Долговременные эффекты влияния физических упражнений аэробного характера на функциональное состояние детей при стрессе

ДОЛГОВРЕМЕННЫЕ ЭФФЕКТЫ ВЛИЯНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ

УПРАЖНЕНИЙ АЭРОБНОГО ХАРАКТЕРА НА ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ ДЕТЕЙ ПРИ СТРЕССЕ

Г.А. Зайцева1, И.И. Криволапчук, С.А. Бондарева, А.П. Буслаков, Р.М. Носова Национальный исследовательский технологический университет

«МИСиС» (НИТУ «МИСиС»), Москва

Изучение долговременных эффектов влияния физических упражнений на функциональное состояние показало, что систематическое использование нагрузок аэробной направленности в занятиях по физическому воспитанию с детьми 8-10 лет способствует улучшению психофизиологической реактивности их организма и повышению результативности деятельности в условиях психической напряженности. Анализ эффективности различных режимов аэробной работы выявил преимущества экспериментальных занятий, основанных на преобладании равномерных нагрузок умеренной мощности.

Ключевые слова: кумулятивные эффекты, аэробные нагрузки разной мощности, психологический стресс.

Long-term effects of aerobic exercises on the functional state of children under stress. The paper presents the study of the long-term effects ofphysical exercises on the functional state. It showed that the systematic use of aerobic exercises in the physical education of 8-10-year-old children improves psychophysiological reactivity of the body, and rises the effectiveness of activities performed under stress. The analysis of the effectiveness of different aerobic exercises showed benefits of the experimental classes based on the predominance of the moderate-load training.

Keywords: cumulative effects, different aerobic exercise, psychological stress.

Систематическое использование различных физических упражнений с древних времен является одним из наиболее доступных способов нормализации функционального состояния (ФС) человека. И сегодня проблема изучения долговременного влияния занятий физическими упражнениями на организм в условиях психологического стресса весьма актуальна [2, 3, 6 и др.].

Анализ исследований ФС свидетельствует о том, что в научной литературе недостаточно внимания уделяется стратегиям преодоления стресса и повышения стрессоустойчивости детей в процессе физического воспитания [2, 1]. Дело в том, что проблема оптимизации ФС человека при стрессе средствами аэробной подготовки, как самостоятельное научное направление, стала предметом специальных исследований лишь в последнее десятилетие [1, 2, 13, 14 и др.]. В настоящее время она занимает одно из центральных мест в оздоровительной физической культуре, профилактической медицине и физиологии развития. С той или иной степенью глубины данная проблема рассматривается в физиологическом, психологическом, социальном и педагогическом аспектах [10, 12, 13, 16]. Сегодня, в частности, остается невыясненным вопрос о том, как же влияют физические упражнения

Контакты1 Зайцева

аэробной направленности на физиологические, психологические и поведенческие показатели ФС детей при стрессе в различные возрастные периоды и каковы общие механизмы, лежащие в основе вызванных ими долговременных адаптационных изменений.

Целью исследования явилось изучение долговременных эффектов влияния различных режимов занятий упражнениями аэробного характера на ФС детей в стрессорных условиях.

ОРГАНИЗАЦИЯ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

В исследовании приняли участие дети 8-10 лет (n=208), отнесенные по состоянию здоровья к основной медицинской группе. Исследования показателей ФС проводили в 9-11 часов, когда наблюдается оптимальный уровень физиологических функций.

В качестве модели психосоциального стресса использовали напряженную работу с буквенными таблицами. Тестовая нагрузка в течение 4-х минут выполнялась в максимальном темпе при наличии «угрозы наказания» [5]. Оценка каждого выполненного задания проводилось по объёму работы (количество просмотренных знаков «А») и продуктивности (коэффициент «Q»). Последовательность проведения лабораторного исследования: 1) подключение приборов к испытуемым; 2) измерение показателей ФС в условиях спокойного бодрствования; 3) измерение показателей ФС при напряженной информационной нагрузке.

Систолическое (СД) и диастолическое (ДД) артериальное давление крови регистрировали в соответствии с рекомендациями ВОЗ с помощью откалиброванного стандартного сфигмоманометра. Рассчитывали двойное произведение (ДП).

Для оценки степени напряженности регуляторных систем использовали математический анализ сердечного ритма [9]. На этой основе определяли частоту сердечных сокращений (ЧСС), среднюю продолжительность R-R интервала (RRNN), моду (Мо), амплитуду моды (АМо), разброс кардиоинтервалов (MxDMn), среднеквадратическое отклонение (SDNN), стресс-индекс (SI).

Для изучения личностных особенностей использовался проективный тест школьной тревожности E. Amen в модификации А.Прихожан [8]. По результатам тестирования определяли индекс тревожности (ИТ).

Таблица 1

Соотношение аэробных нагрузок различной относительной мощности в экспериментальных группах

Экспериментальные Нагрузка

группы Большая мощ- Умеренная мощ- Переменная мощ-

ность ность ность

ЭГ I 20 % 60 % 20 %

ЭГ II 20 % 20 % 60 %

ЭГ III 60 % 20 % 20 %

В ходе педагогического эксперимента использован экспериментальный план с участием четырех эквивалентных опытных групп (трех экспериментальных и одной контрольной). Отбор и распределение испытуемых по группам проводился в соответствии с принятым экспериментальным планом на основе процедуры рандомизации.

В процессе опытно-экспериментальной работы определялись оптимальные величины нагрузок аэробного характера в недельном цикле на занятиях по физическому воспитанию (при занятиях оздоровительным бегом, фитнес-аэробикой, подвижными играми «на выносливость», плаванием).

Применяли главным образом методы непрерывной равномерной и непрерывной переменной работы. При использовании методов непрерывной и повторной работы для достижения стационарного уровня потребления кислорода, общая продолжительность отдельного упражнения составляла не менее 3 мин. Расчет интенсивности комплекса аэробных упражнений проводился с помощью методики Каггопеп позволяющей выражать нагрузку в % от величины максимального пульсового резерва (МПР) с учетом возраста и подготовленности занимающихся. Посредством хронометрирования определялось время, затраченное на нагрузки в соответствующей зоне относительной мощности. Общая длительность эксперимента составила 36 недель. В начале и в конце педагогического эксперимента проводилось изучение ФС детей опытных групп.

При составлении программы педагогического эксперимента учитывались: годовая динамика физических качеств; особенности физической подготовленности детей; оптимальная продолжительность упражнений при однократном выполнении; время повышения и сохранения достигнутого уровня развития физических качеств; количество повторений упражнений в занятии при развитии отдельных физических качеств; прохождение определенного раздела учебной программы.

Статистическую обработку данных проводили с использованием пакета статистических программ. Значимость различий определялась посредством применения параметрических и непараметрических критериев достоверности оценок.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Во всех экспериментальных группах систематические занятия физическими упражнениями аэробной направленности обеспечили у детей 8-10 лет улучшение показателей ФС в условиях тестовой стресс-нагрузки по сравнению с исходным уровнем.

Так, в ЭГ1 программа занятий аэробной направленности с использованием физических упражнений преимущественно в зоне умеренной мощности при тестовой стресс-нагрузке обеспечила статистически значимое (р<0,05-0,001) снижение ЧСС, ДП, SI, ИТ и увеличение RRNN, Мо, MxDMn, А и 0 (табл. 2). По сравнению с КГ различия (р<0,05-0,01) выявлены в отношение А, ЧСС, СД, Мо, ИТ (см. табл. 2).

В ЭГ II программа занятий преимущественно аэробной направленности в режиме переменной мощности обеспечила существенное снижение при тестовой нагрузке ЧСС, АМо, ДП и увеличение RRNN, Мо, MxDMn, SDNN, А и Q, ИТ. По сравнению с КГ различия выявлены в отношение ЧСС, СД, ДП и ИТ (см. табл. 2).

Таблица 2

Изменения (М±т) показателей функционального состояния (ФС) у детей при стрессовой нагрузке под влиянием аэробных упражнений

Показатель Приросты показателей ФС

ЭГ1 ЭГ11 ЭГШ КГ

А, знаков 29 1±5 3***ЛЛ 27,6±5,7*** 19 5±4 9*** 9,9±4,4

Q, отн.ед. 2,42±0,64*** 3,02±0,83*** 2,26±0,93* 1,35±0,95

ЧСС, уд/мин -4 3±1 2***л -5 8±1 2***лл -4 б±1 4**лл -1,0±0,9

СД, мм.рт.ст. -1,6±1,4Л -1,9±1,3Л -1,2±1,1Л 2,8±1,3*

ДД, мм.рт.ст. 2,3±1,6 0,8±1,5 1,9±1,7 3,3±1,6*

ДП, отн.ед. -6,2±2,2* -7,1±2,0**л -5,7±2,3* -1,4±1,9

RRNN, мс 6,7±2,3** 5,1±2,0* 4,4±2,1* 1,0±2,1

Мо, мс 8,4±2,1***л 7,8±2,3** 6,2±2,2** 2,1±2,0

АМо, мс -2,8±1,8 -4,5±2,0* -3,9±1,7* -0,4±1,6

MxDMn, мс 41,9±15,3** 40,4±14,6** 52,6±16,0** 14,8±12,2

SDNN, мс 2,3±1,2 3,6±1,1** 2,8±1,4 1,2±1,2

SI, отн.ед. -46,9±19,7* -28,3±21,7 -34,8±18,2 4,2±22,5

ИТ, % -4,8±1,9*л -3,3±1,5*л -2,5±1,7 1,4±1,6

Примечание. *, **, *** - достоверность прироста при p < 0.05, 0.01, 0.001 соответственно;

Л, лл. - значимые различия между ЭГ и КГ при p < 0.05, 0.01 соответственно.

Программа занятий в ЭГ III, реализуемая преимущественно на основе использования работы в зоне большой мощности, также способствовала достоверному уменьшению в условиях тестовой нагрузки ЧСС, АМо, ДП и увеличение ИЛМЫ, Мо, MxDMn, А и Q по сравнению исходным уровнем. По сравнению с КГ различия выявлены в отношение ЧСС и СД (см. табл. 2).

Сравнительный анализ сдвигов изучаемых показателей не выявил статистически значимых различий между детьми экспериментальных групп. Вместе с тем, наши исследования показали, что аэробная тренировка с равномерным режимом работы в зоне умеренной мощности оказалась наиболее эффективной для улучшения ФС детей 8-10 лет в условиях стрессовой нагрузки. Наиболее заметно преимущества данного режима аэробной работы по сравнению с контрольной группой проявляются в отношении частоты сердечных сокращений, систолического давления крови, показателя двойного произведения и индекса тревожности.

Полученные результаты согласуются с данными литературы. Так, в ряде работ отмечается, что при использовании физических нагрузок преимущественно аэробного характера происходят существенные изменения ФС в стрессорных условиях [15, 10, 4, 14]. Установлено, что аэробные нагрузки оказывают выраженное воздействие как на физиологические [13, 6], так и психологические [12, 17, 4] показатели ФС детей. Улуч-

шение ФС под влиянием нагрузок аэробной направленности проявляется, прежде всего, в повышении экономичности функционирования систем вегетативного обеспечения деятельности [7, 11]. Различия в «тренировочном» эффекте, определяемые режимом выполняемой аэробной работы, позволяют считать, что в условиях равномерной физической нагрузки умеренной мощности, наблюдается наиболее выраженное улучшение ФС детей 8-10 лет при напряженной деятельности.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Изучение долговременных эффектов влияния физических упражнений на функциональное состояние организма показало, что систематическое использование нагрузок аэробной направленности в занятиях по физическому воспитанию с детьми 8-10 лет способствует оптимизации сдвигов ряда физиологических и психологических показателей в условиях нервно-психического напряжения. Анализ эффективности различных режимов аэробной работы позволил выявить преимущества экспериментальных занятий, основанных на преобладании равномерных нагрузок умеренной мощности. Это свидетельствуют о целесообразности использования данного режима аэробной работы для повышения стрессоустойчивости детей в школе. Работа поддержана РГНФ (грант №15-06-10156а).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

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

2. Гринберг, Дж. Управление стрессом. - СПб.: Питер, 2002. - 496 с.

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

4. Криволапчук И.А. Функциональное состояние детей 9-10 лет при напряженной информационной нагрузке и физическая работоспособность // Физиология человека. - 2009.- Т. 35, № 6. - С. 111-121.

5. Криволапчук И.А., Чернова М.Б Разработка модели тестовых нагрузок для изучения стрессовой реактивности подростков // Новые исследования. - 2010. - № 3 (24). - С. 25-37.

6. Криволапчук И.А. Реализация напряженной информационной нагрузки и аэробные возможности детей и подростков 5-14 лет // Физическая культура: воспитание, образование, тренировка. - 2008. - № 3. - С. 40-43.

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

8. Прихожан А.М. Тревожность у детей и подростков: психологическая природа и возрастная динамика. - М.: Московский психолого-социальный институт; Воронеж: Изд-во НПО «МОДЭК», 2000. - 304 с.

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

10. Alderman, B.L., Arent, S.M., Landers, D.M., Rogers, T.J. Aerobic exercise intensity and time of stressor administration influence cardiovascular responses to psychological stress // Psychophysiology. - 2007. - Vol. 44, № 5. - P. 759-766.

11. Crews, D., Landers, D. A meta-analytic review of aerobic fitness and reactivity to psychosocial stressors // Med. Sci. Sports Exerc. - 1987. - Vol. 19, № 5. - P. 114120.

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

13. Forcier, K., Stroud, L.R., Papandonatos, G.D. et al. Links between physical fitness and cardiovascular reactivity and recovery to psychological stressors: A metaanalysis // Health Psychol. - 2006. - Vol. 25, № 6. - P. 723-739.

14. 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). - P. 173-185.

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

16. Spalding, T.W., Jeffers, L.S., Porges, S.W., Hatfield, B.D. Vagal and cardiac reactivity to psychological stressors in trained and untrained men // Med. Sci. Sports Exerc. - 2000. - Vol. 32, № 3. - P. 581-591.

17. Wipfli, B.M., Rethorst, C.D., Landers, D.M. The anxiolytic effects of exercise: a meta-analysis of randomized trials and dose-response analysis // J Sport Exerc Psychol. - 2008. - Vol. 30, № 4. - P. 392-410.