Диагностическая эффективность показателей количественной оценки функциональных резервов организма подростков в процессе их физического воспитания

Введение. В сложной системе факторов, влияющих на состояние функциональных резервов организма подростков, существенную роль играет не только состояние здоровья, но и уровень двигательной активности, а, соответственно, их физическая подготовленность. При этом проблема улучшения состояния здоровья детей подросткового возраста с помощью комплексного использования различных средств физической культуры требует выявления информативных показателей, оценивающих оздоровительный эффект занятий [1]. Адекватная диагностика компенсаторных возможностей организма подростков при проведении врачебно-педагогического контроля в процессе физического воспитания детей с различным уровнем здоровья позволит оптимизировать физические нагрузки детей, диагностировать преморбидные состояния, а в случае необходимости провести их коррекцию путем перевода ребенка в подготовительную или специальную медицинскую группу [2].

В работах Н.М. Амосова, И.А. Аршавского, Г.Л. Апанасенко предлагается определять «количество здоровья» физиологическими резервами организма, т.е. максимальной производительностью органов и систем при сохранении качественных пределов их функций в ответ на физическую нагрузку или другое стрессорное воздействие. В связи с этим наиболее часто в качестве диагностического критерия в оценке эффективности здоровьесберегающих технологий используют показатели деятельности сердечно-сосудистой системы, как ведущего звена, лимитирующего физическую работоспособность. Учитывая, что в структуре заболеваемости детей среднего школьного возраста кроме сердечно-сосудистой патологии также достаточно часто встречаются заболевания дыхательной системы, желудочно-кишечного тракта и опорно-двигательного аппарата, важным аспектом врачебно-педагогического контроля подростков в процессе их физического воспитания является подбор наиболее информативных тестов и показателей для оценки функционального состояния этих органов и систем [3; 4].

В настоящее время в литературе отсутствует доказательная база, подтверждающая информативность и прогностическую значимость этих показателей, а также обоснование эффективности их применения при проведении врачебно-педагогического контроля в процессе физического воспитания как здоровых подростков, так и детей с отклонениями в состоянии здоровья.

Цель работы : изучить диагностическую информативность показателей, оценивающих состояние функциональных резервов организма подростков с различным уровнем здоровья, и дать физиологическое обоснование эффективности их применения в процессе физического воспитания.

Материалы и методы исследования. Оценка функциональных резервов организма подростков осуществлялась по соматометрическим показателям; вегетативному статусу (индекс Кердо); базовым показателям системы дыхания; центральной кардиогемодинамики; расчетным показателям кардиогемодинамики; показателям опорноамортизационной функции спины; показателям физической подготовленности. Для оценки диагностической эффективности изучаемых показателей рассчитывались их чувствительность, специфичность и индекс диагностической эффективности.

Под наблюдением находилось 545 подростков в возрасте от 12 до 15 лет. Контрольную группу составили 87 школьников без отклонений в состоянии здоровья и ограничений двигательной активности, занимающихся физической культурой в основной группе по программе средней школы (режим высокой двигательной активности). Остальные подростки имели отклонения в функционировании сердечно-сосудистой (123 чел.) и респираторной системы (112 чел.), а также желудочно-кишечного тракта (107 чел.) и опорно-двигательного аппарата (116 чел.).

По режиму двигательной активности дети с отклонениями в состоянии здоровья были разделены на две группы. Одну группу составили 246 школьников, которые по состоянию здоровья занимались физической культурой по программе подготовительной медицинской группы средней образовательной школы (режим средней двигательной активности). В другую группу вошли 212 подростков со значительными ограничениями двигательной активности, которые занимались физической культурой по программе специальной медицинской группы. Методика этих занятий основывалась на лечебной гимнастике и включала специальные и вспомогательные упражнения, направленные на нормализацию нарушенных функций или повышение компенсаторных возможностей (режим низкой двигательной активности).

Адекватный набор методов математического анализа полученных результатов, проведенный на персональном компьютере, включал программы: вариационного, аль- тернативного, факторного и корреляционного анализа, а также математического моделирования.

Результаты исследования. Для оценки информативности изучаемых методов и показателей кроме их чувствительности, специфичности и диагностической эффективности определялась сопоставимость различных методов при разделении обследуемых школьников на группы по состоянию здоровья. В процессе сравнительного анализа изучаемых показателей группу частичного несоответствия составили 73,4% обследуемых, группу полного несоответствия – 26,6%, случаев полного соответствия выявлено не было. Таким образом, доминирование случаев полного и частичного несоответствия результатов разделения обследуемых на группы здоровья не позволяет с полной уверенностью утверждать об их сопоставимости в процессе количественной оценки состояния функциональных резервов организма подростков. Полученные результаты подтвердили необходимость оценки диагностической эффективности изучаемых показателей относительно результативности занятий со школьниками в подготовительной и специальной медицинской группах, а также в группе здоровых подростков с последующим формированием группы риска, то есть группы преморбидных состояний.

Из всех конституциональных показателей в подростковом возрасте наиболее информативным оказался индекс Пинье, высокая чувствительности (59%) и специфичность (от 64 до 89%) которого подтвердились существенной диагностической эффективностью (61–69%). Этот факт указывает на возможность использования индекса Пинье для динамической оценки эффективности занятий физической культурой, а также для научно обоснованного отнесения ребенка в определенные медицинские группы. Остальные изучаемые показатели (рост, масса тела, окружность грудной клетки, индекс Кетле) были недостаточно информативны. Чувствительность этих показателей не превышала 49%, специфичность и диагностический индекс колебались, соответственно , 22–50% и 15–52%, что позволяет рекомендовать их лишь для выявления конституциональных особенностей и для оценки уровня физического развития подростка.

Среди показателей, оценивающих функциональное состояние системы дыхания, наименее информативным оказался жизненный индекс, который при низкой чувствительности (38%) и диагностической эффективности (43–49%) обладал незначительно выраженной специфичностью (50–70%). Этот факт не позволяет рекомендовать жизненный индекс для оценки особенностей функционального состояния дыхательной системы школьников в процессе врачебно-педагогического контроля. Индекс Скибин-ского, ЖЕЛ и проба Штанге выявили низкую чувствительность (0–46%) и диагностическую эффективность (24–49%) при относительно высокой специфичности (56–96%). Этот факт ограничивает применение изучаемых показателей в донозологической диагностике сдвигов состояния здоровья школьников, но позволяет использовать их для динамической оценки эффективности занятий физической культурой, направленных на оптимизацию функционального состояния внешнего дыхания. Наиболее высокую чувствительность (100%) и диагностическую эффективность (70–74%) при низкой специфичности (6–23%) выявил показатель экскурсии грудной клетки. Настоящий факт требует уточнения прогностического значения изучаемого показателя, но при этом позволяет рекомендовать его для выявления особенностей функционального состояния дыхательной системы подростков и динамической оценки оздоровительного эффекта занятий физической культурой.

Анализ информативности основных кардиогемодинамических показателей выявил различный уровень их диагностической эффективности, что требует дифференцированного подхода к их применению (таб. 1, 2).

Таблица 1

Чувствительности и специфичности кардиогемодинамических показателей у подростков с отклонениями в состоянии здоровья

Таблица 2

Диагностическая эффективность кардиогемодинамических показателей у подростков с отклонениями в состоянии здоровья

В частности, при оценке степени напряжения в работе адаптационных механизмов и снижения резервных возможностей организма подростков наибольшую значимость проявили вегетативный индекс Кердо и коэффициент экономичности кровообращения. Тогда как динамическая характеристика ЧСС, систолическое давление и показатель двойного произведения необходимы при определении эффективности использования здоровьесберегающих технологий. Одновременно высокая диагностическая эффективность ЧСС, показателя двойного произведения и вегетативного индекса Кердо позволяет предположить возможность использования этих показателей при прогнозировании исхода адаптации организма к различным режимам двигательной активности. В свою очередь, низкая чувствительность, специфичность и диагностическая эффективность диастолического и среднего гемодинамического давления, систолического объема крови, сердечного индекса, минутного объема и индекса минутного объема крови, а также общего периферического сопротивления существенно ограничивают возможности их использования с прогностической целью. Вместе с тем они могут использоваться в процессе врачебно-педагогического контроля с целью оценки переносимости нагрузок и необходимости установления особенностей реакций гемодинамического обеспечения.

Из показателей, характеризующих функциональное состояние спины, наименее информативным оказалось время удержания туловища в положении лежа на животе, диагностическая эффективность которого в зависимости от особенностей состояния здоровья подростков колебалась от 35% до 51%.

Остальные анализируемые показатели (число подъемов туловища в положение сед, гибкость, индекс Шаповаловой) выявили относительно высокую диагностическую эффективность, независимо от характера отклонений в состоянии здоровья, с максимумом значений по показателю гибкости (70–72%). Высокая специфичность этих показателей определяет их приоритетность при проведении врачебно-педагогического контроля, предусматривающего динамическую оценку эффективности занятий физической культурой, направленных на формирование осанки у обычных школьников и компенсаторных механизмов при сколиотической болезни.

Из изучаемых показателей физической подготовленности самую высокую диагностическую эффективность в сочетании с чувствительностью и специфичностью выявили кистевая динамометрия и индекс Руфье. В частности, индекс диагностической эффективности, чувствительности и специфичности динамометрии составили 62–74%, 65%, 56–90%, а индекса Руфье – 67–73%, 100%, 49–68%, соответственно. Выявленный факт позволяет рекомендовать эти показатели как для динамической оценки эффективности применяемых здоровьесберегающих технологий, так и для диагностики физической подготовленности, а также с целью прогнозирования отклонений функционального состояния организма подростков в условиях современного образовательного пространства. В тоже время, несмотря на высокую информативность прыжка в длину (74– 80%), в процессе врачебно-педагогического контроля этот тест может быть рекомендован в основном для здоровых школьников, поскольку при некоторых видах нарушения здоровья прыжки и подскоки исключены из методики занятий физической культурой. Минимальная информативность по значениям чувствительности, специфичности и диагностической эффективности имела место при изучении таких показателей физической подготовленности, как челночный бег и бросок набивного мяча, которые колебались от 3% до 44%.

В связи с этим, изучаемые обозначенные показатели можно рекомендовать лишь для динамической оценки состояния плечевого пояса и координационных качеств подростков в процессе физического воспитания. Коэффициент выносливости, в силу его высокой специфичности (83–88%) на фоне недостаточной чувствительности (3%) и диагностической эффективности (30–35%), может быть рекомендован лишь для динамической оценки переносимости физических нагрузок и формирования функциональной экономизации у подростков с отклонениями в состоянии здоровья в процессе их физического воспитания.

Таким образом, полученные результаты доказывают, что уровень здоровья подростка достаточно четко соотносится с физиологическими резервами организма, то есть максимальной производительностью органов и систем при сохранении качественных пределов их функций в ответ на физическую нагрузку. При этом в результате анализа функциональных особенностей организма подростка были выявлены наиболее значимые и информативные признаки, определяющие характер регуляторных механизмов поддержания состояния здоровья в условиях различных функциональных резервов и двигательных режимов. К ним были отнесены: индекс Пинье, экскурсия грудной клетки и индекс Скибинского, ЧСС, коэффициент эффективности кровообращения, показатель двойного произведения, индекс функциональных изменений, тип кровообращения, тип вегетативного равновесия (по значениям ВИК), гибкость, индекс Шаповаловой, прыжок в длину, индекс Руфье и кистевая динамометрия. Высокая диагностическая эффективность отобранных признаков, отражающих функциональные резервы, позволила предположить, что их математическая оценка поможет научно обоснованной дифференциации различных уровней компенсаторных возможностей организма подростка с различным состоянием здоровья и двигательной активности, что позволит определить его принадлежность к группе риска по неблагоприятному прогнозу или «повышенному риску» снижения адаптивных возможностей организма. Это чрезвычайно важно для определения адекватных физических нагрузок как базовой составляющей рациональной индивидуальной профилактики, направленной на оптимизацию функционального состояния и предотвращение возможного возникновения заболеваний.

ВЗАИМОСВЯЗЬ СИЛОВЫХ НАГРУЗОК С ТИПАМИ МЫШЕЧНЫХ ВОЛОКОН