Возрастная динамика силовых качеств скелетной мускулатуры школьников различных типов телосложения

Введение. Мониторинг функциональных показателей физического развития (ФР) на восходящем этапе онтогенеза является одной из основных задач ауксологии и возрастной физиологии. Расширение научных представлений о формировании растущего организма в меняющихся природных и социальных условиях жизни имеет большое значение для разработки теории адаптации с онтогенетических позиций (Антонова и др., 2012). При этом ФР является одним из важнейших показателей, отражающих состояние здоровья детского населения.

Одной из наиболее важных особенностей возрастной динамики функциональных показателей ФР детей и подростков является неравномерность изменений скорости ростовых процессов (Мельник, 2014; Кучма, 2012). Изучению динамики этих показателей у школьников посвящено немало исследований во многих странах мира (Kim, 2008; Marques-Vida, 2008; Платонова, 2012). При этом анализ литературы по данной проблеме указывает на то, что в различных странах в зависимости от экологической и социально-экономической обстановки имеют место разнонаправленные процессы изменения морфофункциональных показателей школьников (Kim, 2008; Marques-Vida, 2008; Кучма и др., 2012).

Оценка функциональных показателей развития ребенка является важным критерием состояния его здоровья. Отклонение этих показателей от нормы часто является первым важным признаком как нарушения функционального состояния организма ребенка, так и уже имеющегося у него заболевания. Данные о функционировании органов и систем используют в качестве критериев ФР.

Одними из важнейших показателей, характеризующих функциональное состояния организма ребенка являются показатели мышечной, сердечно-сосудистой и дыхательной систем.

Необходимость постоянного наблюдения за морфофункциональным статусом подрастающего поколения в различных регионах трудно переоценить. Многие исследователи рекомендуют уточнять региональные стандарты ФР через каждые 5-10 лет, так как со временем они изменяются.

Цель работы - изучить половозрастную динамику силовых показателей у городских школьников различных типов телосложения, а также установить периоды ускорения и замедления темпов прироста данных показателей.

Методика. Объектом исследования явились учащиеся общеобразовательных школ г. Гомеля в возрасте от 7 до 17 лет. На протяжении двух учебных лет (2010-2012 гг.) было проведено комплексное морфофункциональное обследование 1693 мальчиков и 1757 девочек - всего 3450 школьников, не имеющих существенных отклонений в состоянии здоровья (I и 11 группы здоровья).

Измерение максимальной силы мышц кисти (кг) проводилось с использованием кистевых динамометров (модель ДК25, ДК 50, ДК100, Россия). Показатели определялись и рассчитывались для мышц кисти правой и левой руки (Питкевич, 2008).

При измерении силы мышц-разгибателей спины был использован становой динамометр (ДС-200, Россия). Определение становой силы проводилось 3 раза.

Полученные индивидуальные данные фиксировались в карте обследованного.

Антропометрическое обследование детей 7-17 лет проводилось с использованием унифицированной методики В. В. Бунака (1941), в соответствии с программой, традиционно используемой антропологами в России и Беларуси.

Определение соматотипической принадлежности осуществлялось по новой количественной схеме «Способ количественной оценки типов телосложения по комплексу антропометрических показателей», разработанной и внедренной в практическую деятельность группой белорусских ученых (Мельник, Саливон, 2013). Методика предусматривает выделение трех основных вариантов телосложения (соматотипов): астенизированного лептосомного, мезосомного и адипозного гиперсомного, а также четырех переходных - лептосомного, мезолептосомного, мезогиперсомного и гиперсомного.

В связи с тем, что астенезированные лептосомные, лептосомные, гиперсомные и адипозногиперсомные школьники встречались редко в исследовании, они были объединены в три основные группы: лептосомные, состоящие из астенизированных лептосомных и лептосомных; мезосомные; гиперсомные, включившие адипозных гиперсомных и гиперсомных школьников.

Изменчивость скорости прироста силовых показателей в интервале 7-17 лет прослежена путем анализа их абсолютных и относительных ежегодных прибавок. Относительные прибавки рассчитаны в процентах от общего прироста за весь изучаемый возрастной период.

Учитывая имеющиеся методические расхождения в методиках определения типа телосложения, предложенной авторами статьи и другими исследователями, проведение сравнительного анализа наших данных с материалами других исследователей не выполнялось так как является не корректным.

Статистическая обработка осуществлялась с использованием пакета прикладных статических программ «STATISTICА 7.0». Гипотеза о нормальном распределении величин проверена с помощью критерия Шапиро - Уилка. Полученные результаты представлены в виде средних арифметических величин (М) и стандартного отклонения (SD). Значимость различий оценивалась по критерию Манна - Уитни (U-критерий). Результаты анализа считались статистически значимыми при р<0,05. Исследование взаимосвязи между изучаемыми показателями проводилось с помощью корреляционного анализа по методу Spearman (Гланц, 1999).

Результаты и обсуждение. Кистевая динамометрия. В результате проведенных исследований установлено, что в соответствии с общебиологическими закономерностями силовые качества скелетной мускулатуры (максимальной силы мышц кисти правой и левой руки, силы мышц разгибателей спины) обследуемых с возрастом активно увеличивались, однако интенсивность их прироста у школьников двух половых групп имела особенности и зависела от типа телосложения. Так, у исследуемых лептосомных мальчиков в возрастном интервале от 7 до 17 лет сила мышц кисти правой руки увеличивалась от 10,33±2,07 кг у 7-летних до 37,25±5,83 кг у 17-летних, у мезосомных - от 11,44±1,55 кг до 41,29±5,18 кг и у гиперсомных - от 11,17±2,44 кг до 41,55±6,40 кг соответственно. У лептосомных городских девочек данный показатель в изучаемом возрастном диапазоне повышался от 8,91±2,30 кг в возрасте 7 лет до 26,00±3,57 кг в 17 лет, у мезосомных -от 9,61±1,73 кг до 27,50±3,58 кг и у гиперсомных - от 9,13±2,45 кг до 26,78±3,35 кг соответственно (табл. 1).

Таблица 1

Половозрастная динамика максимальной силы мышц кисти правой руки (кг) школьников в зависимости от соматотипа

Возраст, лет	Тип телосложения
	лептосомный		мезосомный		гиперсомный
	М	SD	М	SD	М	SD
Мальчики
7	10,33	2,07	11,44	1,55	11,17	2,44
8	12,40	2,80	12,80	1,89	13,46	3,57
9	13,42	2,90	13,75	2,62	14,71	2,89
10	14,44	4,45	15,44	3,44	17,50	4,00
11	17,43	3,36	18,18	3,13	19,76	5,73
12	19,33	4,24	19,39	3,53	21,04	5,39
13	19,67	5,17	23,34	6,13	25,29	7,22
14	20,40	4,93	27,88	6,58	28,74	7,75
15	31,29	9,50	34,92	7,69	32,67	7,23
16	32,25	7,27	37,89	5,95	40,00	6,73
17	37,25	5,83	41,29	5,18	41,55	6,40
Девочки
7	8,91	2,30	9,61	1,73	9,13	2,45
8	10,50	2,14	11,18	1,63	10,44	2,40
9	11,71	2,45	13,00	3,18	12,80	2,90
10	11,82	2,23	14,43	1,70	14,64	3,75
11	13,00	2,65	16,27	3,40	17,06	5,30
12	14,88	1,55	17,55	4,32	18,21	7,09
13	18,40	3,35	20,10	4,14	20,57	3,92
14	19,58	4,12	23,00	4,97	21,93	5,70
15	22,13	3,52	23,45	4,46	26,13	4,14
16	25,09	3,73	25,76	6,17	26,23	5,84
17	26,00	3,57	27,50	3,58	26,78	3,35

Анализируя возрастные изменения силы мышц кисти левой руки выявлено, что у лептосомных мальчиков данный показатель увеличивалась от 9,00±2,00 кг у 7-летних до 31,08±6,01 кг у 17-летних, у мезосомных - от 9,89±1,15 кг до 37,43±3,94 кг и у гиперсомных - от 9,33±1,61 кг до 36,53±5,55 кг соответственно. У лептосомных городских девочек данный показатель в изучаемом возрастном диапазоне повышался от 8,55±2,54 кг в возрасте 7 лет до 22,33±3,39 кг в 17 лет, у мезосомных - от 8,18±1,70 кг до 22,91±4,24 кг и у гиперсомных - от 8,60±2,50 кг до 23,86±3,62 кг соответственно (табл. 2).

Сравнительный анализ показателей максимальной силы мышц кисти правой и левой руки показал, что силовые возможности у городских мальчиков во всех возрастных группах всех типов телосложения закономерно выше, чем у их сверстниц (р<0,05-0,001). При этом различия имели более высокую статистически значимую разницу между гиперсомными мальчиками и девочками. Степень выраженности полового диморфизма от 7 лет к 17 годам нарастает (табл. 1, 2).

Таблица 2

Половозрастная динамика максимальной силы мышц кисти левой руки (кг) школьников в зависимости от соматотипа

Возраст, лет	Тип телосложения
	лептосомный		мезосомный		гиперсомный
	М	SD	М	SD	М	SD
Мальчики
7	9,00	2,00	9,89	1,15	9,33	1,61
8	10,90	2,77	11,09	2,02	11,92	3,97
9	11,89	2,85	12,41	2,95	12,76	2,28
10	13,56	4,69	14,84	3,48	15,93	3,79
11	15,00	3,46	16,00	3,18	17,29	4,61
12	17,11	3,02	16,78	3,72	17,92	4,73
13	18,11	3,72	19,97	5,54	22,50	6,53
14	20,80	3,35	24,69	6,07	26,29	6,65
15	27,67	6,16	30,81	6,56	28,57	7,87
16	28,25	7,68	33,78	5,71	35,91	7,54
17	31,08	6,01	37,43	3,94	36,53	5,55
			Девочки
7	8,55	2,54	8,18	1,70	8,60	2,50
8	9,43	0,98	9,29	0,98	8,67	1,73
9	9,66	1,84	11,89	3,01	12,00	2,53
10	9,73	1,27	12,29	1,73	12,36	3,96
И	9,75	3,30	14,82	3,45	14,54	5,27
12	13,25	2,55	15,72	4,68	15,12	5,53
13	16,75	2,73	18,03	3,78	18,50	4,95
14	17,42	4,21	19,10	4,63	19,21	4,97
15	18,75	3,73	20,13	4,45	22,19	3,31
16	21,45	4,11	22,67	5,53	22,75	5,62
17	22,33	3,39	22,91	4,24	23,86	3,62

Темпы увеличения показателей кистевой динамометрии в изучаемом возрастном периоде, а также величины общего прироста показателей, больше у мальчиков, чем у девочек всех типов телосложения. За весь изучаемый возрастной период максимальная сила мышц кисти правой руки в большей степени увеличивалась у мальчиков гиперсомного и девочек мезосомного соматотипов, а левой - у мальчиков мезосомного и девочек гиперсомного соматотипов.

Сила мышц кистей рук закономерно ниже у мальчиков и девочек лептосомного соматотипа по сравнению с мезо- и гиперсомными, а у мезосомных ниже по сравнению с гиперсомными во всех возрастных группах. При этом статистически значимые различия показателей выявлялись в основном между ленто- и гиперсомными сверстниками, что может указывать на преимущественное увеличение массы тела у представителей мезосомного типа за счет мышечной ткани, а гиперсомных - жировой.

Общий прирост максимальной силы мышц кистей рук от 7 до 17 лет у мальчиков всех типов телосложения больше по сравнению с девочками (см. табл. 1, 2). При этом интенсивность прироста показателей обследованных зависела от конституциональных особенностей их телосложения (рис.1). Так, среди мезо- и гиперсомных мальчиков до 12 лет, а лептосомных до 13 лет, фиксировалось относительно равномерное увеличение показателей.

После указанных возрастных периодов отмечался резкий скачок прироста мышечной силы кистей обеих рук. Максимальный прирост показателя среди мезосомных и лептосомных мальчиков зафиксирован с 14 до 15 лет, а среди гиперсомных на 1 год позже (рис 1а). В последующих возрастных группах отмечено снижение приростов мышечной силы кистей рук у мальчиков.

Возрастной период

а

□ Лептосомные ПМезосомные О Потере омны е

Возрастной период            О

□ Л епгос омны е □ Мезос омны е 0 Гиперс омны е

Р и с . 1. Относительные годичные приросты максимальной силы мышц кисти правой руки у мальчиков (а) и девочек (б) различных соматотипов

Среди девочек изучаемого возрастного диапазона можно выделить два пика наибольших прибавок мышечной силы кистей рук. Первый выявлен с 12 до 13 лет у гипер- и лептосомных и с 13 до 14 лет у мезосомных девочек (рис. 16). После указанных возрастных периодов темпы прироста признака у исследуемых снижались.

Таблица 3

Половозрастная динамика силы мышц разгибателей спины (кг) школьников в зависимости от соматотипа

Возраст, лет	Тип телосложения
	лептосомный		мезосомный		гиперсомный
	М	SD	М	SD	М	SD
М			альчики
7	32,71	12,23	36,22	6,91	35,00	7,98
8	39,78	9,02	42,66	9,33	44,18	10,75
9	40,87	9,21	43,56	8,51	47,94	6,84
10	43,56	8,23	44,72	8,50	48,43	11,51
11	49,00	9,90	52,82	8,81	61,11	13,34
12	49,33	5,89	56,30	9,59	66,38	15,53
13	61,00	15,74	67,11	16,88	74,32	25,20
14	63,50	20,74	78,48	17,69	86,08	26,28
15	88,14	21,47	102,22	24,54	97,82	26,16
16	99,67	26,96	107,00	20,33	112,60	22,12
17	107,25	21,65	119,29	24,40	125,29	26,02
Девочки
7	32,36	16,76	34,04	8,14	33,86	13,22
8	32,44	12,03	37,26	8,45	38,00	11,83
9	33,67	7,63	38,78	8,20	39,10	8,89
10	34,55	5,87	40,86	7,58	40,36	12,71
11	36,00	15,56	43,88	12,07	46,75	17,56
12	38,33	10,46	44,88	17,33	46,92	20,91
13	43,47	8,64	50,96	17,40	49,54	13,95
14	45,91	15,71	57,37	14,96	50,18	13,32
15	46,44	18,69	57,76	15,71	52,86	22,50
16	47,96	14,75	62,24	23,33	61,62	17,35
17	48,80	10,71	63,50	15,75	64,33	16,33

В связи с неодновременным вступлением подростков в пубертатный период развития наибольшая вариабельность показателей мышечной силы кистей рук устанавливалась у мальчиков в возрастных группах старше 13 лет, у девочек - старше 12 лет (см. табл. 1, 2).

Возрастная динамика становой динамометрии (силы мышц разгибателей спины) у обследуемых была схожа с изменениями мышечной силы кистей рук, а интенсивность прироста показателей обследованных также зависела от конституциональных особенностей их телосложения (табл. 3). Полученные в результате исследований данные свидетельствует, что у обследованных лептосомных мальчиков в изучаемом возрастном диапазоне показатели становой динамометрии увеличивались от 32,71±12,23 кг у 7-летних до 107,25±21,65 кг у 17-летних, у мезосомных - от 36,22±6,91 кг до 119,29±24,40 кг и у гиперсомных - от 35,00±7,98 кг до 125,29±2б,02 кг соответственно. У лептосомных городских школьниц данный показатель в возрастном интервале от 7 до 17 лет повышался от 32,36±16,76 кг в 7 лет до 48,80±10,71 кг в 17 лет, у мезосомных - от 34,04±8,14 кг до 63,50± 15,75 кг и у гиперсомных - от 33,86±13,22 кг до 64,3 3± 16,33 кг соответственно.

Максимальный прирост силы мышц разгибателей спины среди мезосомных и лептосомных мальчиков зафиксирован с 14 до 15 лет, а среди гиперсомных на 1 год позже (рис. 2а). В последующих возрастных группах отмечено снижение приростов показателя среди мальчиков.

Среди девочек с лептосомным соматотипом в возрастном интервале от 12 до 13 лет выявлен наиболее ранний период максимальной прибавки становой силы. У школьниц с мсзосомным типом телосложения данный период зафиксирован от 12 до 14 лет, а с гиперсомным - от 16 до 17 лет (рис. 26).

Возрастной период д

□Лешосомные ПМезосомные ИГиперсомные

О

ПЛептосомные □Мезооомные ИГнперсомные

Рис. 2 . Относительные годичные приросты силы мышц разгибателей спины, у мальчиков (а) и девочек (б) различных соматотипов

Силовые качества исследованных (максимальная сила мышц кистей рук и становая сила) в высокой степени взаимосвязаны практически со всеми их антропометрическими показателями. При этом коэффициенты корреляции достигали более высоких значений у мезосомных мальчиков и девочек. В меньшей степени эта связь была выражена среди лептосомных и хуже всего у представителей гиперсомных соматотипов.

Корреляционная связь силовых качеств более четко была выражена у мальчиков всех типов телосложения по сравнению с девочками. При этом корреляция толщины КЖС на конечностях с показателями кистевой и становой динамометрии мальчиков всех соматотипов имела отрицательную направленность, в отличие от девочек, что свидетельствует об увеличении силовых возможностей мальчиков при снижении жироотложения.

Заключение. Анализ возрастной динамики показателей скелетной мускулатуры городских школьников различных соматотипов показал, что Ьнтенсивность приростов функциональных показателей у школьников зависит от типа их телосложения (р<0,05-0,001).. Максимумы приростов показателей, характеризующих силовые качества, раньше наступают у лепто- и мезосомных мальчиков, а также у мезо- и гиперсомных девочек. Половой диморфизм силовых показателей у школьников всех соматотипов в процессе онтогенеза постепенно увеличивается в пользу мальчиков за счет более высоких темпов прироста у них показателей в пубертатный период (особенно среди мезосомных школьников).

Установлена корреляционная взаимосвязь между морфометрическими показателями тела и силовыми качествами школьников, которая была более тесной у представителей мезосомных соматотипов по сравнению с лепто- и гиперсомными.

Полученные в результате работы данные могут быть использованы при дальнейшем мониторинге показателей физического развития школьников различных типов телосложения и позволяют выделить комплекс критериев (задержка или ускорение темпов развития силовых качеств скелетной мускулатуры), на основании которого определяются группы риска среди детей и подростков в отношении нарушения формирования организма под воздействием факторов окружающей среды.

В результате проведенной работы разработаны, изданы и внедрены в практическое здравоохранение Беларуси и в учебный процесс таблицы оценки морфофункциональных показателей физического развития городских школьников различных соматотипов в возрасте от 7 до 17 лет (Мельник, 2015).

Автор благодарит сотрудников кафедры анатомии человека и нормальной физиологии учреждения образования «Гомельский государственный медицинский университет» за помогцъ в организации и проведении обследований.

Мельник В.А. Возрастная динамика силовых качеств скелетной мускулатуры школьников различных типов телосложения / В.А. Мельник // Вести. ТвГУ. Сер.: Биология и экология. 2017.№ 4. С. 192-202.