Дипломная (вкр): Особенности организма и адаптации к физическим нагрузкам детей среднего и старшего школьного возраста

Достигается высокий уровень сочетания двигательных и вегетативных реакций. Налаживается стабильное соответствие темпа шагов и дыхания, тонкое сочетание моторных компонентов двигательных навыков с вегетативными функциями, согласование реакций сердечно-сосудистой и дыхательных систем.

В ЭЭГ эти изменения отражаются в виде достоверного увеличения высокой пространственной и временной согласованности колебаний потенциалов различных корковых зон, что отражает увеличение функционального взаимодействия между этими зонами. Как в состоянии покоя, так и во время работы ЭЭГ детей, подростков и юношей 12-18 лет отмечается значительное число высоких межцентральных корреляций электрической активности.

Втором, важнейшим моментом в совершенствовании центральной регуляции движений является высокий уровень созревания ассоциативных третичных полей коры - передних лобных и задних нижнетеменных. Благодаря этому создается функциональная основа для извлечения полезной информации из множества афферентных сообщений, построения сложных многоцелевых поведенческих программ. Становится более точной пространственная ориентация движений, улучшаются процессы экстраполяции, предвидения предстоящих ситуаций.

У 13-летних подростков существенно улучшается переработка информации и повышается эффективность тактического мышления, уменьшается количество ошибочных решений. В возрасте от 10 до 13 лет у подростков достоверно сокращается время принятия решений и общее время решения тактических задач. Эти временные показатели мало изменяются к 16-летниму возрасту, но еще не достигают взрослых величин. В возрасте 12 лет юные спортсмены способны решать более легкие тактические задачи, а в 14 лет - наиболее сложные. Дети в старшем школьном возрасте могут делать правильный выбор из многоальтернативных ситуаций, сохранять высокую умственную работоспособность в напряженных условиях деятельности, в ситуациях с дефицитом времени. Рабочие доминанты, формирующиеся в высших отделах мозга, становятся стабильными, обеспечивая высокую помехоустойчивость юных спортсменов.

Улучшение процессов афферентного синтеза и анализа афферентной информации позволяет подросткам и юношам точнее оценивать интероцептивную и проприоцептивную информацию о функциональном состоянии собственного организма в процессе работы.

Юные спортсмены лыжники, пловцы, специалисты подводного плавания способны давать речевые отчеты о падении оксигенации собственной крови в процессе дыхания в замкнутое пространство при каждых 2% снижения оксигемоглобина, почти точно соответствуя показаниям оксигемографа.

Становится более информативным ощущение усталости. Дети младшего школьного возраста (7-10 лет), при занятиях физической культурой и спортом, в 77% случаев могут сообщить об ощущении усталости лишь после развития регистрируемых объективно признаков утомления. Такое сообщение не дает информации для педагога и тренера. Подростки 13-15 лет в 40% случаев ощущают наступление утомления в процессе его развития, а юноши 18-19 лет могут ощущать развитие утомления еще до начала появления ранних его признаков. Эта возможность организма, помогает правильной раскладке сил спортсмена на дистанции, рациональному управлению функциональными резервами организма.

Начиная с возраста 13-15 лет, участие ассоциативных третичных полей в управлении движениями отражается в ЭЭГ юных спортсменов достоверным увеличением взаимосвязи активности моторных центров рук и ног с задними нижнетеменными областями (зонами афферентного синтеза и пространственной ориентации движений) и передними лобными областями, ответственными за программирование и контроль движений.

Третьим качественным изменением и центральной регуляции движений у детей среднего и старшего школьного возрасти является постепенный переход ведущей функции от правого полушария к левому. У детей дошкольного возраста и младшего школьного возраста основное значение в управлении движениями имеет правое полушарие, функцией которого является комплексный зрительно-пространственный анализ текущей ситуации, преимущественные реакции на непосредственные (первосигнальные) раздражители. Это требует от учителей физической культуры и тренеров преимущественного использования наглядного метода, особенно метода показа, выполнения движения в целом.

После 14-15 лет у подростков особенно в юношеском возрасте ведущую роль играет левое полушарие. Развитие левого полушария обеспечивает более подробный анализ полученной информации, высокий уровень абстрактно-логических операций, формирование речевой регуляции движений, совершенствование чувства и процессов экстраполяции. Именно в левом полушарии отражается специфика участия различных корковых зон при разучивании различных двигательных умений и навыков. В тренировочном процессе большое значение приобретает метод рассказа, словесных инструкций, речевых отчетов.

Возрастные перестройки центральной нервной системы управления обеспечивают более экономичное и эффективное выполнение работы. Уточняются моторные команды к работающим мышцам и совершенствуются межмышечные координации. Развитие переднелобных третичных полей воздействует на двигательную деятельность, что обеспечивает повышение произвольной мобилизации функциональных резервов организма, волевое преодоление утомления и, соответственно, увеличивает выносливость организма при длительной работе до отказа.

Возможности участия третичных полей в регуляции движений еще недостаточно развиты у подростков по сравнению с юношами, особенно слабо они выражены в период полового созревания (в 1-ю фазу пубертата).

Рисунок 3. Межцентральные взаимосвязи ЭЭГ левого и правого полушария у велосипедистов разного возраста

В этот период наблюдается нарушение центральной регуляции движений. Корковые центры широко охватывают процесс возбуждения, нарушая тонкие межцентральные взаимоотношения и координацию движений. Перед стартом у подростков преобладает состояние предстартовой лихорадки. Ухудшаются процессы памяти и выработки двигательных навыков. Затрудняется переделка двигательных динамических стереотипов. Подростки быстро утомляются, особенно при длительной моторной работе.

Рисунок 4.Возрастная динамика участия разных зон левого и правого полушария в управлении движениями

Суммарное количество (в процентах от всех вычисленных) высоких (0,7-1,0) межцентральных корреляций ЭЭГ моторных зон с лобными, нижнетеменными и зрительными зонами у юных фигуристов (п=10 в каждой возрастной группе) во время трехминутного бега на месте в темпе 3 шага в 1 секунду. С окончанием этого периода механизмы управления движениями постепенно приближаются ко взрослому уровню. В 13-14 лет завершается в основном формирование всех сенсорных систем. Совершенствуется поисковая функция глаза, ускоряются сенсорные реакции, уточняется «мышечное чувство» и улучшается точность воспроизведения мышечных усилий, повышается функциональная устойчивость вестибулярной системы.

В юношеском возрасте управление движениями достигает высокого совершенства, позволяя добиться рекордных результатов во многих видах спорта.

.2 Развитие физических качеств в школьном возрасте

Возрастной период от 10 до 17-19 лет характеризуется достижениями максимального развития большинства физических качеств - гибкости, быстроты, ловкости, силы, скоростно-силовых возможностей, а также большими изменениями в развитии выносливости, которая достигает максимального развития несколько позже - к 20-25 годам.

Средний и старший школьный возраст особенно благоприятен для занятий спортом, так как соответствует проявлениям многих сенситивных периодов развития физических качеств, т.е. периодов, наиболее чувствительных к тренирующим воздействиям.

Одним из ранних воспитывается физическое качество гибкости - суставной подвижности. Совершенствования гибкости, начинающееся в дошкольном и младшем школьном возрасте, продолжается в среднем школьном возрасте. Гибкость подростков тем выше, чем больше длина частей тела. Наиболее высоких значений гибкость достигает к 15-летнему возрасту, после чего без дальнейшей тренировки начинает снижаться. У девочек гибкость выражена лучше, чем у мальчиков.

С этим связано ранняя специализация в некоторых видах спорта, особенно спортивная гимнастика, художественная и акробатика.

Весьма благоприятный период развития ловкости или координационных способностей, отмечается с 7 до 14 лет (с небольшим ухудшением этого качества в пике пубертатного периода). Созревание нижнетеменных третичных областей коры способствует улучшению межсенсорной интеграции и сенсомоторных взаимосвязей, формированию представлений о «схеме тела» и «схеме пространства». В результате улучшается пространственная ориентация движений и, как следствие, телесная и предметная ловкость.

По мере созревания лобных третичных областей коры больших полушарий появляются новые возможности для различных проявлений ловкости: развивается способность формированию новых движений в необычных условиях, улучшается анализ текущей и будущей ситуации, внесение сенсорных коррекций в двигательные программы, временная оценка выполняемых действий. Развитию ловкости способствует совершенствование процессов экстраполяции. После 35-летнего возраста проявления ловкости ухудшаются, особенно нарушаясь в пожилом возрасте.

С 10 до 15 лет резко улучшаются показатели качества быстроты, достигая к 15-летнему возрасту взрослых величин и сохраняясь на этом уровне до 35 лет. В ЦНС подростка увеличивается скорость протекания нервных процессов (лабильность нервной ткани) и повышается подвижность нервных процессов, скорость смены процессов возбуждения и торможения. Это способствует повышению скорости переработки информации в коре больших полушарий. К 12-летнему возрасту заметно укорачивается время простой двигательной реакции, а к 14 годам - время сложной реакции с выбором. Совершенствование центральной регуляции движениями и повышение возбудимости и лабильности мышечного аппарата способствует ускорению моторных актов. К 15-летнему возрасту достигают взрослого уровня показатели теппинг-теста - 50-60 ударов за 10 с и максимальной скорости бега. Особенно значительно улучшаются скоростные возможности у мальчиков. Это ещё раз доказывает о необходимости развития в этот период качества быстроты.

Возраст 11-14 лет является сенситивным для развития скоростно-силовых возможностей. В этом периоде имеется наибольший прирост прыгучести, резкости ударов и бросков, что и определяет выбор специализации. К 14-15-летнему возрасту достигается наибольшая высота и дальность прыжков, особенно у мальчиков.

Мышечная сила нарастает в медленном темпе до 11-летнего возраста. Затем наступает замедление темпов ее прироста, связанное с развитием препубертатного периода (11-13 лет у мальчиков) и началом перестроечных процессов в организме. После 14 лет начинается существенный прирост мышечной силы, особенно выраженный у мальчиков и связанный с усиленной секрецией мужских половых гормонов (андрогенов). И в старших классах достигает силы взрослого человека. Становая сила у мальчиков в 12 лет составляет, в среднем, 50-60 кг, в 15 лет - 90-100 кг, в 18 лет - 125-130 кг.

В скелетных мышцах наблюдается миофибриллярная гипертрофия, отражающая процессы усиленного синтеза сократительных белков (актина и миозина) в миофибриллах. Под влиянием развития быстрых мотонейронов в нервной системе происходят изменения в составе мышечных волокон - заметно нарастает объем быстрых и мощных гликолитических волокон II-б типа.

Сенситивный период развития качества силы приходится на 14-17 лет. В возрасте 18-20 лет мышечная сила достигает максимальных значений для взрослого нетренированного человека. Обычно сила кисти у мужчин составляет около 70-75% от массы тела, а у женщин примерно 50-60%. При отсутствии специальной тренировки сила сохраняется на этом уровне примерно до 45-летнего возраста. В юношеском возрасте устанавливается характерная для взрослого организма топография мышечной силы, однако коррекцию в нее вносит специфика мышечной тренировки. Поэтому многие старшие школьники имеют хорошо развитую мускулатуру.

Позже других качеств развивается выносливость к длительной циклической работе умеренной мощности. Сенситивный период ее развития приходится на возраст 15-20 лет, когда в достаточной мере созревают функции дыхательной и сердечнососудистой систем, обеспечивающих работу аэробного характера.

В 20-25 лет это качество достигает высокого развития и дольше других сохраняется в онтогенезе человека (примерно до 55 лет и более).

Рисунок 5. Максимальная сила кисти у нетренированных лиц

Статическая выносливость увеличивается меньше, чем динамическая. Она уменьшается в пубертатном периоде, а затем нарастает, особенно к возрасту 18-20 лет.

Таблица 4. Возрастная динамика показателей силы мышц и статической работоспособности у женщин при статических напряжениях

В юношеском возрасте на основе значительного развития различных физических качественных и определяется специализация в различных видах спорта и достижение высоких спортивных результатов. Лишь в некоторых видах спорта, требующих предельного развития выносливости (бег на длинные и сверхдлинные дистанции, лыжные гонки и др.), высшие достижения появляются в более позднем возрасте - 20-35 лет.

2.3 Особенности энергоснабжения мышечной деятельности и реакций вегетативных систем на физические нагрузки в школьном возрасте

В растущем и развивающемся организме энерготраты на двигательную активность составляют около половины суточных энерготрат. У мальчиков в 14-15 лет суточная двигательная активность увеличивается более, чем на треть, по сравнению с 8-9 - летними детьми. В 11-15 лет подростки делают 20-30 тысяч шагов в сутки. Их суточные затраты достигают в возрасте 10-12 лет 2200 ккал, в 13-15 лет примерно 3000 ккал. В покое основные энерготраты приходятся на органы с наиболее интенсивным обменом веществ - мозг, печень, почки, а во время работы - на работающие мышцы. С этим связано то, что с увеличением роста мышц и уровня двигательной деятельности резко возрастают энерготраты у подростков.

Основного развития у подростков достигают процессы аэробной энергопродукции. Бурное увеличение мышечной массы, преобладание в мышцах медленных волокон окислительного типа, нарастание в мышцах количества митохондрий и миоглобина, повышение активности окислительных ферментов, улучшение утилизации приносимого кровью кислорода, а также совершенствование механизмов регуляции сердечно-сосудистой и дыхательной систем - все это приводит к повышению аэробных возможностей организма и величины МПК. Если в пубертатном периоде и во II стадии полового созревания у подростков аэробные возможности еще невелики, то на III стадии полового созревания (у девочек в 11-12 лет, у мальчиков - в 13-14 лет) наблюдается их резкое увеличение. На этой стадии прирост МПК (л/мин) у мальчиков составляет примерно 28%, у девочек - 17%. У юных спортсменов прирост МПК еще больше. Максимальных значений абсолютные величины МПК достигают в возрасте 14-15 лет.