ЛЬВІВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ІНСТИТУТ ФІЗИЧНОЇ КУЛЬТУРИ

СІРЕНКО Романа Романівна

УДК: 796.015.68:612

МЕХАНІЗМИ ФОРМУВАННЯ ВЗАЄМОЗВ’ЯЗКІВ ФІЗИЧНОЇ ТА РОЗУМОВОЇ ПРАЦЕЗДАТНОСТІ У ПІДЛІТКІВ ПІД ВПЛИВОМ М’ЯЗОВОЇ ДІЯЛЬНОСТІ

24.00.01 – Олімпійський і професійний спорт

А В Т О Р Е Ф Е Р А Т

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата наук з фізичного виховання і спорту

Львів – 2001

Дисертацією є рукопис.

Роботу виконано у Львівському державному інституті фізичної культури Державного комітету молодіжної політики, спорту і туризму України.

Науковий керівник доктор медичних наук, професор

САФРОНОВА Галина Борисівна,

Львівський державний інститут

фізичної культури,

професор кафедри фізичної реабілітації.

Офіційні опоненти доктор медичних наук, професор

ПИКАЛЮК Василь Степанович,

Волинський державний університет

імені Лесі Українки,

професор кафедри фізіології людини і тварин;

кандидат педагогічних наук, доцент

ЛИНЕЦЬ Михайло Михайлович,

Львівський державний інститут

фізичної культури,

завідувач кафедри теорії і методики олімпійського і професійного спорту.

Провідна установа Харківський державний інститут

фізичної культури,

кафедра олімпійського і професійного спорту,

Державний комітет молодіжної політики, спорту

і туризму України, м. Харків.

Захист відбудеться “ 12 ” липня 2001 року о 15 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради К.35.829.01 Львівського державного інституту фізичної культури за адресою: 79000, м. Львів, вул. Костюшка, 11.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Львівського державного інституту фізичної культури (м. Львів, вул. Костюшка, 11).

Автореферат розіслано “ 5 ” червня 2001 року.

Вчений секретар спеціалізованою вченої ради О.М.Вацеба

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність. Складні економічні, політичні та соціальні проблеми розбудови України значно впливають на розвиток олімпійського спорту. Основна увага фахівців фізичного виховання і спорту спрямована на оптимізацію спортивного тренування з урахуванням закономірностей розвитку організму підлітків у системі підготовки спортивного резерву. Досконалий рівень спортивних досягнень потребує пошуку нових шляхів формування, корекції й підтримки високої працездатності та мобілізації функціональних можливостей без патологічних зрушень у діяльності основних систем організму юних спортсменів. Тому проблема вивчення динаміки взаємозв’язків фізичної та розумової працездатності й механізмів їх формування є актуальною і соціально важливою.

Питання підготовки юних спортсменів в умовах напруженої м’язової діяльності має декілька не розв’язаних аспектів. Так, незважаючи на велику кількість публікацій педагогічного змісту (В.М.Платонов, 1997–1998; К.П.Сахновський, 1988 – 1990; М.М.Булатова, 1997; Л.В.Волков, 1991 1993; В.П.Філін, 1998; A.Weltman, 1998; P.G.Handel, 1992 та ін.), обгрунтування комплексної методики контролю й корекції функціонального стану організму юних спортсменів ще не завершено. В останні роки інтенсивно вивчаються особливості взаємозв’язків розумової та фізичної працездатності спортсменів: стрільців з лука (Г.Б.Сафронова, 1992–1997; А.Я. Стьопіна 1984, 1991; Н.Ю.Кравчук, 1997), гандболістів (С.А.Масальская, 1982), футболістів (А.М.Зеленцов, 19981999; Г.Б.Сафронова, Й.Г.Фалес, 1992 – 2000), легкоатлетів (М.С.Довганик, 1994; W.A.Grana, 1989), борців (Г.В.Сілін, 1996–1999), а також у студентів (А.В.Магльований, 1995–1999; Г.Д.Галайтатий, 1997). Ці роботи визначають особливості впливу фізичних навантажень на показники функціонального стану центральної нервової системи та розумову працездатність. Виявлені основні механізми оптимальної, напруженої та неадекватної адаптації до важкої м’язової роботи. У юних спортсменів взаємозв’язки показників фізичної, розумової працездатності та основних систем організму (серцево-судинної, кардіорегуляторної), які забезпечують адаптацію, в такому аспекті вивчені недостатньо.

Тому ми обрали тему, результатом вивчення якої стали рекомендації з корекції функціонального стану організму юних спортсменів, індивідуалізації при плануванні тренувальних навантажень, що скеровані на підвищення фізичної та розумової працездатності.

Зв’язок роботи з науковими планами, програмами, темами. Дисертаційне дослідження виконане за планом науково-дослідної роботи Львівського державного інституту фізичної культури на 1996–2000 роки.

Роль автора полягає в дослідженні функціонального стану серцево-судинної системи юних спортсменів спеціалізацій футболу, веслярства, водного поло; впровадженні результатів дослідження в практику.

Мета дослідження – визначення механізмів формування взаємозв’язків фізичної і розумової працездатності у підлітків під впливом напруженої м’язової діяльності.

Відповідно до мети дослідження було сформульовано такі завдання:

1) вивчити фізичний розвиток і фізичну працездатність підлітків 14–15 років, які займаються та не займаються спортом;

2) оцінити розумову працездатність, успішність навчання і функціональний стан деяких сенсорних систем у підлітків;

3) вивчити динаміку показників серцево-судинної системи протягом річного циклу під впливом напруженої м’язової діяльності;

4) встановити механізми формування взаємозв’язків фізичної та розумової працездатності у підлітків протягом року;

5) визначити шляхи оптимізації тренувального процесу залежно від індивідуальних особливостей адаптації організму юних спортсменів до фізичних навантажень.

Об’єктом дослідження є комплексний контроль фізичної та розумової працездатності підлітків під впливом напруженої м’язової діяльності.

Предметом дослідження є механізми формування взаємозв’язків фізичної та розумової працездатності.

Наукова новизна полягає в доповненні наукових даних про стан фізичної та розумової працездатності у юних спортсменів із урахуванням кардіогемодинамічних та центрально-нервових процесів за умов напруженої м’язової діяльності; визначенні особливостей розумової працездатності та її динаміки протягом річного тренувального циклу; визначенні типів кардіогемодинамічного та кардіорегуляторного забезпечення фізичної та розумової працездатності; визначенні медико-біологічних механізмів взаємодії рівнів фізичної та розумової працездатності у підлітків; застосуванні комплексної діагностики для розробки індивідуальних й групових портретів взаємозв’язків фізичної та розумової працездатності юних спортсменів.

Практичне значення одержаних результатів полягає в тому, що теоретичні і практичні положення й висновки дослідження можуть бути використані спеціалістами в навчально-тренувальному процесі з метою поліпшення фізичної і розумової працездатності та стану здоров’я юних спортсменів, у розробці практичних рекомендацій з корекції відхилень у системах організму підлітків.

Впровадження основних матеріалів дослідження і розроблених рекомендацій підтверджено “Актами впровадження результатів дослідження” в навчально-тренувальний процес Львівського вищого училища фізичної культури та в навчальний процес загальноосвітньої середньої школи № 21 м.Львова (жовтень 1998 квітень 1999 років).

Особистий внесок автора полягає у формуванні проблеми, мети і завдань теми, що досліджується, в безпосередньому виконанні всіх експериментальних досліджень, аналізі отриманих даних, теоретичному узагальненні отриманого матеріалу, у формуванні висновків і рекомендацій. У публікаціях, виконаних у співавторстві, автору належить розробка стратегії дослідження, нагромадження фактичного матеріалу, опрацювання експериментальних даних та їхній аналіз.

Апробація результатів дисертації здійснювалась публікуванням науково-методичних статей, тез. За матеріалами дослідження підготовлено доповіді до таких конференцій: Регіональна науково-практична конференція “Проблеми активізації рекреаційно-оздоровчої діяльності населення” (Львів, 1998); ІІ, ІІІ і IV Всеукраїнські наукові конференції “Молода спортивна наука України” (Львів, 1998, 1999, 2000); Регіональна науково-практична конференція “Актуальні проблеми розвитку фізичної культури і спорту у ВНЗ України” (Львів, 1998); Всеукраїнська міжвузівська науково-практична конференція “Медичні проблеми фізичної культури і спорту: досвід, сучасні напрямки та перспективи” (Дніпропетровськ, 1999); Міжнародний науковий конгрес “Физическая культура, спорт, туризм – в новых условиях развития стран СНГ” (Минск, 1999); IV Всеукраїнська науково-практична конференція, присвячена 60-річчю кафедри фізичного виховання Львівського державного медичного університету “Роль фізичної культури і спорту в здоровому способі життя” (Львів, 1999).

Матеріали дисертації обговорювалися на засіданнях кафедри фізичної реабілітації Львівського інституту фізичної культури (1997–2000 р.); на педагогічній та тренерській радах Львівського училища фізичної культури (1998– 2000 р.).

Публікації. Основні результати дисертації розглядаються у 12 публікаціях, з них: 7 статей у фахових виданнях, 5 – у матеріалах і тезах конференцій.

Структура і обсяг роботи. Дисертація складається зі вступу, 6 розділів, висновків, практичних рекомендацій, списку використаних джерел та додатків. Роботу викладено на 198 сторінках машинописного тексту, що містить 35 таблиць, 34 рисунки, 4 додатки. У роботі використано 216 літературних джерел, з яких 169 вітчизняних та 47 іноземних.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обгрунтовано актуальність проблеми, визначено мету та завдання дослідження, розкрито наукову новизну та практичне значення роботи, особистий внесок автора, розглядається сфера апробації результатів дослідження.

У першому розділі дисертації “Фізична та розумова працездатність підлітків, які займаються напруженою м’язовою діяльністю” проаналізовано та узагальнено наукові дані, які стосуються завдань дослідження, динаміки фізичної та розумової працездатності в річному циклі, кардіогемодинамічного забезпечення фізичної працездатності та функціональних блоків, що гальмують її зростання; а також дані про розумову працездатність підлітків та її зв’язок з фізичною працездатністю у віковому аспекті. Дослідження літератури з означеної проблеми свідчить про недостатність вивчення механізмів спільного забезпечення фізичної та розумової працездатності з боку серцево-судинної системи, їхньої динаміки протягом річного тренувального циклу та значення для реабілітації й оздоровлення підлітків.

У другому розділі дисертації “Організація та методи дослідження” описано організацію дослідження, обгрунтовано методику та систему взаємодоповнюючих методів дослідження, подано загальні відомості про контингент обстежених підлітків.

Для вирішення сформульованих завдань застосовувалися такі методи досліджень: теоретичний аналіз і узагальнення літературних джерел, бесіда, педагогічне спостереження, медико-біологічні методи, дослідження розумової працездатності, методи математичної статистики. Отриманий матеріал опрацьовано пакетами прикладних програм “Statistica 5.0.” та “Statgraph”. Для статистичної перевірки гіпотези про достовірність різниць використовувався t-критерій Стьюдента для пов’язаних і непов’язаних вибірок.

Оцінка фізичної працездатності проводилася за допомогою велоергометричної проби PWC170 з двоетапним навантаженням по 5 хвилин у серії та відпочинком між ними – 3 хвилини. Працездатність розраховували за методикою В.Л.Карпмана (1974) й рекомендаціями С.Б.Тіхвінського, С.В. Хрущева (1990). Показник максимального поглинання кисню визначено за рівнем регресії, що входить до тесту.

Розумову працездатність визначали низкою інформативних нескладних тестів: на швидкість переробки зорової інформації за методикою М.Б.Зикова (1975), теппінг-тестом, тестом на короткотермінову пам’ять та абстрактні розумові операції за методиками Е.П.Ільіна (1968) та Н.В.Макаренко (1998). Визначення функціонального стану окремих сенсорних систем проводилося за оцінкою м’язового відчуття та відчуття часу за методикою А.Я.Стьопіної (1982) та Н.В.Макаренко (1998).

Електрокардіограму реєстрували у 12-ти відведеннях на програмованому електрокардіографі ЭКЧМП–Н3051 ГУ25 – 75.10-86 9120560 у стані спокою та на 8 хвилині відновлення. Аналізувалися: амплітуда Р2, Т2; сума амплітуди зубців R в I, II i III відведеннях; індекси Соколова-Лайона SV5 + RV1; SV1 + RV5; інтервали

Р-Q, Q-T; тривалість серцевого циклу (RR); величина систолічного показника (СП). Спостерігались якісні зміни електрокардіограми. Отримані дані порівнювали з показниками за Л.А.Бєловою (1982). Сейсмокардіограму реєстрували сейсмодатчиком SA 2893234 № 902, що фіксувався на середині грудини в положенні лежачи. 100 кардіоциклів сейсмокардіограми статистично проаналізувано з розрахунками: середнього арифметичного, стандартного відхилення середнього арифметичного, похибки середнього арифметичного, коефіцієнту варіації, максимального значення кардіоциклу, мінімального значення кардіоциклу, розкиду кардіоциклів, моди, амплітуди моди, індексу напруження (Р.М.Баєвський, 1975; С.Ф.Музикантова, Г.Б.Сафронова, 1984). За допомогою програми “Statistica 5.0.” на персональному комп’ютері побудовані графіки варіаційної пульсограми, кореляційної ритмограми й аутокореляційної функції. Оцінка проводилася за методикою Л.А.Бєлової, М.В.Панчишиної (1995).

За всіма показниками проведено статистичні розрахунки. Розраховано внутрішньосистемні та міжсистемні коефіцієнти кореляції (П.В.Осіпов, 1986).

Дослідження проводились упродовж 1998–1999 років, в осінньому та весняному періодах року, що відповідає початку підготовчого та змагального періодів річного тренувального циклу. На першому етапі отримано показники фізичної та розумової працездатності, функціонального стану серцево-судинної та окремих сенсорних систем організму підлітків. На другому етапі дослідження тестування проведені за допомогою цієї ж авдиторії підлітків з аналогічною схемою, що дозволило провести порівняльний аналіз.

У процесі дослідження обстежено 102 здорових або практично здорових підлітки (хлопці), віком 1415 років, учні Львівського вищого училища фізичної культури та загальноосвітньої середньої школи № 21. Підлітки були розділені на 4 групи, з яких І–ІІІ групи склали юні спортсмени-учні училища фізичної культури: I група – спеціалізація футбол – 24 особи; II група – спеціалізація веслування – 24 особи; III група – спеціалізація водне поло – 30 осіб; IV групу (контрольну) – підлітки, що займаються фізичними вправами за “Програмою для загальноосвітніх навчальних закладів “Фізична культура” 1-11 класи” – 24 особи. Обстеження відбувались у науковій лабораторії училища фізичної культури та в медпункті загальноосвітньої середньої школи № 21, після уроків. Особи для дослідження добирались способом випадкової вибірки.

У третьому розділі “Характеристика фізичної працездатності та серцево-судинної системи юних спортсменів” подаються результати власного дослідження. Встановлено, що підлітки, які займаються напруженою м’язовою діяльністю, мають високий фізичний розвиток. Вони відрізняються від своїх однолітків більшою масою та поверхнею тіла, ростом, більшим обводом грудної клітки та її екскурсією. Найвищі антропометричні показники та їхня динаміка протягом року спостерігалися у ІІ групі підлітків, а найменші – у І групі.

Динаміка фізичної працездатності: у юних футболістів в осінньому періоді вона досягала 1381,5049,53 кГм/хв, а у весняному – збільшувалася до 1416,4161,04 кГм/хв. У перерахунку на масу тіла показники фізичної працездатності та максимальне поглинання кисню зменшилися в зв’язку зі збільшенням маси тіла (табл.1).

Найвищі показники PWC170 виявлено у юних веслярів – 1592,5256,0 кГм/хв, у весняному періоді відбулося достовірне зниження показника до 1436,0162,2 кГм/хв (р<0,05) і зниження максимального поглинання кисню та відносних значень показників.

У юних ватерполістів спостерігалися найнижчі показники фізичної працездатності в обох періодах року (1276,8472,8 та 1120,1245,9 кГм/хв, відповідно). Такий низький рівень аеробного забезпечення фізичної працездатності не типовий для цього виду спорту. У підлітків-неспортсменів фізична працездатність складала 970,8370,21 кГм/хв, що відповідає віковим нормам.

Таблиця 1

Динаміка фізичної працездатності підлітків 14-15 років в осінньому та весняному періодах річного циклу (Хm)

Примітка: (х – відмінності достовірні між періодами дослідження при р<0,05; риска знизу – достовірність відмінностей з ІV групою при р<0,05.

Аналіз планів тренерської роботи протягом річного циклу дав змогу з’ясувати причини зниження фізичної працездатності: у зимовому періоді знижуються об’єми специфічних засобів, відбувається перехід на роботу іншої спрямованості (переважання ациклічних та інших вправ у залі), канікули у школі. Значну роль відіграють зимовий та весняний авітамінози.

У юних спортсменів, на відміну від їх нетренованих однолітків, частота серцевих скорочень знаходилась на межі брадикардії, що свідчить про підвищення адаптаційних процесів серцево-судинної системи (табл. 2).

У підлітків ІIV груп спостерігався гіпокінетичний тип кровообігу (серцевий індекс менше 3,0 л/хв/м2) за класифікацією А.Г.Дембо (1986 р.). У обстежених підлітків (див. табл. 2) не було виявлено гіпертонічних або гіпотонічних порушень. Показники кардіогемодинаміки за середніми значеннями в усіх групах відповідали віковим нормам. Однак, у весняному періоді у підлітків спостерігався значний відсоток окремих показників системної гемодинаміки (частоти серцевих скорочень, хвилинного об’єму крові, серцевого індексу), недовідновлених до встановленого рівня, що є одним із механізмів зниження фізичної працездатності у цьому періоді.

У юних спортсменів статистичні дані параметрів електрокардіограми не показали помітних змін. Однак, під час аналізу індивідуальних електрокардіограм були виявлені препатологічні, загалом безскаргові порушення у системі провідності та метаболізму серця. Так, в І групі у 50 % підлітків та в ІІ і ІІІ групах у 25 та 66 %, відповідно, спостерігалася неповна блокада правої ніжки пучка Гіса у вигляді зазубреності нисхідного коліна зубця R у відведеннях V1 i V2. Ці зміни, на думку деяких авторів, є ознакою

Таблиця 2

Динаміка основних показників функціонального стану серцево-судинної системи підлітків в осінньому та весняному періодах року, Хm

Примітка: (х – відмінності достовірні між періодами дослідження при р<0,05; риска знизу - відмінності достовірні з ІV групою при р<0,05, де ЧСС – частота серцевих скорочень; СОК – систолічний об’єм крові; ХОК – хвилинний об’єм крові; СІ – серцевий індекс; УІ – ударний індекс; Q-T – тривалість серцевої систоли; RІ+ІІ+ІІІ – сума зубців R у стандартних відведеннях; SV1+RV5 – правий індекс Соколова-Лайона; SV5+RV1 – лівий індекс Соколова-Лайона; MxRR – максимальне значення кардіоциклу; MnRR – мінімальне значення кардіоциклу; ІН – індекс напруження; hA1 – амплітуда першого сейсмокардіографічного комплексу; hA2 - амплітуда другого сейсмокардіографічного комплексу; tA1 – час першого сейсмокардіографічного комплексу; tA2 – час другого сейсмокардіографічного комплексу; SE1 – секундна енергія першого сейсмокардіографічного комплексу; SE2 – секундна енергія другого сейсмокардіографічного комплексу.

функціональної блокади і слід вважати фізіологічною особливістю реакції серця у відповідь на інтенсивні фізичні навантаження (В.Л.Карпман, 1978; С.А.Душанін, 1988). Однак, у поєднанні з метаболічними змінами в міокарді вони можуть свідчити про препатологічний стан, що вимагає корекції навантажень та комплексної реабілітації з наступним електрокардіографічним контролем. В усіх групах спостерігався від’ємний зубець Т у V1 i V2 – “Т–infantile”.

У юних спортсменів виявлено метаболічні зміни міокарду (28 %), ритм коронарного синусу (7,7 %), синдром ранньої реполяризації (17 %), порушення внутрішньопередсердної провідності (5 %), Р-pulmonale (7,7 %), міграція водія ритму (5 %). Найбільше подібних відхилень спостерігалося у юних веслярів.

Проведене нами дослідження скоротливої функції серця дало змогу простежити її динаміку протягом року та виявити основні ознаки розвитку адаптації до фізичних навантажень. Оцінка сейсмокардіографічних комплексів вказує на те, що особливості формування механізму адаптації міокарду проявляється у зниженні амплітуди першого комплексу (див. табл.2). Найнижчі показники амплітуди першого комплексу (6,080,72 мм) та його секундної енергії (0,560,08 од.) були зафіксовані в ІІ групі з порівняно вищою фізичною працездатністю, що можливо відтворює початковий розвиток адаптивної гіподинамії міокарду. Водночас, різке зниження цього показника і його секундної енергії може бути наслідком нерегульованої гіподинамії міокарду або виснаження його енергетичних ресурсів. Такі зміни бул зафіксовані нами у підлітків, що займаються водним поло. Це співпадає із зниженням фізичної працездатності навесні і підтверджується даними електрокардіограми. Часові показники (tA1; tA2 та Kt) були найнижчими в ІV групі. У всіх групах вони мало змінювалися після навантаження і відновлювалися краще, ніж енергетичні, що свідчить про стійкішу часову структуру систоли у підлітків.

Загалом, в усіх групах підлітків спостерігалася знижена адаптивна перебудова з посиленням центрального контуру кардіорегуляції, що свідчить про складні фізіологічні зміни в організмі і зниження його пристосувальних механізмів навесні.

Найоптимальніший розвиток адаптації серця до напруженої м’язової діяльності за даними механізмів кардіорегуляції спостерігався в І групі підлітків, у яких переважає вагусний вплив на міокард та повніше відновлення показників через 5 хвилин після велоергометричного навантаження. У ІІ групі спостерігалось підвищення напруження симпатотонічного центрального контуру кардіорегуляції, тобто не було ознак включення адаптивних механізмів забезпечення фізичної працездатності. У ІІІ групі найгірше відновлені параметри варіаційної пульсограми в обох періодах року, це підтверджує аналіз варіаційних гістограм, кореляційних ритмограм та аутокореляційних функцій низки кардіоінтервалів. У групі підлітків, що не займаються інтенсивною м’язовою діяльністю, основні показники варіаційної пульсограми нижчі, ніж у школярів, які систематично займаються спортом. Таким чином, заняття напруженою м’язовою діяльністю позитивно впливають на поліпшення вегетативної регуляції серця, зміщення її в холінергічний бік, що вважається економнішим і розвантажує серце. В осінньому періоді річного циклу гістограми розподілу кардіоциклів, кореляційні ритмограми та аутокорелограми юних футболістів свідчать про переважання вагусних впливів на серце. За даними кореляційної ритмограми та аутокорелограми у них не спостерігалось напруження центрального контуру кардіорегуляції. Кореляційна ритмограма відповідала ІІІ типу “пухка хмара розподілу”, аутокорелограма – ІІ типу і містила дихальні хвилі. У весняному періоді в усіх групах підлітків відбулися зміни у варіаційній пульсограмі, із переважанням холінергічного мономодального типу, що свідчить про збільшення вагусних впливів на серце в цьому періоді. Однак, за даними кореляційної ритмограми та аутокорелограми в цьому періоді спостерігалося напруження вегетативної кардіорегуляції. Про це свідчить ущільнення хмари розподілу кореляційної ритмограми та поява на аутокорелограмі повільних “регуляторних” хвиль.

У четвертому розділі “Оцінка розумової працездатності і функціонального стану сенсорних систем підлітків” проаналізовано динаміку розумової працездатності під впливом м’язової діяльності. У юних спортсменів відбулося зростання розумової працездатності відразу після фізичного навантаження та поступове її зниження у відновному періоді, однак розумова працездатність була вищою, порівняно до фонової. Це вказує на оптимізуючий вплив напруженої м’язової діяльності на розумову працездатність. У IV групі після навантаження відбувалося зниження розумової працездатності в обох періодах року. Це можна пояснити неадаптованістю підлітків до виконання розумових дій після фізичного навантаження, що проявляється у недостатньому відновленні розумової працездатності після тесту. Протягом річного циклу відбувалося підвищення швидкості переробки зорової інформації у весняному періоді (рис.1).

За даними теппінг-тесту час простої рухової реакції був найкоротшим (158,205,50 мс) у юних футболістів. Для оцінювання рівня втоми нами виокремлені та умовно названі 6 типів її розвитку протягом чотирьох 5 секундних спроб теппінг-тесту. До фізичного навантаження в усіх групах підлітків спостерігався третій тип реакції на просту однотипну роботу – “втома без відновлення”. Після навантаження тип змінився на четверий – з поступовим відновленням до кінця тесту, але в ІV групі відновлення не спостерігалося. На 10 хвилині відновлення показники теппінг-тесту в усіх групах практично не відрізнялися і відновлені до фонових значень. Краще відновлення простих рухових реакцій відбувалося у весняному періоді.

Рис. 1 Зміна показників швидкості переробки зорової

інформації протягом річного циклу тренувань

Оцінюючи абстрактну розумову діяльність найкоротший час перемноження чисел в осінньому періоді спостерігався в ІІІ групі (7,140,54с), однак в ній же був найменший відсоток правильно розв’язаних завдань (48 %). Найбільше правильних відповідей на запитання дали підлітки І групи (67 %). У весняному періоді у всіх групах зменшився час розв’язання завдань, він був найкоротшим в І групі з 78 % правильних відповідей. У ІІ–ІV групах час розв’язання також зменшився, однак відсоток правильних відповідей знизився, особливо в ІІІ групі.

Таким чином, оптимальний функціональний стан ЦНС і абстрактної розумової працездатності спостерігався у підлітків, що займаються футболом. Вони швидко і правильно реагували на завдання, особливо у весняному періоді.

Показники короткотермінової пам’яті в усіх групах перебували у нормі для даного віку (6–7 запам’ятованих слів). Упродовж річного циклу не відбулося суттєвих змін короткотермінової пам’яті підлітків, та слід зазначити, що відсоток запам’ятованих слів протягом двох періодів року після напруженої м’язової діяльності та у фазі відновлення був вищим у групах школярів, що систематично займаються спортом.

У п’ятому розділі “Оцінка взаємозв’язків показників фізичної і розумової працездатності, та серцево-судинної системи у підлітків протягом року” проаналізовано внутрішньосистемні та міжсистемні взаємозв’язки між показниками фізичної та розумової працездатності й функціонального стану серця, які дозволили виокремити такі типи забезпечення фізичної та розумової працездатності:

- гемодинамічний (за показниками артеріального тиску, хвилинного та систолічного об’ємів крові та ін.);

- кардіобіоелектричний (за показниками електрокардіограми);

- кардіорегуляторний (за показниками варіаційної пульсограми);

- кардіодинамічний (за показниками сейсмокардіограми).

Переважання типу в механізмах забезпечення фізичної чи розумової працездатності вважалося дійсним, якщо зі всієї кількості параметрів 50 % мали достовірні коефіцієнти кореляції з низкою показників, що вивчалися (при рівні вірогідності 0,41).

У юних футболістів у річному циклі спостерігався перехід компенсаторних зв’язків кардіобіоелектричного та гемодинамічного типу в адаптивні зв’язки гемодинамічного і кардіорегуляторного типу (рис. 2 А, В). Це позитивна динаміка, яка вказує на оптимальний вплив напруженої м’язової діяльності на механізми розвитку адаптації до неї.

У юних веслярів (рис.2 С, D) також відбувалася позитивна динаміка переходу компенсаторних взаємозв’язків у адаптивні, однак цей перехід був обумовлений специфікою виду спорту: показники гемодинаміки серця збільшилися, що пояснюється зростанням навантажень аеробного характеру у весняному періоді року.

У юних ватерполістів (рис. 2. Е) в осінньому періоді переважали гемодинамічні, кардіобіоелектричні, кардіорегуляторні типи адаптивного характеру, однак у весняному періоді (рис. 2. F) ці зв’язки майже зникли, що говорить про послаблення підтримки фізичної працездатності з боку серцево-судинної системи і може бути ознакою різкого зниження, або зриву адаптації, що свідчить про неефективне планування фізичних навантажень протягом року.

У підлітків ІV групи в двох періодах річного циклу спостерігалися кардіорегуляторні механізми забезпечення фізичної працездатності, однак яскраво вираженої адаптації не було.

Аналіз кореляційних портретів розумової працездатності та показників серцево-судинної системи показав, що у підлітків, які займаються футболом в осінньому періоді спостерігались поодинокі достовірні коефіцієнти кореляції, що свідчить про изьку залежність розумової працездатності від функціонального стану діяльності серця. В основному, розумова працездатність була пов’язана з правим індексом Соколова-Лайона та амплітудою другого сейсмокардіографічного комплексу. У весняному періоді в забезпеченні розумової працездатності переважав кардіодинамічний тип адаптивного характеру. У ІІ групі восени спостерігався кардіодинамічний та кардіобіоелектричний тип забезпечення розумової працездатності. Характер цих зв’язків адаптивний: чим менше напруження регуляторних систем серця, тим краща розумова працездатність.Навесні спостерігався кардіорегуляторний механізмзабезпечення розумової працездатності в основному компенсаторного

характеру. Подібна динаміка в осінньому періоді відбувалася і у ІІІ групі. Взаємовідношення розумової працездатності і сейсмокардіограми мали адаптивний зміст (зменшення амплітуди сейсмокардіографічних комплексів спричиняє поліпшення розумової працездатності), а у весняному періоді розумова працездатність не мала взаємозв’язків з діяльністю серця, що є негативним явищем.

Порівняльна характеристика забезпечення фізичної та розумової працездатності свідчить про те, що вони мають різні механізми формування з боку серцево-судинної системи. Розумова працездатність підлітків переважно пов’язана з кардіодинамічною функцією серця, а в забезпеченні фізичної працездатності переважають кардіобіоелектричні, гемодинамічні та кардіорегуляторні компоненти діяльності серця. Щодо оцінки взаємозв’язків фізичної та розумової працездатності то відомо, що збільшення достовірних коефіцієнтів кореляції свідчить про оптимізацію управління системою, що вивчається з боку ЦНС. За нашими даними, найбільша кількість достовірних коефіцієнтів кореляції між фізичною та розумовою працездатністю спостерігалася в І групі, а найбільша кількість зв’язків фізичної працездатності та сенсорних систем спостерігалася у ІІ групі, що, можливо, пов’язане з необхідністю відчувати “воду” і “весло” під час навчально-тренувального процесу у веслуванні. Слід зазначити, що в ІІІ групі спостерігалась мінімальна кількість коефіцієнтів кореляції, а ті, що були мали від’ємний зміст. У підлітків, що мають низький рівень рухової активності зв’язки фізичної працездатності спостерігались в основному з блоком швидкості переробки зорової інформації. Але ці зваємозв’язки мали загалом компенсаторний характер.

У шостому розділі “Аналіз та узагальнення результатів дослідження” всі дані згруповані в три блоки: ті, що підтверджують існуючі положення; ті, що доповнюють чи розширюють розробки інших авторів; і абсолютно нові щодо цієї проблеми. Проведене нами дослідження підтверджує, що систематичні заняття напруженою м’язовою діяльністю сприяють збільшенню основних антропометричних показників, зростанню фізичної працездатності, активізації розумової діяльності, формуванню ранніх стадій розвитку спортивного серця та підвищенню опірності організму підлітків несприятливим чинникам довкілля. У результаті проведеного дослідження встановлено особливості змін електрокардіограми, особливості кардіогемодинаміки, кардіорегуляції та скоротливої функції серця, а також відзначено позитивний вплив занять напруженою м’язовою діяльністю на успішність навчання підлітків, що доповнює існуючі наукові розробки. Вперше встановлено механізми зниження фізичної працездатності підлітків у річному циклі, простежено динаміку основних сейсмокардіографічних параметрів, розраховано внутрішньосистемні та міжсистемні взаємозв’язки між показниками фізичної та розумової працездатності та функціонального стану серця, які дозволили виокремити кардіологічні механізми їхнього забезпечення. А також запропоновано новий підхід до комплексної діагностики фізичної та розумової працездатності й функціонального стану серцево-судинної системи, розроблено індивідуальні та групові “портрети” взаємозв’язків цих параметрів, що сприяли визначенню характеру адаптації до напруженої м’язової діяльності та ефективних способів запобігання порушень у стані здоров’я підлітків.

ВИСНОВКИ

1. Незважаючи на велику кількість педагогічних публікацій, зміст комплексної методики контролю та реабілітації юних спортсменів в умовах напруженої м’язової діяльності має декілька нерозв’язаних аспектів. Один з них – вивчення механізмів впливу напруженої м’язової діяльності на показники фізичної та розумової працездатності та їхні взаємозв’язки, що й зумовило вибір теми дослідження.

2. Встановлено особливості фізичного розвитку, межі та зміни фізичної працездатності підлітків упродовж року. Рівень фізичної працездатності юних спортсменів перебував у межах 1200 – 1600 кГм/хв: був найвищим у юних веслярів, найнижчим у ватерполістів, але вищим, ніж у підлітків-неспортсменів (р<0,05). У річному тренувальному циклі рівень фізичної працездатності юних футболістів не змінився, а у веслярів і ватерполістів достовірно знизився, що не відповідає теоретико-методичним основам планування спортивного тренування і має низку причин.

3. Встановлено, що у підлітків, які займаються спортом, протягом річного циклу показники переробки зорової інформації та абстрактних розумових дій суттєво поліпшились. Натомість в учнів контрольної групи (загальноосвітньої середньої школи №21, м. Львова) є тенденція до поетапного зниження показників розумової працездатності, які були гіршими, ніж у юних спортсменів (р<0,05). Аналогічна динаміка встановлена і в успішності навчання. У ІІ половині навчального року успішність юних спортсменів-учнів училища фізичної культури м.Львова була вищою (р<0,05), ніж у школярів-неспортсменів, що підтверджують інші фахівці (Н.А.Болдіна, 1981; Л.В.Работнікова, 1991).

4. Показники кардіогемодинаміки за середніми значеннями в усіх групах відповідали віковим нормам. Однак, у весняному періоді у підлітків спостерігався значний відсоток недовідновлення окремих показників системної гемодинаміки (частоти серцевих скорочень, хвилинного об’єму крові, серцевого індексу), що є одним із механізмів зниження фізичної працездатності у цьому періоді.

5. За даними електрокардіограми у юних спортсменів спостерігалися зміни біоелектричних процесів у серці, які вказують на помірний розвиток адаптації міокарду до фізичних навантажень. Індивідуальний аналіз електрокардіограм виявив ознаки неповної блокади правої ніжки пучка Гіса, що є функціональною особливістю серця юних спортсменів, метаболічні зміни міокарду (28 %), ритм коронарного синусу (8 %), синдром ранньої реполяризації (18 %), порушення внутрішньопередсердної провідності (5 %), Р-pulmonale (8 %), міграцію водія ритму (5 %). Найбільше подібних відхилень спостерігалось у юних веслярів. Зміни провідності та метаболізму серця у юних спортсменів вимагають поліпшення лікарського контролю, перегляду обсягу та інтенсивності фізичних навантажень та вчасного використання засобів відновлення.

6. У юних спортсменів у стані спокою на початку підготовчого періоду (восени) виразних ознак адаптації серця до фізичних навантажень не спостерігалося, лише окремі показники кардіорегуляції (максимальне значення та мoда кардіоциклу) були розташовані в холінергічній зоні. На початку змагального періоду (навесні) посилились ознаки напруження адаптації, а у підлітків, які займаються водним поло, спостерігались ознаки нерегульованої гіподинамії міокарду за даними електрокардіографії та сейсмокардіографії, що може бути наслідком перевантаження серця на фоні весняного авітамінозу. У підлітків-футболістів за даними кардіорегуляції спостерігалося переважання холінергічної регуляції серця і поліпшення відновлення показників після тестового фізичного навантаження.

7. У юних спортсменів виявлені різні механізми формування взаємозв’язків фізичної і розумової працездатності та їхнього кардіогемодинамічного забезпечення. Виокремлено чотири умовні типи, які визначені залежно від фізіологічного процесу: гемодинамічний, кардіобіоелектричний, кардіорегуляторний, кардіодинамічний. Вони мають різний зміст: переважно компенсаторний восени і адаптивний навесні. Лише у юних ватерполістів спостерігалося зниження механізмів адаптації у весняному періоді, що означає недостатнє забезпечення фізичної працездатності з боку серцево-судинної системи та може бути пов’язане зі зменшенням фізичних навантажень у цьому періоді. У підлітків ІV групи спостерігалися взаємозв’язки фізичної і розумової працездатності та функціонального стану серця компенсаторного характеру, що свідчить про неадаптованість організму до напруженої м’язової діяльності.

8. Виявлені окремі негативні компоненти механізму адаптації до фізичних навантажень у вигляді зниження фізичної і розумової працездатності, різноманітних порушень електрокардіограми, перехід адаптивних зв’язків у компенсаторні навесні та зникнення взаємозв’язків працездатності з параметрами функціонального стану серця. Подібних відхилень найбільше спостерігалось у підлітків-ватерполістів, особливо у весняному періоді на фоні зниження фізичної працездатності.

9. За допомогою методики комплексного контролю за кардіогемодинамічним забезпеченням фізичної і розумової працездатності виявлено ранні відхилення в оптимальному розвитку адаптації та стані здоров’я підлітків. Для підвищення фізичної і розумової працездатності та відновлення функцій серця можна рекомендувати застосування даної методики комплексного контролю, відновно-реабілітаційні заходи, а також корекцію фізичних навантажень у тренувальному процесі. Учням загальноосвітніх шкіл для підвищення фізичної та розумової працездатності слід підвищити рухову активність за допомогою позаурочних занять в секціях з різних видів спорту, надаючи перевагу футболу, який за нашими даними найкраще оптимізує фізичну та розумову працездатність.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Сіренко Р.Р. Характеристика фізичної працездатності та її кардіогемодинамічних показників у юних спортсменів у підготовчому періоді // Молода спортивна наука України: Збірник наукових статей аспірантів галузі фізичної культури та спорту. Львів: ЛДІФК, 1999. Вип. 3. С. 293297.

2. Сіренко Р.Р. Особливості динаміки фізичної та розумової працездатності юних футболістів протягом річного тренувального циклу // Педагогіка, психологія та медико-біологічні проблеми фізичного виховання і спорту: Збірник наукових праць за ред. С.С.Єрмакова Харків: ХХПІ, 1999. №11. С. 35.

3. Сіренко Р.Р. Кардіогемодинамічні механізми фізичної працездатності юних веслувальників у підготовчому періоді // Фізичне виховання, спорт і культура здоров’я у сучасному суспільстві: Збірник наукових праць Волинського держ. університету імені Лесі Українки. Луцьк: Медіа, 1999. С.10771081.

4. Сіренко Р.Р. Кардіогемодинамічне забезпечення працездатності юних веслувальників на початку змагального періоду // Педагогіка, психологія та медико-біологічні проблеми фізичного виховання і спорту: Збірник наукових праць за ред. С.С.Єрмакова – Харків: ХХПІ, 1999. № 15. С. 68.

5. Сіренко Р.Р. Кардіогемодинамічне забезпечення фізичної та розумової працездатності підлітків під впливом напруженої м’язової діяльності // Физическое воспитание студентов творческих специальностей: Сборник научных трудов под ред. С.С.Ермакова – Харьков: ХХПИ, 2000. – №2. – С. 40–42.

6. Сіренко Р.Р. Критерії та оцінка кардіорегуляції підлітків в процесі адаптації до напруженої м’язової діяльності // Педагогіка, психологія та медико-біологічні проблеми фізичного виховання і спорту: Збірник наукових праць за ред. С.С.Єрмакова – Харків: ХХПІ, 2000. – № 8. – С. 6–9.

7. Сіренко Р.Р. Характеристика змін електрокардіограми у підлітків під впливом напруженої м’язової діяльності // Молода спортивна наука України: Збірник наукових статей аспірантів галузі фізичної культури та спорту. – Львів: ЛДІФК, 2000. – Вип. 4. – С. 210–212.

8. Сіренко Р.Р. Оптимізуючий вплив занять напруженою м’язовою діяльністю на розумову працездатність школярів // Педагогіка, психологія та медико-біологічні проблеми фізичного виховання і спорту: Збірник наукових праць за ред. С.С.Єрмакова – Харків: ХХПІ, 2001. – № 2. – С. 12–15.

9. Сиренко Р.Р. Характеристика физической и умственной работоспособности юных футболистов в начале подготовительного периода // Физическая культура, спорт, туризм – в новых условиях развития стран СНГ: Международный научный конгресс: Материалы в 2 ч. – Минск, 1999. – Ч. ІІ. – С. 388–391.

10. Сіренко Р.Р. Комплексна оцінка підготовленості футболістів за даними фізичної і розумової працездатності // Медичні проблеми фізичної культури і спорту: досвід, сучасні напрямки та перспективи: Всеукраїнська міжвузівська науково-практична конференція. Тези доповідей. – Дніпропетровськ: ДДМІ, 1999. – Ч. 1. – С. 92.

11. Сіренко Р.Р. Працездатність, як один з аспектів підготовленості юних футболістів // Матеріали IV Всеукраїнської науково-практичної конференції присвяченої 60-річчю кафедри фіз. виховання ЛДМУ “Роль фізичної культури і спорту в здоровому способі життя”. – Львів: ЛДМУ, 1999. – С. 115–116.

12. Бєлова Л.А., Сіренко Р.Р. Динаміка взаємозв’язків показників кардіорегуляції, гемодинаміки і фізичної працездатності у юних спортсменів в процесі адаптації до тренувальних навантажень // Матеріали регіональної науково-практичної конференції “Проблеми активізації рекреаційно-оздоровчої діяльності населення”. – Львів: ЛДІФК, 1998. – С. 45–46.

АНОТАЦІЇ

Сіренко Р.Р. Механізми формування взаємозв’язків фізичної та розумової працездатності у підлітків під впливом м’язової діяльності. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата наук з фізичного виховання і спорту за спеціальністю 24.00.01 – Олімпійський і професійний спорт. – Львівський державний інститут фізичної культури. – Львів, 2001рік.

Узагальнено та проаналізовано досвід теорії і практики юнацького спорту щодо методики комплексного контролю фізичної і розумової працездатності та відновних процесів у підлітків в умовах напруженої м’язової діяльності. Встановлено різницю у фізичному розвитку, фізичній та розумовій працездатності підлітків, що займаються та не займаються спортом (р<0,05), а також простежено динаміку взаємозв’язків фізичної та розумової працездатності впродовж року та їх забезпечення зі сторони серцево-судинної системи. Виявлено негативні компоненти механізму адаптації до фізичних навантажень, які проявляються у зниженні фізичної та розумової працездатності, різноманітних порушеннях на електрокардіограмі, у переході адаптивних взаємозв’язків у компенсаторні у весняний період та зникненні взаємозв’язків. Доведено доцільність використання методики комплексного контролю фізичної та розумової працездатності юних спортсменів з метою корекції тренувального процесу і запобігання негативним впливам напруженої м’язової діяльності на стан їхнього здоров’я.

Ключові слова: юнацький спорт, фізична та розумова працездатність, м’язова діяльність, методика комплексного контролю, адаптація до фізичних навантажень.

Sirenko R.R. Mechanisms of forming interconnections of physical and mental capacities for work in adolescents under the influence of muscular activity. – Manuscript.

Thesis for a candidates degree on physical education and sports, speciality 24.00.01 - Оlympic and professional sports. – Lviv state institute of physical culture. – Lviv, 2001.

The first part of the thesis “Physical and mental capacities of work in adolescents engaged in intense muscular activity ” analyses and generalises scientific data about the dynamics of physical and mental capacities of work in the annual cycle of training, cardiohemodynamic provision of physical capacities of work and functional blocks slowing down its growth, as well as the data about the mental capacities of work of adolescents and its connection with the