Влияние двигательной активности на динамику психофизиологических показателей учащихся 5-х классов

УДК 612.015.3-612.018

ВЛИЯНИЕ ДВИГАТЕЛЬНОЙ АКТИВНОСТИ НА ДИНАМИКУ ПСИХОФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ УЧАЩИХСЯ 5-х КЛАССОВ

О.А. Новосёлова

Уральский государственный университет физической культуры, г. Челябинск

Изучались и анализировались показатели системы «перекисное окисление липидов - антиоксидантная защита», симпатоадреналовой системы, регуляции сердечной деятельности и данные психологического обследования у учащихся 5-х классов общеобразовательных школ г. Челябинска, имеющих различный уровень двигательной активности, с целью выявления возможной взаимосвязи между этими показателями и уровнем двигательной активности школьников.

Ключевые слова: учащиеся 5-го класса, перекисное окисление липидов, антиоксидантная активность, симпатоадреналовая система, адреналин, норадрена-лин, анализ сердечного ритма, вегетативная нервная система, внимание, адаптация.

Литературные данные и результаты собственных исследований подтверждают, что в процессе школьного обучения продолжается формирование здоровья ребенка. Уже при поступлении в школу примерно у 85 % первоклассников имеются какие-либо заболевания различной степени тяжести. Со 2-го по 4-й класс показатели здоровья у большинства детей стабилизируются с некоторыми улучшениями [9]. Характерно, что в эти годы большинство детей начинают посещать различные спортивные секции.

Ситуация снова ухудшается при переходе детей в основную школу (в 5-й класс): увеличивается количество уроков в расписании, появляются новые учебные дисциплины, усложняются задания и переформировываются коллективы классов. Кроме того, у некоторых детей начинается пубертатная перестройка организма. Все эти причины вызывают определенное напряжение механизмов адаптации. Ухудшение состояния здоровья сопровождается переводом детей II группы здоровья в Ш-1У группы, здоровыми в 5-м классе признаются всего 12-16 % учащихся [8].

Наиболее значимыми факторами адаптации ребенка к обучению являются его здоровье, физическое развитие и подготовленность [1, 5]. Регуляция и пуск физиологических реакций в процессе адаптации происходят на нескольких основных уровнях: психическом, двигательно-поведенче-

ском, вегетативном и биохимическом - согласно теории функциональных систем П.К. Анохина [1]. По нашему мнению, для диагностики состояния здоровья и в качестве маркеров стресса можно рассматривать параметры следующих систем: «пе-рекисное окисление липидов - антиоксидантная

защита» (ПОЛ - АОЗ), симпатоадреналовой системы (САС), вегетативной нервной системы (ВНС).

Методы и организация исследования. Тестирование учащихся проводилось в октябре (I этап) и мае (II этап). В обследовании приняли участие ученики 5-х (5) классов г. Челябинска с разным уровнем двигательной активности, в количестве 207 человек. Учащиеся школы № 23 (группа контроля Г45, п = 100) в полном объеме осваивали материал комплексной программы физического воспитания. В общеобразовательной школе при музыкальном институте (Г55, п = 36) некоторые разделы программы (например, лыжная подготовка, баскетбол) в зависимости от избранной музыкальной специализации ребенка частично или полностью заменялись гимнастическими упражнениями. Интенсивность двигательной активности у второй группы контроля (Г55) несколько ниже, чем в других школах. В школе № 63 (Г65, п = 71) занимались физкультурой по экспериментальной методике, учитывая возрастные и индивидуальные особенности детей.

Определение продуктов ПОЛ в слюне проводили спектрофотометрическим методом [12]. Отдельно, в изопропанольной фазе экстракта, оценивали интенсивность индуцированного ПОЛ (АОА1 и АОА2) [6]. Активность симпатоадреналовой системы оценивали по уровню экскреции катехоламинов с мочой флюориметрическим методом по

Э.Ш. Матлиной в порционной моче, при этом фиксировали количество мочи и время, за которое она собрана [7]. Моча и слюна для анализа собирались в утренние часы. Исследование вегетативной регуляции сердечного ритма у школьников проводилось методом вариационной пульсометрии

Интегративная физиология

по Р.М. Баевскому [2]. Анализ сердечного ритма сопровождался статистической обработкой динамического ряда из 100 последовательных кардиоциклов [2, 3]. Дополнительно вычислялся вегетативный индекс Кердо (ВИК), для определения которого использовались показатели ЧСС и АДД [4].

Уровень развития внимания исследовали с помощью корректурных проб, полученные результаты анализировали по методике Р.С. Немова [10]. Определение уровня реактивной и личностной тревожности - по методике Спилбергера-Хани-на [10].

Результаты исследования. На I этапе обследования выявлено, что по большинству сравниваемых показателей: морфометрических, уровню физической подготовленности, распределению на группы здоровья, количеству изопропанолраство-римых продуктов перекисного окисления липидов (ИРП ПОЛ), уровню антиокислительной активности слюны, экскреции катехоламинов с мочой, характеристикам сердечного ритма, результатам психологического тестирования - между учащимися 5-х классов разных школ г. Челябинска достоверных различий не выявлено (р > 0,05).

На II этапе обследования в Г45 и Г65 отмечено достоверное снижение содержания всех изопропа-нолрастворимых липопероксидов, что может свидетельствовать о формировании у пятиклассников адаптационных изменений как к учебной, так и к физической нагрузке. В Г55 количество первичных изопропанолрастворимых продуктов на II этапе незначительно увеличилось, а вторичных - снизилось, оставаясь практически неизменным по сравнению с I этапом исследования. Содержание в слюне конечных полярных продуктов на II этапе уменьшалось в Г45 на 5,5 % и в Г65 на 22,8 % (р < 0,05), а в Г55 увеличилось на 42,8 %, значительно превысив этот показатель в Г45 и Г65 (р < 0,01).

На II этапе исследования уровень АОА1 повысился в Г45 на 35,5 %, в Г65 на 80,6 %, а Г55 уровень АОА1 оказался на 3,7 % ниже исходного уровня. По сравнению с I этапом в конце учебного года произошло увеличение АОА2 во всех группах, но по сравнению с исходным уровнем эта тенденция достигала статистической достоверности только в Г45 (на 58 %) и Г65 (на 80,7 %) (р < 0,05).

По показателям экскреции катехоламинов в процессе исследования учащихся 5-х классов обследуемых школ наблюдались разнонаправленные изменения. На II этапе у пятиклассников Г45 и Г65 мы наблюдали незначительное снижение экскреции катехоламинов (см. таблицу). В Г55 количество норадреналина (НА) в исследуемой моче незначительно уменьшалось, а содержание адреналина (А) увеличилось (на 16,3 %). Отношение НА/А понизилось в контрольных группах, а в Г65 - немного возросло (р > 0,05). На этом этапе мы можем говорить о значимой разнице в экскреции А между Г65 и Г55 (р < 0,05). Между показателями

экскреции катехоламинов в Г45 и Г65, а также между обеими контрольными группами достоверных различий не выявлено (р > 0,05).

В течение учебного года у пятиклассников разных школ произошли разнонаправленные изменения показателей сердечного ритма. У детей, занимающихся по экспериментальной программе (Г65), незначительно увеличились: вариационный размах - на 10,2 %, М и Мо - на 3 % (р > 0,05) и уменьшились: АМо - на 15 %, индекс напряжения -на 20,8 %, АМо/ДХ - на 22 % и ВИК - на 13,5 %. Такая динамика указывает на уменьшение централизации управления сердечным ритмом, усиление влияния автономного контура регуляции, т. е. на уменьшение напряжения регуляторных механизмов [1, 5, 11]. В Г45 наблюдаемые в течение учебного года изменения сердечного ритма были однона-правлены с показателями, полученными в группе Г65, но не достигли достоверного уровня (р > 0,05).

В Г55 динамика изменений была другой: снизились Мо - на 5 %, ДХ - на 9,6 %, а ИН вырос на 19 % (р < 0,05).

Кроме этого, мы обнаружили несоответствия в направленности изменений показателей вариационной пульсометрии между мальчиками и девочками, но различия не достигали статистической значимости, поэтому в таблице приведены общегрупповые данные. К окончанию 5-го класса у девочек во всех нами обследованных группах выявлено незначительное уменьшение средних значений М и Мо (р > 0,05). При этом у девочек обеих контрольных групп произошло также увеличение АМо, ИН и ВИК (р > 0,05).

Положительные значения вегетативного индекса Кердо сохранялись у всех пятиклассников на всех этапах обследования. Но при этом у всех групп мальчиков и у девочек Г65 показатели ВИК незначительно понизились, тогда как у девочек контрольных групп они возросли (р > 0,05).

В начале учебного года в группах Г45 и Г65 объем, продуктивность и устойчивость внимания расценивались как низкие и только у пятиклассни-ков-музыкантов показатели внимания находились на среднем уровне (р < 0,05), вероятно, это связано со спецификой их деятельности. К концу учебного года во всех группах выявлено достоверное повышение уровня всех характеристик внимания по сравнению с исходным тестированием. Результаты итогового тестирования в Г65 значительно выше, чем в других группах (р < 0,05).

На I этапе обследования в группе Г65 наблюдались самые высокие показатели уровня как личностной (ЛТ) - 44,2 (р > 0,05), так и реактивной тревожности (РТ) - 46,7 (р < 0,05), вероятно, это связано с поступлением в новую школу, тогда как большинство детей в Г45 и Г65 обучались совместно в начальной школе. На II этапе ситуация меняется: уровни ЛТ и РТ возросли в группе Г45 (до 45,1 и 47,1 соответственно) (р < 0,05) и понизились

Серия «Образование, здравоохранение, физическая культура», выпуск 32

Изменения содержания продуктов ПОЛ, катехоламинов, уровня АОА и показателей вариационной пульсометрии учащихся 1-х классов в течение учебного года

Г руппы учащихся Г45

Этапы исследования I этап II этап I этап II этап I этап II этап

Содержание молекулярных продуктов ПОЛ в слюне

ИРПП ПОЛ е232/е220 1,131 ±0,091 0,736 ±0,081* 0,904 ±0,018 0,999 ± 0,073 1,135 ±0,142 0,711 ±0,084*

ИРВП ПОЛ Г-2-х К 2: і * 1,221 ±0,086 0,726 ±0,016* 1,204 ±0,231 1,09 ±0,082 1,217 ± 0,114 0,557 ±0,047**

ИРКП ПОЛ Е400/Е220 0,055 ± 0,002 0,052 ± 0,008 0,063 ± 0,004 0,091 ±0,012* 0,066 ± 0,003 0,051 ±0,005*

Уровень аскорбат индуцированного ПОЛ (%) в слюне

АОА1 216,18 ±8,42 293,03 ± 16,64* 235,24 ±6,33 226,49 ± 10,74 223,04 ±21,49 402,84 ± 32,57**

АОА2 176,83 ± 11,09 279,51 ±9,61** 193,16 ±7,35 213,49 ±30,72 164,57 ±7,77 297,25 ± 5,47**

Экскреция катехоламинов с мочой

А (нг/мин) 5,1 ± 0,37 5,0 ±0,27 4,9 ±0,53 5,7 ±0,41* 5,2 ± 0,25 4,6 ±0,29

НА (нг/мин) 9,9 ± 1,05 9,0 ±0,49 9,8 ±0,79 9,7 ±0,92 9,8 ±0,58 8,9 ±0,87*

НА/А 1,94 ±0,32 1,80 ±0,08 2,00 ±0,07 1,70 ±0,30 1,88 ±0,11 1,93 ±0,15

Показатели вариационной пульсометрии

М (мс) 0,743 ± 0,083 0,750 ± 0,054 0,722 ±0,071 0,712 ±0,065 0,736 ± 0,071 0,743 ± 0,064*

Мо (мс) 0,728 ±0, 113 0,721 ±0,087 0,717 ±0,082 0,699 ± 0,054 0,730 ± 0,066 0,733 ± 0,059

АМо (%) 39,92 ± 2,522 40,04 ±3,576 37,0 ±3,137 38,91 ±4,111 41,05 ±4,022 35,32 ± 3,23

АХ 0,32 ± 0,040 0,31 ±0,029 0,31 ±0,026 0,34 ± 0,030 0,30 ±0,018 0,33 ±0,021

ИН (уел. ед.) 92,45 ±8,431 96,62 ± 9,564 88,45 ± 10,012 105,41 ±9,242* 99,31 ±9,633 78,54 ±6,741*

АМо/АХ 125,13 ±9,311 126,25 ± 7,362 122,60 ± 12,326 114,42 ± 11,325 135,9 ± 12,026 105,86 ± 7,956*

ВИК (уел. ед.) 27,0 ± 2,444 26,51 ± 1,326 27,73 ±3,121 29,90 ± 2,636 27,62 ± 2,005 23,94 ±2,116

Примечание: содержание первичных, вторичных и конечных продуктов ПОЛ выражали в единицах индекса окисления (отношение оптических плотностей гептановой и изопропанольной фаз липидного экстракта слюны). * - р < 0,05; ** - р < 0,01 - достоверность различий между I и II этапами исследования.

Новосёлова О.А. Влияние двигательной активности на динамику

психофизиологических показателей учащихся 5-х классов

Интегративная физиология

в группах, где уровень двигательной активности был более высоким, при этом в Г65 изменения ЛТ (на 24,8 %) и РТ (на 37,5 %) признаны статистически достоверными (р < 0,05).

Исследование показало, что начало обучения в 5-м классе сопровождалось у детей повышением содержания изопропанолрастворимых продуктов ПОЛ в слюне и катехоламинов в моче на фоне снижения уровня АОА. При этом показатели экскреции катехоламинов у пятиклассников были выше по сравнению с учащимися 1-х классов [9]. Это подтверждает факт возрастания активности САС по мере приближения к пубертатному периоду.

У пятиклассников, имеющих меньшую двигательную активность, в течение всего учебного года удерживались высокими содержание липоперок-сидов и экскреция катехоламинов. У детей, получавших достаточную физическую нагрузку, содержание ИРП ПОЛ и экскреция катехоламинов несколько снижались, что может свидетельствовать об умеренной активности САС [1, 6].

У девочек 5-х классов выше уровень симпатических влияний и центральной регуляции хро-нотропной функции сердца, чем у мальчиков этого возраста (р > 0,05). По-видимому, это связано с особенностями начала полового созревания.

Анализ корректурных проб и психологического тестирования выявил, что в Г65, относительно I этапа исследования и при сравнении с контрольными группами на II этапе, достигнуто значительное повышение уровня внимания и снижение личностной и реактивной тревожности, вероятно, этому способствовало применение средств экспериментальной программы физической культуры.

Анализ корреляционных взаимосвязей показал, что у учащихся 5-х классов наиболее информативными для оценки адаптации к школьному обучению являются показатели содержания первичных и вторичных ИРП ПОЛ, уровня АОА1, а также развития внимания, личностной и реактивной тревожности. Из показателей физической подготовленности наиболее информативными оказались показатели уровня развития выносливости и координационных способностей детей 11-12 лет. Эти сведения подтверждают необходимость продуманного построения процесса физического воспитания, способствующего снижению действия повреждающих стресс-факторов и укреплению здоровья детей.

Выводы

1. Если уроки физкультуры обеспечивали пятиклассникам тренирующий эффект (Г65), то число детей, отнесенных к I группе здоровья и основной медицинской группе, повышалось, а количество детей, нуждающихся в ограничении физической нагрузки, напротив, уменьшилось.

2. Повышение уровня АОА, наряду с более низким содержанием изопропанолрастворимых

продуктов ПОЛ, у пятиклассников, занимающихся физической культурой по экспериментальной программе, по-видимому, является показателем успешной адаптации к школьным нагрузкам.

3. Развитие тренированности у детей экспериментальной группы сопровождалось экономизацией функционирования симпатоадреналовой системы, что проявилось в снижении экскреции катехоламинов в покое по сравнению с группами Г45 и Г55, где уровень физической активности учащихся был значительно ниже.

4. У детей, обеспеченных более высоким уровнем двигательной активности (Г65), как у мальчиков, так и у девочек, структура сердечного ритма в покое меняется, отражая снижение симпатических и усиление парасимпатических влияний на сердце.

5. Гендерные различия заключаются в более благоприятном функциональном состоянии сердца у мальчиков, чем у девочек. Они не велики и проявляются только в разной степени напряжения систем регуляции.

6. Выявлено, что при недостатке физической активности (Г55) в течение всего учебного года сохраняются признаки стрессированности учащихся, формируется склонность воспринимать множество ситуаций как угрожающие и реагировать на эти ситуации повышением ситуативной и личностной тревожности.

Литература

1. Адаптация организма учащихся к учебной и физической нагрузкам / под ред. А.Г. Хрипко-вой, М.В. Антроповой. - М.: Педагогика, 1982. -222 с.

2. Баевский, Р.М. Прогнозирование состояния на гране нормы и патологии / Р.М. Баевский. - М.: Медицина, 1979. - 295 с.

3. Баевский, Р.М. Возрастные особенности сердечного ритма у лиц с различной степенью адаптации к условиям окружающей среды / Р.М. Баевский, А.П. Берсенева, Ж.В. Бареукова // Физиология человека. - 1985. - Т. 11, № 2. - С. 208-212.

4. Вейн, А.М. Вегетативные расстройства: клиника, лечение, диагностика / А.М. Вейн. - М.: Мед. информ. агентство, 1998. - 752 с.

5. Гринене, Э. Особенности сердечного ритма у школьников / Э. Гринене, В.Ю. Вайткявичус // Физиология человека. - 1990. - Т. 16, № 7. - С. 88-93.

6. Львовская, Е.И. Перекисное окисление липидов в норме и особенности протекания ПОЛ при физических нагрузках / Е.И. Львовская, Н.М. Григорьева. - Челябинск: УралГУФК, 2005. -88 с.

7. Матлина, Э.Ш. Методы исследования некоторых гормонов и медиаторов / Э.Ш. Матлина, З.М. Киселева, И.Э. Софиева. - М.: Медицина, 1965. - 367 с.

8. Новоселова, О.А. Оценка показателей

Новосёлова О.А.

Влияние двигательной активности на динамику психофизиологических показателей учащихся 5-х классов

уровня здоровья учащихся за период обучения в общеобразовательной школе / О.А. Новоселова, Е. И. Львовская // Спортивная медицина. - Киев, 2010. - № 3. - С. 44-47.

9. Новоселова, О.А. Динамика физического и психического состояния детей 7-8 лет, с разным уровнем двигательной активности в процессе адаптации к учебной деятельности / О.А. Новоселова, Е.И. Львовская // Вестник ЮУрГУ. Серия «Образование, здравоохранение, физическая культура». - 2011. - Вып. 29. - № 39 (256). - С. 37-40.

10. Психология: учеб. для студентов высш. пед. учеб. заведений: в 3 кн. / под ред. Р. С Немо-

ва. - М.: Просвещение: ВЛАДОС, 1995. - Кн. 3. -512 с.

11. Ситдиков, Ф.Г. Функциональное состояние симпато-адреналовой системы и особенности вегетативной регуляции сердечного ритма у младших школьников / Ф.Г. Ситдиков, М. В. Шай-хелисманова, А.А. Ситдикова // Физиология человека. - 2006. - Т. 32, № 6. - С. 22-27.

12. Экспериментальное моделирование и лабораторная оценка адаптивных реакций организма / И.А. Волчегорский, И.И. Долгушин, О.Л. Колесников, В.Э. Цейликман. - Челябинск: ЧелГМА, 2000. -167 с.

Поступила в редакцию 11 апреля 2012 г