Влияние систематических занятий физическими упражнениями различной интенсивности на функциональное состояние детей 5-6 и 6-7 лет

Введение. В ряде недавно выполненных исследований показано, что в период первого детства значительная часть детей имеет недостаточную физическую активность для обеспечения оптимального функционального состояния (ФС) организма [7, 8, 10, 11, 13–16, 18]. Прежде всего это касается величины физической активности средней и высокой интенсивности. Существует недостаток научно обоснованных данных о влиянии фактора «интенсивность нагрузки» на различные аспекты ФС детей предшкольного и младшего школьного возраста, особенно в условиях напряженной познавательной деятельности. Последнее связано с тем, что в экспериментальных исследованиях подобного типа крайне сложно выделить независимый вклад интенсивности нагрузки в изменения ФС организма в процессе занятий физическими упражнениями.

Цель исследования – выявить особенности влияния систематических занятий физическими упражнениями средней и высокой интенсивности на функциональное состояние детей 5–6 и 6–7 лет.

Материалы и методы. В экспериментальном рандомизированном исследовании принимали участие дети 5–6 (n = 83) и 6–7 лет (n = 96), отнесенные по состоянию здоровья к основной медицинской группе.

В работе применялся широкий спектр методик, пригодных для изучения ФС, физической работоспособности и двигательной подготовленности детей. Изучались изменения 80 физиологических, психологических и поведенческих показателей. В качестве базового

Таблица 1

Table 1

Характеристика нагрузки в экспериментальных группах

Characteristics of the load in the experimental groups

Группа / Group Средняя интенсивность нагрузки / Average exercise intensity Продолжительность нагрузки / Duration of physical activity в занятии / during the lesson в неделю / per week ЭГ I / EG I 40–50 % МРЧСС / MHRR 3–6 МЕТ / METs 18 мин / min 36 мин / min ЭГ II / EG II 40–50 % МРЧСС / MHRR 3–6 МЕТ / METs 18 мин / min 90 мин / min ЭГ III / EG III 70–80 % МРЧСС / MHRR более 6 МЕТ / more than 6 METs 18 мин / min 36 мин / min ЭГ IV / EG IV 70–80 % МРЧСС / MHRR более 6 МЕТ / more than 6 METs 18 мин / min 90 мин / min нейрофизиологического метода была использована омегаметрия [2] в комплексе с регистрацией сердечного ритма [6] и артериального давления крови. На основании этих измерений по общепринятым формулам рассчитывали среднее давление, двойное произведение (ДП) и ряд других показателей.

Для диагностики психологических аспектов ФС применяли восьмицветовой тест М. Люшера и проективную методику оценки тревожности Р. Тэммл.

Моделью информационной нагрузки служила работа с буквенными таблицами В.Я. Анфимова. Обследование осуществлялось в состоянии покоя и в двух режимах деятельности: 1) автотемп; 2) максимальный темп при наличии «угрозы наказания» [3]. По результатам выполнения тестового задания рассчитывали объём работы (А), коэффициент продуктивности и показатели эффективности деятельности.

В процессе исследования определяли максимальное потребление кислорода, интенсивность накопления пульсового долга (ИНПД), PWC170, ватт-пульс, максимальную силу и предельное время работы при выполнении нагрузок большой и субмаксимальной мощности [4]. Рассчитывали величины мощности (W) нагрузок, время реализации которых составляло 1, 40, 240, 900 с, коэффициенты a и b уравнения Muller [4]. Комплекс контрольных упражнений включал: бег 20 м, прыжок в длину с места, челночный бег 4×9 м, шестиминутный бег, поднимание туловища из положения «лёжа на спине», наклон вперёд.

В процессе исследования наряду с анализом изменений отдельных переменных, характеризующих ФС, определяли показатель среднего темпа прироста результатов. Этот интегральный критерий рассчитывался применительно к 70 показателям общего ФС (ОФС), 30 показателям вегетативного обеспечения когнитивной деятельности (ВО), 16 показателям эффективности когнитивной деятельности (ЭД), 21 показателю физической работоспособности (ФР), 10 показателям аэробных (АЭ), 9 показателям анаэробных (АН) возможностей, 6 показателям общей двигательной подготовленности (ОДП) [3].

Для проведения педагогического эксперимента были сформированы по четыре экспериментальные группы детей 5 – 6 и 6 – 7 лет. Экспериментальные программы, предлагаемые занимающимся, отличались по соотношению интенсивности и продолжительности нагрузок в неделю (табл. 1). Относительная интенсивность выражалась в % максимального резерва (МР) частоты сердечных сокращений (ЧСС).

Статистическую обработку данных проводили с использованием пакета программ Microsoft Excel и Statistica 6.0. Значимость различий определяли на основе расчета параметрических и непараметрических критериев для связанных и независимых выборок.

Результаты. Анализ полученных результатов выявил значимые (p < 0,05 – 0,001) изменения большинства используемых показателей (89 – 93 %) под влиянием занятий интенсивностью 70 – 80 % МРЧСС. После окончания экспериментальных занятий интенсивностью 40–50 % МРЧСС также наблюдалось улучшение ряда показателей ФС. В качестве примера в табл. 2, 3 представлены сдвиги отдельных показателей вегетативного обеспечения, эффективности и психофизиологической цены

w

> 7

V О-

* * -х-

1

-X-

1

-X-

-х-

* -х- -х-

-X-

S CO

V

о.

CD Д 70

O 3 и о ад О- Q

> 7

V О-

* * -X-

-х-

-х-

-х-

-х-

-х-

-х-

-х-

* *

-X-

* 5

5

Т

V о.

* -X-

-х-

-х-

-х-

-х-

-х- -х-

Он

> о и > m

8 НН 75

* -X- о т" НН о 4о"

оо сч НН о 4о"

* со о" НН О о"

-х-о^ о" НН о о"

-х-оо о, о" НН ^ о"

-х- * о о" НН m

* * т^ о" НН о

* ■D о" НН о"

* -х-* оо" НН оо^ 04" О

* * 40^ т" НН 40"

о

ад

CD 8 Он X m 3

О m m

8 НН 75

-X- 40 of НН 40 7

-X-(М сч НН 40 тГ id"

со о" НН (М о"

-х- -х- -х-ID О^ о" НН 04 о"

-х-ID О, о" НН (М о"

* НН

о" НН 04 т^ о"

* о" НН 7

-х-о" НН (М 40" m

* НН оо"

с

CD

о м

S -н

* -X ID ОО CD НН

<7 НН

о^ о" НН

-х- * ID О^ о" НН

* о" НН

-X * 00 т^ о" НН

о" НН о

04 о" НН о

* * 40" НН

04^ НН

CD

m

ОО оо^

т"

о"

о"

о о"

о

о"

сп^ 40" СО

Он

о

m

о м m

8 НН 75

40 40^ CD НН cd 04"

40 ОО^ сч НН ОО 40^ о"

о^ о" НН о ?

40 о" НН О

о о" НН •D о

СЧ о" НН 04 сч о"

04 о" НН m о"

о" НН о"

-х- о" НН (N (М

-х- НН rf

Он S CD

CD 3 X и У

о 'й Он CD GO

Н ^ о cd ri К Р-^ Q

X ^ о. и 7

71 ® £ О cd с £ 59 < <

5 "й я 3 ё-е е С5 О 5 7 7 < <

1 ^ рр о" о" о о 04 04

^ ад Й 7^ If й О О рц Рн

РР о" о"

1“ К S

S S Я я 1 2 40 8 РР 40

о рГ 8 О о 8 d С ^

8 К

CD 3 & X К

ад CD S

со < О m

<

и < <

и

< и о

Выявлены различия (p < 0,05 – 0,001) в отношении величины прироста изучаемых показателей ФС у испытуемых, применяющих программы высокоинтенсивной оздоровительной тренировки и занятий средней интенсивности (см. табл. 1). Наиболее существенно сдвиги рассматриваемых показателей как в 5 – 6, так и в 6 – 7 лет отмечались между ЭГI и ЭГIV (см. табл. 2, 3).

В ходе дальнейшей работы, учитывая большое количество изучаемых переменных, в качестве основного критерия эффективности занятий физическими упражнениями в экспериментальных группах рассматривались интегральные показатели ФС, характеризующие средний темп прироста результатов (см.

5-6 лет

s ЭГ I, 40-50 % - 36 мин в ЭГII, 40-50 % - 90 мин и ЭГIII, 70-80% - 36 мин 0 ЭГIV, 70-80% - 90 мин

Е® ЭГ I, 40-50 % - 36 мин в ЭГII, 40-50 % - 90 мин II ЭГIII, 70-80% - 36 мин в ЭГIV, 70-80% - 90 мин

Прирост интегральных показателей функционального состояния у детей 5–6 лет под влиянием нагрузок различной интенсивности: ОФС – общее функциональное состояние; ВО – вегетативное обеспечение; ЭД – эффективность деятельности; ФР – физическая работоспособность; АЭ – аэробные возможности; АН – анаэробные возможности; ОДП – оценка двигательной подготовленности. Значения ОФС и ЭД – уменьшены на порядок

The increase in integral indicators of the functional status in 5–6-year-old children under loads of various intensity: GFS – general functional status; AS – autonomous supply; AE – activity efficiency; PWC – physical working capacity; AC – aerobic capabilities; AnC – anaerobic capabilities; MFA – motor fitness assessment. GFS and AE values are reduced by an order of magnitude

раздел «Методика»). В процессе занятий физическими упражнениями эти интегральные показатели изменялись как у детей 5 – 6, так и 6 – 7 лет в зависимости от интенсивности физической нагрузки (см. рисунок). Следует, однако, отметить, что после программ оздоровительной тренировки интенсивностью 70–80 % МРЧСС происходили более выраженные сдвиги интегральных показателей ФС по сравнению с программами интенсивностью 40 – 50 % МРЧСС (см. рисунок).

При дальнейшем увеличении недельной продолжительности работы высокой интенсивности наблюдались дополнительные положительные изменения интегральных показателей.

Сопоставление абсолютных значений интегральных показателей ФС выявило, что у детей 5–6 лет уровень общей активации как в условиях спокойного бодрствования, так и при тестовых информационных нагрузках на всех этапах исследования был выше, чем у детей 6–7 лет, а эффективность деятельности, физическая работоспособность и двигательная подготовленность, наоборот, были ниже.

Результаты исследования свидетельствуют о том, что после завершения экспериментальных занятий в группах детей 5–6 и 6–7 лет, использовавших программы оздоровительной тренировки высокой интенсивности, произошли выраженные положительные сдвиги как интегральных параметров, характеризующих ФС организма и его систем в целом, так и большинства из рассматриваемых отдельных физиологических, психологических и поведенческих показателей. Эта информация согласуется с данными ряда обобщающих исследований, выполненных в последние годы, в соответствии с которыми оптимальная интенсивность систематических занятий физическими упражнениями, обеспечивающая получение выраженного функционального эффекта у детей, составляет около 60–80 % резерва ЧСС [12, 14, 16, 17]. Важно отметить, что такой же интенсивностью характеризуется пороговая физическая нагрузка, вызывающая последовательную активацию стресс-реализующих и стресс-ограничивающих систем организма [1, 5, 9].

Заключение. Полученные результаты свидетельствуют о том, что дети 5–6 и 6–7 лет, использующие физические упражнения высокой интенсивности, превосходили занимающихся, выполнявших упражнения средней интенсивности, по степени выраженности по- ложительных изменений ФС организма. Установлено, что оптимальная интенсивность нагрузки, обеспечивающая существенное улучшение ФС детей рассматриваемых возрастных групп, составляет 70–80 % максимального пульсового резерва. В заключение необходимо отметить, что на всех этапах исследования у детей 5–6 лет психофизиологическая цена деятельности была выше, чем у детей 6–7 лет, а физическая работоспособность и двигательная подготовленность были ниже.

Исследование выполнено при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований в рамках проектов: № 17-06-00162 «Оздоровительная эффективность занятий физическими упражнениями в начальной школе при напряженных когнитивных нагрузках», 19-013-00127 «Оптимизация функционального состояния детей 5–6 лет при информационных нагрузках средствами физической подготовки: анализ зависимости «доза – эффект». Данные о ФС детей предшкольного возраста, получены при выполнении исследований по гранту № 19-013-00127. Данные о ФС учащихся первых классов получены при выполнении исследований по гранту № 17-06-00162.