Адаптация насосной функции сердца детей младшего школьного возраста к смене режимов двигательной активности

Адаптация насосной функции сердца детей младшего школьного возраста к смене режимов двигательной активности

И.Х. Вахитов, Р.А. Абзалов, Р.С. Сафин, Т.Г. Кирилова, Е.Г. Кабыш , Казанский государственный педагогический университет, Казань

Процесс адаптации детей к учебе в 1-м классе сопровождается значительным снижением уровня двигательной активности. Это связано в первую очередь с существенным увеличением объема и интенсивности умственной нагрузки и особенно с включением в учебную программу различных дополнительных форм образования. Значительное количество времени дети вынуждены также неподвижно сидеть при выполнении домашних заданий. При этом особенности насосной функции сердца детей младшего школьного возраста при смене режима двигательной активности остаются недостаточно изученными. 

Исследования были проведены в средней общеобразовательной школе № 51 г. Набережные Челны. В нем приняли участие специально отобранные физически здоровые дети, отнесенные к основной медицинской группе. В первую (экспериментальную) группу вошли 24 мальчика и девочки, которым в первый год обучения в школе был предложен режим усиленной двигательной активности ( 4ч занятий физической культурой на свежем воздухе независимо от времени года и 1 ч в бассейне). На втором году обучения двигательная активность данных детей была снижена до уровня двухразовых занятий на уроках физической культуры. Во вторую, контрольную, группу вошли 23 ученика того же возраста из параллельного класса, которые занимались физической культурой 2 ч в неделю по общепринятой школьной программе начиная с первого года обучения. 

Методика. Частоту сердечных сокращений (ЧСС) и ударный объем крови (УОК) регистрировали в положении лежа при помощи реоплетизмографа 4РГ-2М, изготовленного в экспериментально -производственных мастерских АМН России. В комплекте с реоплетизмографом был применен автоматизированный микропроцессорный анализатор реограмм "Курсор", разработанный НПО "Экран" и состоящий из преобразователя реограмм, записывающего устройства и дисплея. Реограммы регистрировали, используя способ тетраполярной грудной реографии по методу W. Kubicek [9] в модификации А.М. Бадаква [4] и Р.А. Абзалова [1]. При этом два токовых электрода накладывали на шейную и брюшную области исследуемого, а съемные электроды (снимающие разность потенциалов) - на шею чуть ниже токового электрода и на грудную клетку на уровне мечевидного отростка. Для регистрации реограммы использовали гибкие ленточные электроды, которые укрепляли с помощью эластичного бинта. 

Под электроды были подложены марлевые прокладки, смоченные 5-10%-ным раствором поваренной соли. Для установления достоверности различий между двумя группами использовали критические значения t-критерия Стьюдента. 

Результаты исследований и их обсуждение. В начале учебного года (в сентябре) показатели ЧСС у детей контрольного класса первого года обучения составили примерено 91-88 уд/мин (см. таблицу). На следующем этапе регистрации (январь) нами было обнаружено некоторое учащение сердцебиений до 98,3±3,8 уд/мин у детей, занимающихся физической культурой по общей программе. Хотя этот показатель и не достигает достоверных величин по сравнению с исходными данными, однако наблюдается тенденция к увеличению ЧСС. В дальнейшем показатели ЧСС у детей контрольного класса существенных изменений не претерпели и составили в конце учебного года (в мае) 97,4±3,5 уд/мин. Следовательно, в процессе первого года обучения в школе у детей, занимающихся физической культурой по общей школьной программе, ЧСС осталась прежней. В течение всего второго года учебы в школе у детей контрольного класса показатели ЧСС сохранились на уровне 92,2±3,6 - 98,4±3,1 уд/мин. Однако в начале третьего года обучения в школе (в сентябре) мы выявили существенное снижение показателей ЧСС: 86,6±3,3 уд/мин. Данная величина оказалась на 9,9 уд/мин ниже по сравнению с показателями, зарегистрированными в сентябре второго года обучения (Р<0,05). В дальнейшем ЧСС существенно не изменилась и в течение третьего года учебы в школы сохранилась примерно на уровне 86 уд/мин. Таким образом, в процессе первых двух лет обучения в школе у детей контрольного класса показатели ЧСС были прежними и лишь в начале третьего года учебы произошло ее естественное возрастное урежение. На наш взгляд, высокие показатели ЧСС в течение первых двух лет обучения в школе у детей контрольного класса свидетельствуют о низких адаптационных способностях насосной функции сердца. Вероятно, это связано с недостаточной двигательной активностью данных детей. 

Показатели насосной функции сердца детей младшего школьного возраста в условиях относительного покоя при смене режимов двигательной активности

Год обучения

Месяц регистрации

Контрольная группа

Экспериментальная группа





ЧСС

УОК

ЧСС

УОК

Первый

сентябрь

91,8±3,4

21,8±1,9

87,7±2,3

24,8±3,6



январь

98,3±3,8

20,7±2,0

77,0±1,8*#

42,6±4,2*#



май

97,4±3,5

24,1±1,6

71,1±1,5*#

52,8±3,6*

Второй

сентябрь

96,5±2,8

23,0±1,3

72,1±1,8*

53,9±3,4*



январь

98,4±3,1

22,5±2,2

71,3±2,1*

55,8±2,4*



май

92,2±3,6

22,8±1,5

72,3±1,6*

56,6±3,8*

Третий

сентябрь

86,6±3,3

25,0±1,1

76,3±2,0*

56,2±4,1*



январь

86,0±2,0

30,2±3,2

71,8±2,4*

56,6±2,7*



май

86,0±2,6

28,5±3,1

74,4±5,9*

59,1±4,4*

Примечание. Статистическая достоверность различий: * - по сравнению с контрольной группой (Р>0,05), # - по сравнению с предыдущим исследованием (Р>0,05).

Показатели ЧСС у детей экспериментального класса в начале первого года обучения (сентябрь) составили примерно 87 уд/мин. В процессе ежедневных мышечных тренировок уже к январю произошло урежение ЧСС до 77,0±1,8 уд/мин (Р<0,05). Данная тенденция сохранилась и в последующем. К концу первого года обучения ЧСС снизилась до 71,1±1,5 уд/мин, что на 16,6 уд/мин меньше по сравнению с показателями, полученными в начале учебного года (Р<0,05). Начиная со второго класса двигательная активность данных детей была снижена до уровня двухразовых занятий в неделю на уроках физической культуры. При этом показатели ЧСС существенно не изменились и сохранились на уровне 71,3±2,1 - 72,3±1,6 уд/мин. Та же картина наблюдалась и в течение третьего 

года обучения в школе. Следовательно, в процессе ежедневных занятий физическими упражнениями в течение первого года обучения в школе у детей на фоне возрастного урежения ЧСС происходит развитие брадикардии тренированности. Вероятно, это объясняется ослаблением симпатических влияний при одновременном усилении роли парасимпатической нервной системы [2]. Достигнутый уровень брадикардии тренированности сохраняется и в последующем - в процессе учебы во 2-м и 3-м классах, несмотря на значительное снижение уровня двигательной активности. На наш взгляд, изменения в хронотропной регуляции сердца, установившиеся в процессе ежедневных мышечных тренировок, устойчивы на протяжении длительного периода времени, что позволяет сохранить достигнутый эффект брадикардии тренированности даже при существенном снижении уровня двигательной активности детей. 

Мы также проанализировали показатели УОК как важный параметр насосной функции сердца [5, 7, 8]. Показатели УОК детей контрольного класса первого года обучения в школе в сентябре составили 21,8±1,9 мл. В течение первого и второго годов обучения в школе показатели систолического выброса крови у данных детей сохранились примерно на уровне 22,5±2,2 - 23,0±1,3 мл. На третьем году обучения показатели постепенно начали увеличиваться и к середине учебного года достигли 30,2±3,2 мл. Данная величина оказалась на 8,4 мл больше по сравнению с исходными данными, полученными в 1-м классе (Р>0,05). Следовательно, показатели УОК у детей контрольного класса в течение первых двух лет обучения в школе существенно не изменились, и лишь на третьем году учебы наблюдается их постепенный прирост. 

У первоклассников экспериментальной группы в сентябре показатели УОК составили 24,8±3,6 мл. К середине учебного года, после прохождения пятимесячного цикла мышечных тренировок, существенно увеличился систолический выброс крови. Показатели УОК у данных детей достигли 42,6±4,2 мл, что на 17,8 мл больше по сравнению с сентябрьскими средними значениями (Р<0,05). По истечении годичного цикла мышечных тренировок, то есть к концу учебного года, среднее значение УОК у детей экспериментального класса достигло 52,8±3,6 мл, что в 2 раза больше, чем в сентябре (Р<0,05). Данная величина по сравнению с показателями УОК детей контрольного класса оказалась больше на 28,7 мл. Следовательно, у детей экспериментального класса на фоне естественного возрастного прироста УОК ежедневные занятия физическими упражнениями привели к значительному увеличению этого показателя. 

Начиная со второго года обучения в школе дети экспериментального класса перешли с ежедневных мышечных тренировок на двухразовые занятия физическими упражнениями в неделю, проводимые на уроках физической культуры. Несмотря на существенное снижение уровня двигательной активности, показатели УОК сохранились на высоком уровне и составили в среднем 55,8±2,4 - 56,6±3,8 мл, что почти в 2,5 раза больше показателей УОК детей того же возраста контрольного класса (Р<0,001). У детей экспериментального класса показатели сохранились на высоком уровне и в течение третьего года учебы в школе (74,4±5,9 - 76,3 ±2,0 мл). 

Таким образом, на фоне естественного роста и развития детей ежедневные мышечные тренировки, начатые на более ранних этапах, способствуют существенному увеличению УОК. Более того, при последующем снижении уровня двигательной активности данных детей показатели УОК сохраняются на высоком уровне. Многие исследователи [1, 5, 6, 7] отмечают, что в процессе систематических мышечных тренировок происходит функциональное развитие сердца вследствие расширения его полостей при одновременной гипертрофии миокарда. На наш взгляд, изменения происходят, вероятно, и на клеточном уровне. Причем, по-видимому, они достаточно устойчивы, что позволяет поддерживать УОК на высоком уровне даже при последующем существенном снижении двигательной активности. Также необходимо учесть, что в экспериментах мы имели дело с растущими детьми, которым свойственно естественное возрастное увеличение показателей УОК. 

Заключение. Проведенные нами исследования позволяют сделать вывод о том, что ежедневные занятия физическими упражнениями в течение первого года обучения в школе способствуют развитию брадикардии тренированности и увеличению УОК. Данный положительный эффект, достигнутый в процессе мышечных тренировок в 1-м классе, сохраняется и в последующем даже при существенном снижении уровня двигательной активности. Это позволяет нам утверждать, что у детей, систематически занимавшихся ежедневными мышечными тренировками, на ранних этапах развития возможности адаптации насосной функции сердца к смене режимов двигательной активности находятся на высоком уровне. 

Список литературы

1. Абзалов Р.А. Движение и развивающееся сердце. - М.: МГПИ им. В.И. Ленина, 1985. - 90 с. 

2. Абзалов Р.А., Ситдиков Ф.Г. Развивающееся сердце и двигательный режим. Казань, 1998. - 95 с. 

3. Абзалов Р.А., Нигматуллина Р.Р. Изменение показателей насосной функции сердца у спортсменов и неспортсменов при выполнении мышечных нагрузок повышающейся мощности // Теор. и практ. физ. культ. 1999. 

4. Бадаква А.М. Изменение минутного объема кровообращения у животных в космическом полете и в модельных исследованиях: Канд. дис. М., 1989. 

5. Дембо А.Г., Земцовкий Э.В. Спортивная кардиология: Руководство для врачей. -М.: Медицина, 1989. - 464 с. 

6. Дембо А.Г., Земцовский Э.В., Крынский О.М. и др. Мультисканирующая эхокардиография в оценке гипертрофии и дилатации сердца у спортсменов // Теор. и практ. физ. культ. 1978, № 11. 

7. Карпман В.Л., Белоцерковский З.Б., Гудков И.А. Тестирование в спортивной медицине. М., 1988. - 208 с. 

8. Хрущев С.В. Влияние систематических занятий спортом на сердечно-сосудистую систему детей и подростков// Детская спортивная медицина.1980, с. 66-91. 

9. Kubichek W.P. The Minnesoz impedance cardiograph theory and applications // Biomed. End. 1974. - V. 9. - P. 410-416. 

10. Richardson G.R., Ferguson J., Hiscox J. et al. Non-invasiv assessment of cardiac output in children //L. Accid. Emerg. Med. - 1998. - V.15. - N. 5 - P. 304-307. 

11. Rosental М., Bush A. Hemodynamics in children during rest and exercise: methods and normal values // Eur. Respir. J. - 1998. - V. 11. - N 4. - P. 854-865.