Функциональные перестройки центральной гемодинамики у детей в процессе полового созревания

ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ПЕРЕСТРОЙКИ ЦЕНТРАЛЬНОЙ ГЕМОДИНАМИКИ У ДЕТЕЙ В ПРОЦЕССЕ ПОЛОВОГО СОЗРЕВАНИЯ

Р.М. Васильева1 ФГБНУ «Институт возрастной физиологии Российской академии образования», Россия, Москва

Исследовали особенности гемодинамики при мышечной деятельности у практически здоровых мальчиков и девочек 9-10, 11-12 и 13-14 лет, учащихся школ г. Москвы. Испытуемые выполняли работу умеренной мощности на велоэр-гометре. У детей регистрировали частоту сердечных сокращений (ЧСС). Ударный объем крови (УОК) и минутный объем крови (МОК) определяли методом тетраполярной реоплетизмографии по Kubicek W. G.

Выявлено, что в период от 9-10 до 13-14 лет физическая работоспособность при нагрузках аэробного характера существенно изменяется с возрастом и по мере полового созревания. Она значительно возрастает от 9-10 к 11-12 годам, и далее достоверно увеличивается у мальчиков по сравнению с девочками. Функциональные перестройки центральной гемодинамики в процессе полового созревания происходят у детей неравномерно и разными темпами. На исследуемом отрезке онтогенеза выявлены принципиальные различия в возрастной динамике изменения УО и МОК у мальчиков и девочек. Такие различия в работоспособности и показателях центрального кровообращения у них в пубертатный период определяются разными темпами полового созревания и особенностями формирования у них аэробных механизмов мышечной деятельности.

Ключевые слова: центральная гемодинамика, физическая нагрузка, дети.

Functional changes of central hemodynamics in children during sexual maturation. The paper presents the study of peculiarities of muscles hemodynamics in healthy boys and girls aged 9-10, 11-12 and 13-14 y.o., studying in Moscow schools. The subjects performed cycle ergometer test. Stroke volume and minute volume of blood circulation were measured with the help of W.G.Kubicek's plethysmography.

It was revealed that during the period from 9-10 to 13-14 years old physical aerobic performance changes significantly with age, and during puberty. It increases significantly from 9-10 to 11-12 years, and then increases in boys in comparison with girls. The functional reorganization of central hemodynamics during puberty in children occurs unevenly. Within the studied age period, fundamental age differences in the stroke volume and minute volume of blood circulation in boys and girls are revealed. Such differences result from different speed of sexual maturation and specific formation of aerobic muscle activity.

Key words: central hemodynamics, physical work, children.

1 Контакты: Васильева P.M. - E-mail: <W.rm@yandex.ru>

В настоящее время многие вопросы, касающиеся особенностей гемодинамики у детей и подростков, находящихся на разных этапах полового созревания, остаются недостаточно изученными. Функциональные перестройки центральной гемодинамики, которые происходят у детей в процессе пубертата, наиболее отчетливо можно выявить, изучая адаптацию системы кровообращения к физическим нагрузкам.

В литературе показано, что механизмы обеспечения адекватного нагрузке МОК имеют свои возрастные особенности, а качество адаптации вегетативных функций к работе зависит как от возраста, так и от стадии полового созревания ребенка. Формирование сердечного выброса, соответствующего уровню нагрузки, в различных возрастных группах определяется, в первую очередь, функциональными возможностями сердца увеличивать УО [12; 27].

При выполнении нагрузки по мере ее увеличения УО возрастает вплоть до достижения некоторых максимальных значений, которые определяются характером работы и индивидуальными особенностями испытуемого [1; 3; 4; 16]. У детей при нагрузках небольшой мощности наблюдается отчетливое повышение УО. При дальнейшем повышении мощности нагрузки это увеличение не столь существенно [27]. В то же время в литературе сообщается о фактах снижения УО у детей и подростков в процессе циклической работы. Причина и механизм развития данного феномена до конца не выяснен, его проявление связывают с нарушением диастолического наполнения желудочков сердца при высоком пульсе, превышающем 180 уд/мин. [10; 20] и с развитием процессов утомления, например, при длительной работе [6].

У детей и подростков МОК увеличивается при напряженной мышечной работе в меньшей степени, чем у взрослых. Невозможность значительного увеличения МОК у детей чаще всего объясняют тем, что УО у них еще не достигает величин взрослого человека из-за меньших размеров сердца и мощности сердечной мышцы. Более низкие значения УО у детей частично компенсируются более высокой сердечной частотой, а также значительно более высокой артерио-венозной разницей O2.

На этапе полового созревания в период от 10 до 13 лет изменения хронотроп-ной реакции сердца на нагрузку у детей менее выражены, зато происходит значительное нарастание рабочих величин ударного выброса, и роль УО в поддержании МОК увеличивается по сравнению с долей ЧСС. При этом анатомический рост миокарда и изменение его морфофункциональных параметров, которые создают условия для увеличения сократительной и насосной функции и возрастания сердечного выброса, с возрастом и по мере полового созревания происходят неравномерно, скачкообразно [26; 27].

Некоторые авторы, подробно проанализировав данные, касающиеся изменений гемодинамики у детей пубертатного возраста при физических нагрузках, имеющиеся на сегодняшний день в литературе, нашли в этих исследованиях ряд существенных недостатков. Один из главных недостатков, по их мнению, заключается в том, что в большинстве работ не уделено достаточного внимания раскрытию механизмов, лежащих в основе различий между детьми разного возраста, а также между взрослыми и детьми [7; 8; 9].

Задачей настоящего исследования было исследовать особенности гемодинамики при мышечной деятельности у детей на начальных этапах пубертатного периода и изучить функциональные перестройки центральной гемодинамики у них в процессе полового созревания.

ОРГАНИЗАЦИЯ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Исследования были проведены на мальчиках и девочках 9-10, 11-12 и 13-14 лет, учащихся школ г. Москвы. Дети были практически здоровы и имели физическое развитие в соответствии с возрастными нормами. В ходе лабораторного эксперимента испытуемые выполняли работу умеренной мощности на велоэргомет-ре. Нагрузка составляла 50 % от максимальной, которую подбирали индивидуально для каждого ребенка. Дети работали до отказа. За отказ принимали состояние, когда испытуемый не мог удерживать заданную частоту педалирования, снижал темп движений или отказывался от работы.

При работе учитывали субъективное самочувствие ребенка, и объективные показатели его функционального состояния. До работы, во время и после выполнения нагрузки регистрировали частоту сердечных сокращений (ЧСС). УО и МОК определяли методом тетраполярной реоплетизмографии по КиЫсек ".в., который является одним из немногих современных способов, позволяющих регистрировать изменения гемодинамики непосредственно во время двигательной активности и выявлять важные закономерности работы сердца у детей и подростков [2; 5].

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Физическая работоспособность является универсальным индикатором функционального состояния организма ребенка. Изменения в любой из систем организма отражаются на величине этого показателя. В период пубертата рост и развитие различных органов, формирование соматических и вегетативных функций у детей протекает асинхронно, скачкообразно, что сказывается как на его физической работоспособности, так и на характере вегетативных реакций на нагрузку [15; 18; 25; 27].

В настоящем исследовании мы подробно рассмотрели и проанализировали особенности гемодинамики и показатели физической работоспособности при выполнении длительных аэробных нагрузок у мальчиков и девочек пубертатного возраста 9-10 - 13-14 лет (в период полового созревания).

В 9-10 лет мальчики и девочки при нагрузке умеренной мощности проявляли одинаковую работоспособность. В этом возрасте ее показатели - величина абсолютной и относительной (величина нагрузки в пересчете на кг массы тела ребенка) нагрузки и время работы до отказа - по своим значениям у мальчиков и девочек различались мало (табл. 1).

Таблица 1

Показатели работоспособности у детей 9-14 лет при нагрузках умеренной

интенсивности

Пол Возраст Масса тела

М ±m М ±m М ±m М ±m

Мальчики 9-10 лет 33,6 0,68 43,1 1,13 1,29 0,09 27,88 1,02

11-12 лет 37,9 1,04 50,5 0,63 1,34 0,07 *48,67 1,88

13-14 лет 47,2 1,39 63,6 0,54 *1,38 0,04 *67,50 2,49

Девочки 9-10 лет 31,3 1,15 42,4 0,06 1,36 0,06 27,86 2,67

11-12 лет 37,4 1,91 49,7 0,02 1,30 0,06 *41,40 1,45

13-14 лет 51,9 1,60 62,8 0,04 *1,21 0,04 *49,90 2,87

* - отмечены достоверные отличия соответствующих показателей у мальчиков и девочек одного и того же возраста (р< 0,05).

Половые отличия в работоспособности начинают проявляться в 11-12 лет. Величина относительной нагрузки у мальчиков к 11-12 годам возрастает, а у девочек, напротив, становится несколько ниже по сравнению с детьми 9-10 лет (рис. 1, 2). При этом в абсолютных значениях нагрузка у мальчиков и девочек 1112 лет не различалась.

Рис. 1. Величина относительной нагрузки у детей 9-14 лет при работе умеренной

интенсивности.

Рис. 2. Время работы у детей 9-14 лет при нагрузке умеренной интенсивности.

На этапе от 9-10 до 11-12 лет у мальчиков наблюдается значимый прирост работоспособности. Время работы у них от 9-10 к 11-12 годам увеличивается с 27,9±1,02 до 48,8±1,88 мин. т.е. возрастает на 74,6 %. Этот прирост обусловлен высоким уровнем развития у мальчиков в этот возрастной период аэробных механизмов энергообеспечения [19, 23, 24]. У девочек за тот же период работоспособность увеличивается в меньшей степени - на 48,6%. Они могут работать при такой нагрузке 41,4±1,45 мин. (р<0,01).

Наиболее существенные половые различия в работоспособности при нагрузке 50 % интенсивности выявлены у мальчиков и девочек в возрасте 13 -14 лет. От 11-12 к 13-14 годам величина относительной нагрузки у мальчиков продолжает увеличиваться, у девочек же она снижается. У мальчиков в этот период также растет способность более длительно удерживать нагрузку по сравнению с младшими мальчиками и с девочками 13 -14 лет. Время работы до отказа у мальчиков в 13-14 лет составляет 67,50±2,49 мин. У девочек от 11-12 к 13-14 годам прирост этого показателя замедляется. Они могут работать до отказа всего 49,9±2,87 мин. В результате, в 13-14 лет такие показатели работоспособности, как величина относительной нагрузки, рассчитанной на кг массы тела ребенка, и время работы, у мальчиков оказались достоверно выше, чем у девочек. Замедление прироста работоспособности у девочек в этот период, по-видимому, обусловлено бурной гормональной перестройкой в организме, которая происходит у них в этот период [17].

Таким образом, в рассматриваемый возрастной период наблюдается принципиально разная динамика работоспособности у мальчиков и девочек, и ее изменения имеют у них разнонаправленный характер.

Время

70 -

60

50

40

30

20

1,20

Linear Regression for Data1_Boys: Y = A + B * X A -539,1 - 20,86; B 439,2 - 15,6

R = 0,999; SD = 0,99, N = 3; P = 0,02

Рис. 3. Зависимость предельного времени работы от мощности выполняемой нагрузки у мальчиков и девочек 9-14 лет.

Если рассмотреть зависимость времени работы от величины нагрузки у детей на выбранном отрезке онтогенеза то окажется, что у мальчиков по мере увеличения с возрастом относительной нагрузки растет и время ее удержания. Зависимость этих показателей носит у мальчиков почти линейный характер и хорошо описывается уравнением линейной функции (рис. 3).

У девочек величина относительной нагрузки с возрастом уменьшается, и прирост работоспособности к 13-14 годам замедляется. Соотношение двух этих величин описывается более сложным уравнением, чем у мальчиков. Зависимость этих показателей у девочек представляет собой убывающую функцию, а кривая, иллюстрирующая соотношение двух этих величин, имеет противоположную направленность по отношению к графику, представляющему аналогичную зависимость у мальчиков.

Итак, в 9-10 лет работоспособность у мальчиков и девочек мало различалась по всем показателям. Различия между ними начинают проявляться по мере полового созревания в 11-12 лет. В 13-14 лет они выражены более отчетливо как по времени работы (мальчики работали почти на 30% дольше, чем девочки), так и по величине нагрузки. Это обусловлено различными темпами полового созревания у мальчиков и девочек в данный возрастной период. По нашим данным, мальчики в 11-12 лет находились на I-II СПС, в 13-14 - на II-III СПС. Девочки, соответственно, на II-III и на IV-V СПС, как и положено, согласно литературным данным [17].

При этом у девочек четко прослеживается взаимосвязь темпов прироста работоспособности и стадии полового созревания (СПС). Так, у девочек от I ко II СПС

работоспособность увеличивается, затем остается на том же уровне у девочек III СПС, после чего на IV-V СПС темпы прироста работоспособности снижаются [17, 28, 29].

Работа в зоне умеренной мощности проходит в аэробном режиме и совершается в условиях истинно устойчивого состояния. Известно, что при таких нагрузках сердечно-сосудистая система вносит основной вклад в процесс поддержания работоспособности. Фактором, также в значительной степени определяющим работоспособность человека в зоне умеренной мощности, является качество вегетативной регуляции и взаимодействие физиологических функций [18, 24]. Именно на примере этой нагрузки наиболее отчетливо видно, как с возрастом и по мере полового созревания происходят функциональные перестройки центральной гемодинамики.

Обозначим сначала общие закономерности изменений показателей кровообращения при нагрузке умеренной мощности, которые характерны как для мальчиков, так и для девочек. При выполнении такой нагрузки у детей весь период работы наблюдалось относительно стабильное состояние гемодинамики, которое, в зависимости от пола и возраста, длилось от 30 до 60 мин (табл. 2-4, рис. 5). Незначительные колебания показателей отмечались на этапе вхождения в работу и отражали постепенную перестройку различных функций организма в период вра-батывания [16, 25].

Таблица 2

Изменение частоты сердечных сокращений (ЧСС) у детей 9-14 лет при нагрузке

умеренной мощности

ЧСС (уд./м) мальчики ЧСС (уд./м) девочки

Время (мин.) 9-10 лет, п=11 11-12 лет, п=15 13-14 лет, п=16 9-10 лет, п=11 11-12 лет, п=22 13-14 лет, п=12

М ±m М ±m М ±m М ±m М ±m М ±m

Д работы о 83,1 3,4 83,1 1,7 79,6 3,2 90,1 3,1 87,1 2,1 85,4 3,1

Работа | 1 126,5 4,5 122,4 1,9 127,1 2,8 131,1 3,4 132,9* 2,1 129,1 3,0

3 122,8 4,3 124,9 2,2 132,3 3,2 132,2 4,4 136,1* 2,5 134,9 3,7

5 123,6 6,5 124,5 2,2 132,4 3,2 134,8 4,0 138,2* 2,3 138,1 4,0

10 126,5 5,5 129,5 2,3 133,8 2,8 138,6 2,3 138,9* 2,1 135,8 3,4

20 123,4 7,0 125,7 2,3 129,6 2,0 137,5 1,9 138,5* 2,5 132,6 3,6

30 126,6 6,4 127,9 2,5 126,8 2,2 134,8 3,4 136,2* 2,4 131,6 3,7

40 125,3 2,4 125,4 2,5 135,8* 2,3 130,1 4,1

50 127,0 2,6 126,3 2,7 130,1 3,9

60 126,3 1,3

Отказ 128,0 5,6 127,6 2,6 126,2 2,6 136,1 2,8 135,2* 1,9 133,0 3,9

| Восстано- | 0,05 117,5 6,6 116,5 3,2 119,1 2,8 129,6 4,2 129,7* 2,6 125,3 4,5

1 94,7 5,0 88,1 2,8 92,7 2,8 105,9 4,7 101,3* 3,4 96,9 5,1

3 92,8 4,4 86,0 2,6 88,8 2,8 105,3 5,2 98,7* 2,5 94,1 3,9

5 90,9 4,3 86,5 2,9 83,2 2,7 101,4 3,3 97,9* 2,3 87,7 4,5

10 83,8 2,6 86,4 2,4 82,9 3,2 103,8 2,2 95,6* 2,3 88,1 3,9

* - отмечены достоверные отличия соответствующих показателей у мальчиков и девочек одного и того же возраста (р< 0,05).

Как показали сравнения с литературными данными и нашими предыдущими исследованиями, УО при рассматриваемой нагрузке при относительно невысоких значениях пульса у всех детей практически достигал своего индивидуального максимума [12; 13; 14]. Ни у девочек, ни у мальчиков обследованного возраста не зафиксировано сколько-нибудь значимого снижения УО к моменту отказа от работы. Весь период работы у всех детей МОК, отвечающий запросам организма при выполнении нагрузки, поддерживался наиболее целесообразным образом - за счет максимального увеличения УО при относительно невысоких значениях ЧСС.

Однако, рассматривая изменение каждого из исследованных показателей отдельно в каждой возрастной группе, можно выявить существенные различия в динамике этих параметров у мальчиков и девочек в период от 9-10 до 13-14 лет.

Прежде всего, отметим, что в покое перед работой в любой из возрастных групп девочки имели несколько более высокую ЧСС по сравнению с мальчиками. Как и положено, согласно литературным данным, и у мальчиков, и у девочек ЧСС в покое снижалась с возрастом (табл. 2, рис. 4). Значения ЧСС, регистрируемые при работе в период стационарного состояния, у детей одного и того же пола незначительно менялись от возраста к возрасту. Так, у мальчиков 9-14 лет независимо от возраста ЧСС весь период работы находилась в пределах 125,3-133,8 уд/мин. (табл. 2). В частности, например, на 30 мин. работы ее значения составляли 126,63-127,93 уд/мин. (рис. 4). У девочек ЧСС при работе была несколько выше, чем у мальчиков - 131,6-138,9 уд/мин., и на 30 мин. работы ее значения составляли 130,13-135,79 уд/мин. В 11-12 лет различия рабочих величин ЧСС у мальчиков и девочек были статистически достоверны весь период работы (р< 0,05-0,01) (табл. 2, рис. 4).

Величина УО в покое у мальчиков и девочек в 9-10 лет существенно не различалась: у мальчиков его значения составляли 42,62±2,05 мл, у девочек - 43,4±3,05 мл. Прирост УО при работе по сравнению с покоем у мальчиков был меньше, чем у девочек: он составлял в среднем у мальчиков 21,6 %, а у девочек - 40,2 %. В результате в 9-10 лет весь период работы УО был выше у девочек, чем у мальчиков (на 5 и 10 минутах работы эти различия оказались статистически достоверны, р< 0,05) (табл. 3, рис. 5).

> О

о т

140 130 120 110 100 90 80 70 60 50 40

Мальчики ¡Девочки

работа

9-10 лет 11-12 13-14 лет лет

9-10 лет 11-12 13-14 лет лет

Рис. 4. Значения частоты сердечных сокращений (ЧСС) в покое и в период устойчивого состояния (на 30 мин. работы) при нагрузке умеренной мощности у

детей 9-14 лет.

К 11-12 годам у мальчиков УО в покое значимо увеличивается по сравнению с мальчиками 9-10 лет, и равняется 53,77±2,36 мл. У девочек в 11-12 лет УО составляет 48,52±2 мл, то есть у девочек в возрастной период от 9-10 до 11-12 лет прирост УО в покое менее выражен, чем у мальчиков. Во время работы значения УО у мальчиков в 11-12 лет также были несколько выше, чем у девочек: так, максимальные значения при работе у мальчиков составляли 77,05 ± 4,5, у девочек -71,42±2,7 мл (табл. 3, рис. 5).

От 11-12 к 13-14 годам УО в покое значительно увеличивается как у мальчиков, так и у девочек. При этом его прирост в этот возрастной период у девочек был более выражен, чем у мальчиков. Величина УО в покое составляла у девочек 13-14 лет 69,3±1,48 мл, у мальчиков - 61,76±2,73 мл (р< 0,05).

Таблица 3

Изменение ударного объема (УО) у детей 9-14 лет при нагрузке умеренной мощности

УО (мл) мальчики УО (мл) девочки

Время (мин.) 9-10 лет, п=11 11-12 лет, п=15 13-14 лет, п=16 9-10 лет, п=11 11-12 лет, п=22 13-14 лет, п=12

М ±m М ±m М ±m М ±m М ±m М ±m

До работы 42,62 2,05 53,77 2,36 61,76* 2,73 43,4 3,05 48,52 2,14 69,3 1,48

1 51,22 3,55 72,67 3,26 84,89* 3,80 60,4 3,64 70,3 3,01 104,03 2,28

3 51,18 2,46 75,85 4,49 87,06* *,45 59,5 3,53 69,1 2,83 102,59 3,01

5 52,17 3,29 74,18 4,47 87,64* 3,27 62,4* 3,18 69,7 2,74 106,18 2,16

я 10 51,11 3,27 76,76 4,89 92,52* 3,80 60,6* 3,44 69,5 2,76 104,60 2,72

о »о 20 52,86 3,35 77,05 4,50 90,68 3,65 60,9 3,74 70,6 2,71 108,10 2,22

№ 30 52,31 3,16 76,86 4,87 90,13* 4,47 61,3 3,67 69,4 2,70 105,8 2,83

40 75,53 4,15 91,40* 3,77 71,42 2,74 103,59 3,04

50 72,84 2,75 91,85* 3,32 104,1 2,67

60 97,04* 3,61

Отказ 53,80 4,20 76,79 4,69 94,00* 4,06 61,9 3,87 72 3,22* 104,57 2,38

о а 0,05 51,50 3,36 74,32 4,48 96,89 4,18 58,78 4,48 68,9 2,94 98,86 2,28

к о Ч 1 50,56 3,21 70,12 4,59 86,02 4,02 53,19 4,15 63,67 2,25 94,42 3,18

о Я 3 44,05 2,82 61,07 2,92 75,36 2,52 46,25 3,32 58,86 2,45 75,85 3,60

н и и 5 43,49 3,06 60,13 3,42 72,93 3,24 45,61 4,28 57,88 2,35 77,61 3,96

о СО 10 41,84 3,08 60,36 4,32 72,16 2,60 50,23 3,25 55,57 2,48 80,70 3,46

¡10 100 90 80 70 60 50 40 30

9-10 л

11-12 л

13-14 л

У*** Ч^

Мальчики

о ^

о а

3

000

1- СО ю

со ГО

5

§100 90 80 70 60 50 40 30

Рис. 5. Изменение ударного объема (УО) у детей 9-14 лет при нагрузке умеренной

мощности.

У девочек при работе УО возрастает по сравнению с покоем немного больше, чем у мальчиков. У мальчиков УО увеличивается при нагрузке в среднем на 47,9%, а у девочек - на 51,3%. В результате оказалось, что в 13-14 лет, как в покое, так и весь период работы УО у девочек был значительно выше, чем у мальчиков того же возраста, а также, конечно, выше, чем у девочек 9-10 и 11-12 лет (р<0,05-0,01). Таким образом, к 13-14 годам наибольшее повышение сердечной производительности наблюдалось у девочек. Как указывают литературные данные, это обусловлено значительным увеличение массы миокарда и толщины стенок левого желудочка, достоверным увеличением конечно-диастолического размера и объема полости левого желудочка, которое отмечается у девочек в период интенсивного полового созревания [26].

Как показывают наши данные, хронотропная реакция сердца при исследуемой нагрузке мало изменяется с возрастом и у девочек, и у мальчиков [11, 13]. В то же время, у тех и у других от 9-10 до 13-14 лет происходит значительное повышение величины УО при работе. То есть у детей в период пубертата от 9-10 до 13-14 лет изменения УО в покое и при работе были более выражены, чем изменения ЧСС.

Вследствие этого сердечный выброс менялся у детей от возраста к возрасту почти с той же закономерностью, что и УО. В 9-10 лет значения МОК при работе были выше у девочек, чем у мальчиков (р< 0,05). К 11-12 годам МОК в большей степени увеличивался у мальчиков по сравнению с девочками, однако различия величин МОК у них были статистически недостоверны. К 13 -14 годам сердечный выброс у девочек значительно превосходил уровень этого показателя у мальчиков, как до, так и во время работы (табл. 4, рис. 6).

Таблица 4

Изменение минутного объема крови (МОК) у детей 9-14 лет при нагрузке

умеренной мощности

МОК (мл/мин.) мальчики МОК (мл/мин.) девочки

Время (мин.) 9-10 лет, 11-12 лет, 13-14 лет, 9-10 лет, 11-12 лет, 13-14 лет,

п=11 п=15 п=16 п= 11 п=22 п= 12

М ±m М ±m М ±m М ±m М ±m М ±m

До работы 3,50 0,12 4,46 0,20 4,88 0,25 3,97 *0,40 4,4 0,24 5,85 *0,21

1 6,41 0,35 8,85 0,40 10,84 0,59 7,91 *0,53 9,36 0,39 13,35 *0,25

3 6,27 0,33 9,45 0,54 11,53 0,52 7,74 *0,53 9,43 0,37 13,79 *0,41

5 6,42 0,48 9,19 0,52 11,62 0,51 8,44 *0,45 9,51 0,38 14,71 *0,61

я 10 6,40 0,36 9,87 0,58 12,45 0,58 8,43 *0,54 9,52 0,40 14,18 *0,45

н о »о я 20 6,43 0,36 9,65 0,55 11,74 0,49 8,39 *0,52 9,76 0,39 14,28 *0,29

№ 30 6,56 0,39 9,81 0,62 11,44 0,58 8,27 *0,55 9,51 0,36 13,94 *0,46

40 9,78 0,53 11,66 0,41 9,63 0,32 13,51 *0,51

50 9,16 0,33 11,53 0,48 13,72 *0,48

60 11,61 0,38

Отказ 6,83 0,52 9,81 0,63 11,86 0,60 8,36 *0,49 9,67 0,41 13,92 *0,54

о 0,05 5,94 0,29 8,66 0,57 11,57 0,62 7,58 *0,51 8,88 0,39 12,32 0,34

Я о Ч 1 4,74 0,32 6,17 0,42 8,12 0,52 5,56 0,47 6,39 0,23 9,08 0,31

в о Я 3 4,02 0,18 5,27 0,32 6,71 0,34 4,82 0,42 5,78 0,25 7,13 0,42

н и и о 5 3,89 0,22 5,21 0,35 6,03 0,29 4,65 0,40 5,64 0,24 6,73 0,36

СО 10 3,48 0,25 5,27 0,47 5,90 0,29 5,22 *0,48 5,28 0,23 7,08 *0,39

Наши данные также свидетельствует о совершенствовании в период пубертата механизмов, лежащих в основе увеличения МОК в процессе адаптации к работе. Доля УО в увеличении и поддержании МОК при работе возрастала по сравнению с ЧСС у детей с возрастом и по мере полового созревания.

с;

ы О

16 14 12 10 8 6 4 2

Мальчики  Девочки

9-10 11-12 13-14 лет лет лет

9-10 11-12 13-14 лет лет лет

Рис. 6. Величина минутного объема крови в покое и в период устойчивого состояния (на 30 мин. работы) при нагрузке умеренной мощности у детей 9-14 лет.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Выявлено, что в период от 9-10 до 13-14 лет физическая работоспособность при нагрузках аэробного характера существенно изменяется с возрастом и по мере полового созревания. Установлено, что при работе в зоне умеренной мощности физическая работоспособность у детей в пубертатный период значительно возрастает от 9-10 к 11-12 годам, и далее достоверно увеличивается у мальчиков по сравнению с девочками. Причем на исследуемом отрезке онтогенеза выявлены принципиальные различия в возрастной динамике показателей аэробной работоспособности у мальчиков и девочек.

Изучение реактивности центрального звена системы кровообращения на физическую нагрузку аэробного характера с четко выраженным периодом стационарного состояния показало, что функциональные возможности сердечно сосудистой системы у детей в период пубертата повышаются. Об этом можно судить по более значимому приросту УО и МОК в работе у старших школьников по сравнению с младшими. Повышение рабочих величин УО и МОК от возраста к возрасту свидетельствует об увеличении насосной и сократительной функции сердца у детей в процессе их роста, развития и по мере полового созревания.

При этом повышение сердечной производительности от возраста к возрасту происходит у мальчиков и девочек неравномерно и разными темпами. Выявлено, что динамика изменения функциональных возможностей ССС и работоспособности у мальчиков и девочек в этот период принципиально различается.

У мальчиков рабочие величины УО и МОК, а также работоспособность увеличивались от возраста к возрасту более равномерно по сравнению с девочками. От 9-10 к 11-12 годам у мальчиков существенно растет сердечная производительность. В этот же период растет и работоспособность. К 13-14 годам темпы прироста УО и МОК у них снижаются, снижется и прирост работоспособности. Таким образом, периоды роста показателей сердечно сосудистой системы и периоды повышения работоспособности у мальчиков по времени и темпам в значительной мере совпадают между собой.

У девочек мы наблюдаем принципиально отличную картину. У них повышение сердечной производительности от возраста к возрасту происходит неравномерно, и периоды роста показателей сердечно-сосудистой системы и периоды повышения работоспособности между собой не совпадают.

Незначительный прирост рабочих величин УО и МОК наблюдался у девочек от 9-10 к 11-12 годам. При этом значительно увеличивается продолжительность работы умеренной интенсивности. Наибольшее увеличение УО и МОК в работе отмечалось у девочек 13-14 лет. При этом у них наблюдается достоверное снижение темпов прироста работоспособности по сравнению с девочками более ранних стадий полового созревания.

Таким образом, оказалось, что значительный прирост УО и МОК при работе у школьниц к 13-14 годам не привел, как можно было бы предполагать, к значительному повышению их работоспособности, хотя высокая производительность системы кровообращения свидетельствует о том, что центральный отдел ССС обладает в этом возрасте достаточным функциональным резервом для поддержания длительной работы и в состоянии обеспечить потребности организма при нагрузках аэробного энергообеспечения.

Сопоставляя собственные и литературные данные можно придти к заключению, что работоспособность детей при такой нагрузке зависит не только от функциональных возможностей аппарата центрального кровообращения, но и в значительной мере определяется развитием энергетики их скелетных мышц в этот период. Это еще раз подчеркивает ведущую роль метаболизма мышц в регуляции деятельности функциональных систем организма в процессе срочной адаптации к физической нагрузке [19, 24].

Различия в динамике изменений показателей центрального кровообращения и работоспособности у мальчиков и девочек в пубертатный период определяются разными темпами полового созревания и особенностями формирования у них механизмов аэробного энергообеспечения мышечной деятельности [18, 22, 24].

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Astrand P.O., Rodahl K. Textbook of work physiology. - New York: McGraw-Hill Co, 1986. - P. 669.

2. Kubicek W.G., The Minnesota impedance cardiograph theory and applications // Biomed. End. - 1974. - V. 9. - P.410;

3. Laughlin M.H. Cardiovascular response to exercise // Adv. Physiol. Educ. -1999. - V. 22, № 1. - P. 244.

4. Macsween A. The reliability and validity of the Astrand nomogram and linear extrapolation for deriving VO2max from submaximal exercise data // J. Sports Med. and Phys. Fitness. - 2001. - 41, № 3. - P. 312-317;

5. Pianosi PT. Measurement of exercise cardiac output by thoracic impedance in healthy children // Eur J Appl Physiol. - 2004. - Aug; 92(4-5):425-30;

6. Saltin B. et. al, Physiological adaptation to physical conditioning // Acta Physiol. Scand. - 1986. - 220, Suppl. № 711. - P. 11-24;

7. Turley K. R., Wilmore J. H. Submaximal Cardiovascular Responses to Exercise in Children: Treadmill Versus Cycle Ergometer // Pediatric Exercise Science. -1997. - № 9. - Р. 331-341.

8. Turley KR. Cardiovascular responses to exercise in children. : Sports Med. 1997 Oct;24(4):241-57. Erratum in: Sports Med 1998 Feb;25(2):130.

9. Turley KR., Wilmore J.H. Cardiovascular responses to treadmill and cycle ergometer exercise in children and adults. . J. Appl. Physiol. - 1997 -83 (3): 948-957,

10. Абзалов Р.А., Нигматуллина Р.Р. Показатели ударного объема крови у юношей, занимающихся физическими упражнениями динамического и статического характера // Теория и практика физической культуры. - 2002. - № 2. - С. 1314.

11. Ванюшин Ю.С. Показатели кардиореспираторной системы у спортсменов разного возраста // Физиология человека. - 1998. - Т. 24. - № 3. - С. 105-108.

12. Ванюшин Ю.С., Ситдиков Ф.Г. Адаптация сердечной деятельности подростков к нагрузке повышающейся мощности // Физиология человека. - 2001.

- Т. 27. - № 2. - С. 91-97.

13. Васильева Р.М, Букреева Д.П, Сонькин В.Д. Динамика функционального состояния двигательного аппарата и сердечно-сосудсстой системы в процессе работы разной интенсивности у девочек 9-14 лет // Новые исследования. - 2003. -№ 1(4). - С. 208-218.

14. Данько Ю.И., Тихвинский С.Б. Возрастная физиология мышечной деятельности // Детская спортивная медицина / Под ред. С.Б. Тихвинского, С.В. Хрущева - М.: Медицина, 1991. - 560 с.

15. Дембо А.Г., Земцовский Э.В. Спортивная кардиология. - Л.: Медицина, 1989. - 464 с.

16. Карпман В.Л., Любина Б.Г. Динамика кровообращения у спортсменов.

- М.: Физкультура и спорт, 1982. - 135 с.;

17. Колесов Д.В., Сельверова Н.Б. Физиолого-педагогические аспекты полового созревания - М.: Педагогика, 1978 - 224 с.

18. Корниенко И.А., Сонькин В.Д., Тамбовцева Р.В., и др. Возрастное развитие скелетных мышц и физической работоспособности // Физиология развития ребенка: теоретические и прикладные аспекты. - М., 2000. - С. 209.

19. Корниенко И.А. Возрастные изменения энергетического обмена и терморегуляция. - М.: Наука, 1979. - 160 с.

20. Король В.М., Сонькин В.Д. Мышечная работоспособность подростков 13-14 лет // Физиология человека. - 1985. - Т. 9. № 6. - С. 907-912.

21. Сонькин В.Д. Физиологическая оценка нагрузки при развитии физических качеств // Теория и практика физической культуры. - 1986. - № 3. - С. 35-40.

22. Сонькин В.Д. Энергетическое обеспечение мышечной деятельности школьников: Автореф. дис. ... докт. биол. наук. - М., 1990. - 50 с.

23. Сонькин В.Д., Ратушная Л.И Физиологическая оценка режима физического воспитания школьников // Теория и практика физической культуры. - 1984.

24. Сонькин В.Д., Тамбовцева Р.В. Развитие мышечной энергетики и работоспособности онтогенезе. - М., 2011. - 368 с.

25. Детская спортивная медицина / Под ред. С.Б. Тихвинского, С.В. Хрущева. - М.: Медицина, 1991. - С. 259-288.

26. Физиология развития ребенка (теоретические и прикладные аспекты) / Под ред. М.М. Безруких и Д.А. Фарбер. - М.: РАО, 2000. - С. 148-150, 217-237.

27. Хрущев С.В. Врачебный контроль за физическим воспитанием школьников. - М., 1980. - С. 203-224.

28. Шаханова А.В. Медико-биологическая оценка влияния двигательного режима на характер онтогенетического развития и физическую подготовленность. дисс. ... докт. биол. наук. - М., 1998. - 470 с.

29. Шаханова А.В., Чвань И.И. Медико-биологическая оценка влияния двигательной активности в режиме продленного дня школы на соматическое развитие и физическую подготовленность школьников. - Майкоп: АГПИ ИВП ИУУ; "Адыгея", 1991. - 58 с.