; Виру А.А., 1981).
Актуальность исследования проблем, связанных с возможностью использования циркадианных биоритмов для оптимизации учебно¬тренировочного процесса у школьников обуславливается и тем, что в настоящее время все еще сохраняется тенденция наращивания учебных нагрузок без учета функционального состояния организма, что требует поиска новых путей совершенствования учебно-тренировочного процесса. В этой связи важно отметить, что учет биологических ритмов, в частности, циркадианных, может служить основой наиболее рационального учебно - тренировочного режима. Разумеется, подобный путь оптимизации тренировочного режима требует, прежде всего, изучения циркадианных ритмов как биологической закономерности, а также глубокого последующего исследования их взаимосвязи с личной деятельностью человека. Уместно подчеркнуть, что многие ученые обращают внимание на необходимость глубокого исследования взаимосвязи личной активности человека с его биологическими ритмами (Саркисов Д.С., Пальцин А.А., Втюрин В.В., 1975; Аринчин Н.Н., 1980; Батурин В.А.,1999).
Цель исследования - изучить особенности адаптации подростков к физическим нагрузкам и установить ее взаимосвязь с организацией циркадианных ритмов основных физиологических функций в течение учебного года.
В соответствии с этим были определены следующие задачи:
- изучить изменения адаптационного потенциала системы кровообращения под воздействием спортивной тренировки в динамике сезонного цикла;
- установить оптимальные диапазоны адаптационного потенциала для подростков 13-14 лет и изучить их значение для организации циркадианных ритмов;
8
- изучить организацию циркадианных ритмов: частоты сердечных сокращений, артериального давления, динамометрии и показателей вариационной пульсометрии у подростков с различными учебными нагрузками и режимами мышечной активности;
- определить характер синхронизации циркадианных ритмов: частоты сердечных сокращений, артериального давления, динамометрии и показателей вариационной пульсометрии при различных режимах мышечной активности;
- изучить сезонную организацию циркадианных ритмов: частоты сердечных сокращений, артериального давления, динамометрии и показателей вариационной пульсометрии у подростков с различными учебно-тренировочными нагрузками.
Научная новизна. Впервые показана взаимосвязь между физической тренированностью, интегральным показателем адаптационным потенциалом, циркадианной организацией ритмов изучаемых физиологических функций.
Впервые изучена организация циркадианных ритмов у подростков с повышенной двигательной нагрузкой в течение учебного дня, а также у детей с гипокинезией.
Впервые показаны нарушения циркадианных ритмов показателей сердечно-сосудистой системы у подростков с низкими двигательными нагрузками в учебном процессе.
Впервые выявлены особенности перестройки циркадианных ритмов: частоты сердечных сокращений, артериального давления, динамометрии и показателей вариационной пульсометрии в течение учебного года (сезонный цикл) у подростков-спортсменов, и у детей с недостаточной двигательной активностью, но с повышенной умственной нагрузкой.
Впервые показано, что у подростков с гипокинезией выявляется десинхроноз, который усиливается в течение всего учебного года.
Положения, выносимые на защиту.
1. Различная мышечная активность влияет на параметры циркадианных
9
ритмов функциональных показателей сердечно-сосудистой системы.
2. Различные режимы двигательной активности определяют характер взаимосвязи циркадианных ритмов исследуемых систем и ритмостаз организма в целом.
3. У подростков, обучающихся в различных типах учебных заведений, различна и сезонная динамика основных физиологических показателей.
Научно-практическая значимость. Теоретическое значение полученных данных определяется тем, что выявленные закономерности перестроек циркадианных биоритмов при различных тренировочных режимах дополняют представления о физиологических механизмах адаптации организма к мышечной деятельности и дезадаптации при гипокинезии. Практическая значимость результатов заключается в том, что они могут быть использованы при прогнозировании функционального состояния организма и оптимизации режимов двигательной активности учащихся подростков, в том числе активно занимающихся физической культурой. Полученные данные представляют интерес для медицинской практики, поскольку указывают на развитие состояния предболезни у подростков с интенсивными умственными нагрузками и явным ограничением двигательной активности.
Результаты исследования могут быть использованы учителями, тренерами, врачами ШИСП и ДЮСШ при индивидуальной организации учебной и тренировочной деятельности учащихся и юных спортсменов.
1. Установлено, что АП характеризует адаптационные возможности организма спортсменов (гандболистов) и взаимосвязан с уровнем их физической подготовки.
2. Показатель АП коррелирует с показателями физической тренированности, как учеников спортивного интерната, так и у учащихся гимназии на протяжении всего сезонного цикла (учебного года). По мере снижения уровня АП, повышается физическая тренированность, что ярко проявляется у подростков, обучающихся в спортивном интернате. У гимназистов АП, напротив, повышается к концу учебного года, что совпадает с понижением результатов тестирования физической подготовленности.
3. У подростков выявлены циркадианные ритмы АД, ЧСС, ДМ. У спортсменов эти ритмы хорошо организованы, с постоянным положением акрофаз в утренние часы. У учащихся гимназии циркадианные ритмы изученных показателей имели малую амплитуду, положение акрофаз не было стабильным и изменялось в течение учебного года.
4. Циркадианный ритм основных показателей ВПМ: Мо, АМо, АХ, ИН хорошо организован у учеников спортивного интерната. У гимназистов выявлена плохая организация ЦР с рассогласованием по фазе, исследуемых показателей.
5. Установлена четкая связь между циркадианной организацией ритмов и интегральным показателем системы кровообращения (АП). При уменьшении показателя АП, наблюдалось и восстановление ритмостаза.
6. Изученные циркадианные ритмы у подростков, занимающихся спортом, хорошо синхронизованы. У гимназистов в течение всего учебного года обнаруживается десинхроноз, который усиливается к концу сезонного цикла.
2. Показатель АП коррелирует с показателями физической тренированности, как учеников спортивного интерната, так и у учащихся гимназии на протяжении всего сезонного цикла (учебного года). По мере снижения уровня АП, повышается физическая тренированность, что ярко проявляется у подростков, обучающихся в спортивном интернате. У гимназистов АП, напротив, повышается к концу учебного года, что совпадает с понижением результатов тестирования физической подготовленности.
3. У подростков выявлены циркадианные ритмы АД, ЧСС, ДМ. У спортсменов эти ритмы хорошо организованы, с постоянным положением акрофаз в утренние часы. У учащихся гимназии циркадианные ритмы изученных показателей имели малую амплитуду, положение акрофаз не было стабильным и изменялось в течение учебного года.
4. Циркадианный ритм основных показателей ВПМ: Мо, АМо, АХ, ИН хорошо организован у учеников спортивного интерната. У гимназистов выявлена плохая организация ЦР с рассогласованием по фазе, исследуемых показателей.
5. Установлена четкая связь между циркадианной организацией ритмов и интегральным показателем системы кровообращения (АП). При уменьшении показателя АП, наблюдалось и восстановление ритмостаза.
6. Изученные циркадианные ритмы у подростков, занимающихся спортом, хорошо синхронизованы. У гимназистов в течение всего учебного года обнаруживается десинхроноз, который усиливается к концу сезонного цикла.