Уровень выносливости как фактор, детерминирующий психофизиологическую реактивность детей 11-12 лет в условиях информационной нагрузки

УРОВЕНЬ ВЫНОСЛИВОСТИ КАК ФАКТОР, ДЕТЕРМИНИРУЮЩИЙ ПСИХОФИЗИОЛОГИЧЕСКУЮ РЕАКТИВНОСТЬ ДЕТЕЙ 11-12 ЛЕТ В УСЛОВИЯХ ИНФОРМАЦИОННОЙ НАГРУЗКИ

И.А. Криволапчук1, Г.А.Зайцева, М.Б. Чернова, С.А. Баранцев, Н.В. Полянская ФГБНУ «Институт возрастной физиологии Российской академии образования», Москва Национальный исследовательский технологический университет

(НИТУ) «МИСиС», Москва

Установлено, что школьники 11-12 лет с высоким уровнем развития аэробной выносливости, характеризуются низкой активированностью в состоянии спокойного бодрствования и менее выраженными психофизиологическими изменениями функционального состояния при информационной нагрузке, реализуемой с оптимальной и максимальной скоростью, а также низкой физиологической ценой деятельности.

Ключевые слова: аэробная выносливость, функциональное состояние, информационная нагрузка, школьники

Stamina level as a factor determining psychophysiological reactivity in 11-12 year old children under informational load. It was stated that 11-12 aged schoolchildren with a high level of aerobic stamina are characterized by low activation in the state of calm wakefulness and less expressed psychophysiological changes when under informational work load (performed at optimal and maximal speed as well at a low physiological cost of the activity).

Key words: aerobic stamina, functional state, informational tension, schoolchildren.

В последние десятилетия физические упражнения нашли широкое практическое применение как средство улучшения процессов адаптации школьников к неблагоприятным природным и социальным факторам, профилактики и лечения ряда неинфекционных заболеваний [26; 27; 31]. Данные научно-методической литературы свидетельствуют о том, что из колоссального арсенала средств физического воспитания наиболее эффективными с этой точки зрения являются физические упражнения, направленные на развитие общей выносливости [10; 14; 15].

Под общей выносливостью обычно подразумевается способность продолжительное время выполнять глобальную физическую работу преимущественно аэробного характера без снижения ее эффективности. Уровень общей выносливости определяется комплексом факторов, включающим физиологические механизмы ее развития (аэробная производительность, функциональная устойчивость, функциональная экономичность), степень совершенства технического мастерства, личностно-психологические особенности занимающихся [3, 11; 12; 13]. Вместе с

Контакты: 'Криволапчук И.А. - E-mail: <i.krivolapchuk@mail.ru>

тем она, главным образом, характеризуется емкостью и эффективностью аэробного источника энергообеспечения и рассматривается как элемент функциональной подготовленности всех составляющих системы транспорта и утилизации кислорода [7; 11].

Результаты экспериментальных и эпидемиологических исследований рассматриваемого вопроса, свидетельствуют о положительном влиянии физических упражнений «на выносливость» на функциональное состояние организма человека в условиях информационных перегрузок, а также при психологическом стрессе [2; 9; 22; 24; 25; 34; 35; 37]. Установлено, что уровень развития общей выносливости в значительной степени определяет психофизиологическую реактивность как взрослых людей, так и детей школьного возраста [8; 21; 23; 26; 28; 30; 32; 38]. Вместе с тем онтогенетический аспект рассматриваемой проблемы требует дальнейшего изучения. До сих пор не выявлены особенности функционального состояния школьников при напряженных информационных нагрузках на различных этапах развития в зависимости от уровня кондиционных двигательных способностей в целом и общей выносливости, в частности.

Целью настоящей работы явилось исследование особенностей функционального состояния детей 11-12 лет с высоким и низким уровнем развития общей выносливости при информационной нагрузке различной степени сложности.

ОРГАНИЗАЦИЯ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

В исследовании приняли участие практически здоровые дети 11 -12 лет (п=134). Родители обеспечили письменное информированное согласие на участие их ребенка в обследовании.

Оценку уровня развития выносливости проводили на основе использования добротных тестов. В процессе исследования определяли времени удержания «до отказа» нагрузки 3 Вт/кг (Т1) [18], расстояние, пробегаемое за шесть минут и показатель мощности нагрузки, предельное время выполнения которой составляет 900 с ^900) [18].

В ходе статистической обработки полученных данных с помощью перцен-тильной шкалы была осуществлена градация всей выборки испытуемых по трем уровням развития выносливости. Величины, лежащие в пределах М 0.61а. соответствовали среднему уровню. Результаты, имеющие более значительные отклонения от средней в сторону увеличения или уменьшения, относились к высокому и низкому уровням. Высокому уровню соответствовала оценка в 3 балла, среднему - 2 балла, низкому - 1 балл. Интегральная оценка общей выносливости находилась по сумме баллов, полученных по каждому из трех показателей.

В качестве модели информационной нагрузки использовали работу с буквенными корректурными таблицами. Обследование осуществлялось в состоянии покоя и в двух режимах работы: 1) автотемп; 2) максимальный темп при наличии «угрозы наказания». По результатам выполнения тестового задания рассчитывали объём работы (А) и коэффициент продуктивности. Перед выполнением каждого задания у испытуемых с помощью варианта 8-цветового теста Люшера определяли уровень ситуативной тревожности (СТ) [17].

Систолическое (СД) и диастолическое (ДД) артериальное давление крови регистрировали в соответствие с рекомендациями ВОЗ. Применяли адекватную возрасту детскую манжету. Рассчитывали среднее давление (САД), двойное произведение (ДП), вегетативный индекс Кердо (ВИК), индекс Мызникова (ИМ).

Для оценки степени напряженности регуляторных систем использовали математический анализ сердечного ритма [20]. Определяли частоту сердечных сокращений (ЧСС), среднюю продолжительность R-R интервала (RRNN), моду (Мо), амплитуду моды (АМо), разброс кардиоинтервалов (MxDMn), среднеквад-ратическое отклонение (SDNN), стресс-индекс (SI).

Эффективность деятельности оценивали на основании соотнесения результативности работы с величиной вегетативных сдвигов при её выполнении. Для этого определяли такие показатели как Q/ЧСС, Q/SI, Q/ДП, A/ЧСС, A/SI, A/ДП.

Для изучения индивидуально-психологических особенностей школьников использовался опросник Филипса [16]. По результатам тестирования оценивались 8 факторов (синдромов) тревожности: 1) общая тревожность; 2) переживание социального стресса; 3) фрустрация потребности в достижении успеха; 4) страх самовыражения; 5) страх ситуации проверки знаний; 6) страх несоответствия ожиданиям окружающих; 7) низкая физиологическая сопротивляемость стрессу; 8) проблемы и страхи в отношениях с учителями.

Математическая обработка данных осуществлялась с использованием стандартной программы в пакете Statistica.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

В ходе исследования обнаружены психофизиологические отличия между испытуемыми, подразделенными на группы с учетом уровня развития общей выносливости. Установлено, что у детей 11-12 лет индивидуальный уровень активи-рованности в условиях спокойного бодрствования, физиологические и психологические изменения функционального состояния при информационной нагрузке, их направленность и степень выраженности определяются уровнем развития общей выносливости (табл. 1, рис. 1).

Таблица 1

Показатели функционального состояния детей 11-12 лет, в отношении которых выявлены значимые различия, обусловленные уровнем развития общей выносливости

Критерий Пжазатеш

Фон Авгопемп Мекоимшлныйтнмп

Суммарнаяоцнка выносливости SI, ДП, Мо, MxDMn, ЛТ (фактор 7 по Филлипсу) ЧСС, Мо, А ЧСС, А/ЧСС, А/ДП, Q/ЧСС, А/SI, Q/ДП, СТ (по Лю-шеру) ЧСС, Мо, А/ЧСС, Q/ДП

Примечание: представлены межгрупповые различия при p<0,05-0,001.

%

210 180 150 120 90 60 30 0

Состояние покоя

SI ЛТ

ДП

В  Н

%

160 140 120 100 80 60 40 20 0

%

120 100 80 60 40 20 0

Автотемп

Мо

А/ЧСС Q/ЧСС

В  Н

Максимальный темп

ЧСС

Мо

В  Н

А/ЧСС

А/SI Q/ЧСС

Q/ДП

MxDMn

Рис. 1 Психофизиологические различия между детьми 11-12 лет с высоким (В) и низким (Н) уровнем развития общей выносливости

В состоянии покоя межгрупповые различия (р<0,05-0,001) выявлены в отношении SI, ДП, Мо, MxDMn, ЛТ (фактор 7 по Филлипсу).

В условиях информационной нагрузки дети 11-12 лет с высоким уровнем аэробной выносливости характеризуются высокой умственной работоспособностью и низкой психофизиологической ценой напряженной интеллектуальной деятельности. Для них в целом характерна высокая физиологическая устойчивость к стрессу. Значимые (p<0,05-0,001) межгрупповые различия между испытуемыми с высоким и низким уровнями общей выносливости при работе с комфортной скоростью обнаружены в отношении ЧСС, Мо, ДЧСС, А/ЧСС, А/ДП, Q/ЧСС, А/SI, Q/ДП, СТ (по Люшеру). При реализации информационной нагрузки с максимальной скоростью различия (p<0,05-0,001) касались только ЧСС, Мо, А/ЧСС, Q/ДП (см табл.).

Таким образом, показано, что учащиеся 11 -12 лет с высоким уровнем общей выносливости отличались низкой активированностью в состоянии покоя и сдвигом вегетативного баланса в сторону преобладания тонуса парасимпатического отдела ВНС. Имеется значительное число исследований специфики функционального состояния в зависимости от физической кондиции. В работах, посвященных анализу индивидуальных различий в уровне активации, установлено, что лица с высокой физической подготовленностью и работоспособностью отличаются адекватно сниженной активированностью в состоянии покоя на фоне высоких психофизиологических резервов [5, 38, 6, 36]. В состоянии спокойного бодрствования отчетливо проявляются различия, отражающие изменения вегетативной регуляции в сторону преобладания тонуса парасимпатического отдела ВНС у лиц с высокой физической работоспособностью и подготовленностью [1, 5, 6, 8, 20], что сочетается обычно с усилением индивидуальной сопротивляемости стрессу [4, 19].

Сведения о том, что дети с высоким уровнем аэробной выносливости обнаруживают менее выраженные психофизиологические изменения функционального состояния в процессе реализации напряженной информационной нагрузки, являются относительно новыми. Литература, касающаяся данной проблемы, крайне скудна. Тем не менее, имеется ряд работ, в которых показано, что у лиц с высоким уровнем аэробных возможностей психофизиологическая реактивность ЦНС по вегетативным показателям активации снижена по сравнению с испытуемыми, проявляющими низкую общую выносливость [28, 35, 22, 24, 23, 37; 21, 25; 33, 29, 8].

Сопоставление показателей цены деятельности, отражающих соотношение результативности работы и сопровождающих ее психофизиологических сдвигов, показало, что между детьми с высоким и низким уровнем выносливости отмечаются существенные различия в эффективности реализации напряженной информационной нагрузки. Используемые показатели эффективности у школьников с высокой физической подготовленностью были выше, а цена деятельности, соответственно, ниже.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Результаты исследования свидетельствуют о том, что функциональное состояние детей 11 -12 лет в значительной степени зависит от уровня развития общей (аэробной) выносливости.

Установлено, что выносливые школьники 11-12 лет по ряду показателей характеризуются низкой активированностью в состоянии спокойного бодрствования, сдвигом вегетативного баланса в сторону преобладания тонуса парасимпатического отдела ВНС и высокой физиологической сопротивляемостью стрессу.

Информационные нагрузки, реализуемые в режиме оптимального и максимального темпа работы, вызывают у выносливых детей 11 -12 лет менее значительные изменения отдельных вегетативных показателей функционального состояния на фоне более высокой эффективности деятельности, по сравнению со школьниками, имеющими недостаточную физическую подготовленность.

Таким образом, уровень развития общей выносливости можно рассматривать как фактор, детерминирующий изменения функционального состояния детей 11 -12 лет в условиях информационных нагрузок различной степени сложности.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Баевский, Р.М. Математический анализ изменений сердечного ритма при стрессе / Р.М. Баевский, О.И. Кириллов, С.З. Клецкин. - М.: Медицина, 1984. -220 с.

2. Бодров, В.А. Психологический стресс: развитие и преодоление / В.А. Бодров. - М.: ПЭР СЭ, 2006. - 528 с.

3. Волков, В.М. Человек и бег / В.М. Волков, Е.Г. Мильнер. - М.: Физкультура и спорт, 1987. - 144 с.

4. Данилова, Н.Н. Психофизиологическая диагностика функциональных состояний / Н.Н. Данилова. - М.: Изд-во МГУ, 1992. - 192 с.

5. Детская спортивная медицина / под ред. С.Б. Тихвинского, С.В. Хрущева. - М.: Медицина, 1991. - 560 с.

6. Ефимова, И.В. Психофизиологические основы здоровья студентов / И.В. Ефимова, Е.В. Будыко, Р.Ф. Проходовская. - Иркутск: Иркут. ун-т, 2003.- 124 с.

7. Коц, Я.М. Физиология спорта / Я.М. Коц. - М.: Физкультура и спорт, 1986. - 240 с.

8. Криволапчук И.А. Функциональное состояние школьников 10-11 лет с высоким и низким уровнем развития общей выносливости / И.А. Криволапчук, М.Б. Чернова, С.А. Баранцев, Д.В. Мельников, Н.В. Полянская // Новые исследования. - 2013. - № 2. - С. 78-85.

9. Криволапчук, И.А. Оздоровительные эффекты физических упражнений и их место в системе средств оптимизации функционального состояния человека / И.А. Криволапчук // Физическая культура: воспитание, образование, тренировка. - 2004. - № 5. - С. 8-14.

10. Купер, К. Аэробика для хорошего самочувствия / К. Купер. - М.: Физкультура и спорт, 1989. - 224 с.

11. Кучкин, С.Н. Физиологическая характеристика двигательных качеств // Физиология человека / Под ред. В.И. Тхоревского. - М.: Физкультура, образование и наука, 2001. - С. 338-367.

12. Лях, В.И. Двигательные способности школьников: основы теории и методики развития / В.И. Лях. - М.: Терра-спорт, 2000. - 192 с.

13. Матвеев, Л.П. Теория и методика физической культуры / Л.П. Матвеев. -М.: Физкультура и спорт, 1991. - 543 с.

14. Медведев, В.И. Адаптация человека / В.И. Медведев. - СПб.: Институт мозга РАН, 2003. - 584 с.

15. Меерсон, Ф.З. Адаптация к стрессорным ситуациям и физическим нагрузкам / Ф.З. Меерсон, М.Г. Пшенникова. - М.: Медицина, 1988. - 256 с.

16. Микляева А.В., Румянцева П.В. Школьная тревожность: диагностика, профилактика, коррекция. - СПб.: Речь, 2007. 248 с.

17. Собчик Л.Н. Метод цветовых выборов - модификация цветового теста Люшера. - СПб.: Речь, 2006. - 128 с.

18. Сонькин В.Д., Тамбовцева Р.В. Развитие мышечной энергетики и работоспособности в онтогенезе. - М.: книжный дом «ЛИБРОКОМ», 2011. - 368 с.

19. Ульянинский, Л.С. Эмоциональный стресс и экстракардиальная регуляция / Л.С. Ульянинский // Физиологический журнал. - 1994. - Т. 80, № 2. - С. 2333.

20. Шлык Н.И. Сердечный ритм и тип регуляции у детей, подростков и спортсменов. - Ижевск: Изд-во «Удмуртский университет», 2009. - 259 с.

21. Aerobic exercise training and cardiovascular reactivity to psychological stress in sedentary young normotensive men and women / T.W. Spalding [et al] // Psycho-physiology. - 2004. - Vol. 41, № 4. - P. 552-562.

22. Brook, S. Efficiency of Coping with a Real-Life Stressor: A. Multimodal Comparison of Aerobic Fitness / S. Brook, B. Long // Psychophysiology. - 1987. - Vol. 24, № 2. - P. 355-365.

23. Cardiovascular response to mental stress and to handgrip in children. The role of physical activity / L.A. Ferrara [et al] // Jpn Heart J. - 1991. - Vol. 32, № 5. - P. 645654.

24. Cardiovascular Responses to Stress: II. Relationships to Atrobic Exercise Patterns / K. Light [et al] // Psychophysiology. - 1987. - Vol. 24. № 1. - P. 79-86.

25. Crews, D.J. Aerobic physical activity effects on psychological well-being in low-income Hispanic children / D.J.Crews, M.R. Lochbaum, D.M. Landers //Percept Mot Skills. - 2004. - Vol. 98, № 1. - P. 319-324.

26. Everly G., Latin J. A Clinical Guide to the Treatment of the Human Stress Pesponse. NY: Springer, 2013. - 486 p.

27. Global Recommendations on Physical activity for Health. - Geneva, World Health Organization, 2010. - 60 p.

28. Holmes, D. Association of Aerobic Fitness wits Pulse Rate and Subjective Responses to Psychological Stress / D. Holmes, D. Roth // Psychophysiology. - 1985. -Vol. 22. - № 5. - Р. 525-529.

29. Krivolapchuk I. A., Chernova M. B. Physical performance and psychophysiological reactivity of 7-8 year-old children to different types of exercise // Medicina dello Sport. - 2012. - 65(2). - Р. 173-185.

30. Links between physical fitness and cardiovascular reactivity and recovery to psychological stressors: A metaanalysis / K. Forcier [et al.] // Health Psychol. -2006. -Vol. 25, № 6. - P. 723-739.

31. Physical Activity and Public Health. A Recommendation From the Centers for Disease Control and Prevention and the American College of Sports Medicine // JAMA. - 1995. - Vol. 273, № 5. - P. 402-407.

32. Plante, T. The influence of Aerobic Exercise on Physiological Stress Respon-sivity / T. Plante, D. Karpowits // Psychophysiology. - 1987. - Vol. 24, № 6. - P. 670677.

33. Reims H.M., Sevre K, Fossum E. et al. Adrenaline during mental stress in relation to fitness, metabolic risk factors and cardiovascular responses in young men //Blood Press. - 2005. - V. 14, № 4. - P. 217-226.

34. Roth, D. Influence of Aerobic Exercise Training and Relaxation Tranind on Physical and Psychologic Health Following Stressful Life Evens / D. Roth, D.Holmes // Psychosomatic Medicine. - 1987. - Vol. 49. - P. 355-365.

35. Shulhan, D. Phasic Reactivity to Psycholocigical Stress as a Function of Aerobic Fitnes Level / D. Shulhan, H. Scher, J. Furedy // Psychophysiology. - 1986. - Vol. 23, № 5. - P. 562-566.

36. Sothmann, M. S. The cross-stressor adaptation hypothesis and exercise train-ing/ Psychobiology of physical activity / Eds. E. O. Acevedo & P. Ekkekakis. - Champaign: Human Kinetics Publishers. 2006. - P. 152-154.

37. Steptoe, A. Cardiovascular activity during mental stress following vigorous exercise in sportsmen and inactive men / A. Steptoe, N. Kearsley, N.Walters // Psychophysiology. - 1993. - Vol. 30, № 3. - P. 245-252.

38. Vagal and cardiac reactivity to psychological stressors in trained and untrained men / T.W. Spalding [et al] // Med. Sci. Sports Exerc. - 2000. - Vol. 32, № 3. - P. 581591.