Структура физического состояния детей 5-6 лет и факторы её определяющие

СТРУКТУРА ФИЗИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ДЕТЕЙ 5-6 ЛЕТ И ФАКТОРЫ ЕЁ ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ

А.А. Герасимова, М.Б. Чернова1, М.М. Герасимов ФГБНУ «Институт возрастной физиологии Российской академии образования», Россия, Москва

Установлено, что у здоровых детей 5-6 лет факторами, определяющими их физическое состояние, являются: вегетативная регуляция физиологических функций; гемодинамическое обеспечение активного бодрствования; аэробная производительность организма; анаэробная производительность организма; физическое развитие. Наличие значимой взаимосвязи показателей физической работоспособности с такими аспектами физического состояния как вегетативная регуляция физиологических функций и гемодинамическое обеспечение, дает основание полагать, что с помощью адекватных программ занятий физическими упражнениями аэробного и анаэробного характера можно оказывать целенаправленное воздействие на физическое состояние детей и профилактику заболеваний сердечно-сосудистой системы.

Ключевые слова: факторный анализ, физическое состояние, аэробные и анаэробные возможности организма, информативные показатели.

Factors determining physical state In 5-6-year-old children. There were revealed factors determining the physical state in healthy 5-6-year-old children. They are: vegetative regulation ofphysiological functions; hemodynamic supply of active wakefulness; aerobic organism 's productivity; physical development. The significant i n-terrelation ofphysical working capability with vegetative regulation of physiological functions and hemodynamic supply leads to the conclusion that adequate aerobic and anaerobic programmes, aimed at physical development, may influence children's physical state and prevent cardiovascular problems.

Key words: factorial analyses, physical state, organism aerobic and anaerobic capability, informative indices.

Разработка эффективных профилактических мероприятий, направленных на сохранение и укрепление здоровья детей дошкольного возраста, требует комплексного изучения особенностей их физического состояния [19, 20, 15]. Сегодня существуют два различных подхода к оценке физического состояния детей. Одни авторы отождествляют физическое состояние с отдельными физиологическими параметрами, характеризующими главным образом аэробную производительность организма [10, 1], другие, напротив, полагают, что физическое состояние определяется не одним, а совокупностью взаимосвязанных показателей. К таким признакам в первую очередь относят: физическую работоспособность и двигательную подготовленность, функциональные возможности органов и физиологических систем организма, физическое развитие, а также пол и возраст занимающихся [9, 19, 20, 11, 3]. Имеется большое количество работ, в которых представ-

Контакты: 1 Чернова М.Б. - E-mail: <mashacernova@mail.ru>

лены результаты исследований отдельных аспектов здоровья, морфофункцио-нального развития, физической работоспособности и двигательной подготовленности дошкольников. Вместе с тем известно, что не все показатели имеют одинаковую значимость для оценки физического состояния детей. В связи с этим возникает задача поиска наиболее важных и информативных параметров, способных его охарактеризовать.

Цель исследования - изучить структуру физического состояния детей и выявить наиболее информативные показатели его оценки.

ОРГАНИЗАЦИЯ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

В исследовании приняли участие практически здоровые дети 5-6 лет. Средний возраст мальчиков (n=134) составил 5,5±0,04 года, а девочек (n=121) -5,6±0,04 года.

Для оценки состояния механизмов регуляции физиологических функций использовали математический анализ сердечного ритма [2]. В условиях покоя записывали более 500 кардиоинтервалов. Перед началом записи сердечного ритма ребенок в течение 5-10 минут находился в покое в положении лежа. Исследование проводилось при комфортной температуре окружающей среды не ранее, чем через 2 часа после еды и любых стрессорных воздействий. Обработка кардиоинтер-валограмм и анализ вариабельности сердечного ритма проводились с помощью аппарата «Варикард 2.5.1». 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).

Систолическое (СД) и диастолическое (ДД) артериальное давление крови регистрировали с помощью откалиброванного стандартного анероидного сфиг-моманометра. Использовали соответствующую возрасту детскую манжетку. На основании этих измерений по общепринятым формулам рассчитывали среднее давление (САД), двойное произведение (ДП), вегетативный индекс Кердо (ВИК), индекс Мызникова (ИМ).

Для описания физической работоспособности использовали показатели, позволяющие оценить функциональные возможности системы энергетического обеспечения мышечной деятельности: максимальное потребление кислорода (МПК) по Добельну; величину мощности нагрузки при пульсе 170 уд/мин PWCi70; ватт-пульс (ВтП); максимальную анаэробную мощность (МАМ) по Margaria; индекс накопления пульсового долга (ИНПД) [5, 6]. Показатель ИНПД определяли после выполнения работы максимальной (ИНПДМАХ), субмаксимальной (ИНПДсМ) и большой (ИНПДБМ) мощности.

Физическая подготовленность определялась по общепринятой методике. В программу ее изучения входили: бег 6 мин; прыжок в длину с места; челночный бег 3х9 м; бег 20 м; поднимание туловища из положения «лежа на спине» за 1 мин; наклон вперед; становая динамометрия (МС). На основании результатов выполнения отдельных двигательных тестов рассчитывали общую оценку физической подготовленности (ОФП).

Показатели длины и массы тела измерялись с помощью стандартных ростомера и весов. На основании этих измерений рассчитывался индекс массы тела (ИМТ).

Полученный фактический материал обработан общепринятыми методами статистического анализа с применением ЭВМ. Для выявления структуры физического состояния детей применяли факторный анализ [4].

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Для решения вопроса о ведущих факторах, определяющих структуру физического состояния детей, и отбора наиболее информативных критериев его оценки, использовался факторный анализ (табл. 1). В результате расчетов была получена пятифакторная структура, объясняющая более 62 % дисперсии исходных данных.

Фактор I (23 % общей дисперсии выборки) включал 10 показателей, характеризующих симпатическую и парасимпатическую регуляцию функций. С положительными весовыми коэффициентами в него вошли ЧСС, АМо, SI, ДП, ВИК, ИМ, а с отрицательными - Мо, SDNN, RRNN, MxDMn, PWC170 (относительный показатель). Наиболее сильную статистическую взаимосвязь с данным фактором имели Мо (r= - 0,97), RRNN (r= - 0,86), ЧСС (r= - 0,83), MxDMn (r= - 0,78). Данный фактор рассматривается нами как вегетативная регуляция физиологических функций.

Фактор II (14,0 % дисперсии) объединил 10 показателей центральной гемодинамики, вегетативного баланса и физической работоспособности (см. табл.). Обнаружена статистически значимая отрицательная взаимосвязь с данным фактором показателей СД, ДД, САД, ДП, ЧСС, масса тела и положительная - ВИК, ИМ. В состав этого фактора с отрицательными весами также вошли абсолютные значения ВтП и PWC170. Наибольшие весовые нагрузки по данному фактору имели ДД (r= -0,89), САД (r= -0,84), СД (r= -0,78), ИМ (r= 0,65). Состав переменных, коррелирующих с данным фактором, позволяет идентифицировать его как ге-модинамическое обеспечение активного бодрствования.

Фактор III (11 % дисперсии) объединил 9 показателей, характеризующих физическую работоспособность и двигательную подготовленность (см. табл.). Основу структуры этого фактора составляют его тесные связи с абсолютными и относительными величинами МПК, PWC170, ВтП, а также с результатами шестиминутного бега, ОФП, становой силой и массой тела. Максимальными значениями факторных коэффициентов отличались PWC170 (относительный показатель; r= 0,87), ВтП (абсолютный показатель; r= 0,86), МПК (относительный показатель; r= 0,82). Этот фактор ассоциируется с аэробными возможностями организма и связанными с ними двигательными способностями.

Фактор IV (8 % дисперсии) включал в свой состав 9 показателей (см. табл.). В него вошли также индикаторы физической работоспособности и двигательной подготовленности. С данным фактором коррелировали величины ОФП, ИНПДСМ, ИНПДбМ, ИНПДмах, МАМ, результаты выполнения прыжка в длину, поднимания туловища, бега на 20 м, становой динамометрии, шестиминутного бега. Наибольшие весовые нагрузки по данному фактору имели ОФП (r= 0,81),

прыжок в длину (г= 0,76), ИНПДмдХ (г= -0,75). Этот фактор ассоциируется с анаэробными возможностями организма и связанными с ними двигательными способностями.

Таблица 1

Факторная структура физического состояния 5-6 лет

Фактор Показатель Весовой коэффициент

Вегетативная регуляция физиологических функций ЧСС, уд/мин 0,83

АМо,% 0,75

ДП, отн.ед. 0,65

SI, отн.ед. 0,59

ВИК, отн.ед 0,48

PWCl70, кгм/мин* кг -0,41

SDNN, мс -0,53

МхЭМп, мс -0,78

RRNN, мс -0,86

Мо, мс -0,97

Гемодинамическое обеспечение активного бодрствования ИМ, отн.ед. 0,65

ВИК, отн.ед. 0,53

PWC170, кгм/мин -0,40

Масса тела, кг -0,41

ВтП, кгм/уд -0,44

ДП, отн.ед. -0,45

ЧСС, уд/мин -0,59

СД, мм.рт.ст -0,78

САД, мм.рт.ст -0,84

ДД, мм.рт.ст -0,89

Аэробная производительность организма PWC170, кгм/мин* кг 0,87

ВтП, кгм/уд 0,86

МПК, л/мин*кг 0,82

ВтП, кгм/уд*кг 0,80

PWC170, кгм/мин 0,78

МПК, л/мин 0,71

Бег 6 мин, м 0,63

Прыжок, см 0,46

Масса тела, кг 0,43

Анаэробная производительность организма ОФП, балл 0,81

Прыжок, см 0,76

МАМ, кгм/с 0,73

Поднимание туловища, раз/мин 0,65

МС, кг 0,55

Бег 6 мин, м 0,42

ИНПДбм -0,57

Бег 20 м, с -0,69

ИНПДсм -0,70

ИНПДмах -0,75

Физическое развитие Длина тела, см 0,84

Индекс массы тела, кг/м2 0,81

Масса тела, кг 0,69

МС, кг 0,52

Фактор V (6 % дисперсии) интерпретирован как физическое развитие. Он объединил 4 показателя (см. табл.): длина тела, масса тела, индекс массы тела и МС. Максимальными величинами факторных коэффициентов характеризовались длина тела (г= 0,84) и ИМТ (г= 0,81).

На основе использования аппарата многомерной статистики, выявлены факторы, определяющие структуру физического состояния детей 5 -6 лет: вегетативная регуляция физиологических функций; гемодинамическое обеспечение активного бодрствования; аэробная производительность организма; анаэробная производительность организма; физическое развитие. Материалы исследования согласуются с точкой зрения о том, что не существует одного интегрального параметра, характеризующего физическое состояние человека в целом [12, 19, 20, 11, 3]. Физиологическая интерпретация фактора I, базируется на традиционных представлениях об участии в регуляции функционального состояния организма симпатического и парасимпатического отделов ВНС, подкоркового сердечно-сосудистого центра и более высоких уровней управления физиологическими функциями [2, 13]. Наличие отрицательной и положительной взаимосвязи фактора вегетативной регуляции с показателями активности парасимпатической и симпатической систем, соответственно, хорошо согласуется с концепцией о двухкон-турной модели управления сердечным ритмом [2].

Установлено, что в структуре физического состояния детей 5-6 лет важную роль играют гемодинамические показатели (фактор II). По сравнению с другими параметрами, коррелирующими с фактором II, эта группа физиологических переменных отличается большим факторным весом, превышающим значения всех остальных показателей. Наряду с этим значимые факторные нагрузки гемодина-мические показатели имеют и в факторе I. Это свидетельствует о ключевой роли данных физиологических переменных в структуре физического состояния и их высокой информативности.

Выделение двух независимых факторов, характеризующих аэробные (фактор III) и анаэробные (фактор IV) возможности организма, а также связанные с ними двигательные способности, указывает на значение процессов энергетического обеспечения мышечной деятельности в структуре физического состояния детей. Результаты исследования свидетельствуют о нецелесообразности отождествления физического состояния детей только с наличным уровнем аэробной производительности организма. Большое значение в его формировании имеют и анаэробные возможности. Это согласуется с данными, полученными при исследовании структуры физической работоспособности и двигательной подготовленности детей 5-6 лет [8, 17]. Установлено, что физическую работоспособность дошкольников определяют 5 основных факторов, тесно связанных с аэробными и анаэробными возможностями организма [8].

Результаты факторного анализа свидетельствуют о наличии значимых взаимосвязей между параметрами физических кондиций и показателями вегетативной регуляции физиологических функций и гемодинамики. Важно подчеркнуть, что четыре фактора из пяти включали в свой состав показатели физической работоспособности и двигательной подготовленности. Это показывает, что субъекты с высоким уровнем физических кондиций характеризуются более высоким тонусом парасимпатического отдела ВНС и благоприятной структурой гемодинамики.

Сходные данные получены при исследовании факторной структуры функционального состояния детей предшкольного возраста. Выявлены корреляции ряда показателей физической работоспособности с такими аспектами функционального состояния как продуктивность и эффективность когнитивной деятельности, симпатическая и парасимпатическая регуляция физиологических функций, неспецифическая устойчивость организма к простудным заболеваниям [7].

Следует отметить, что показатели развития двигательных способностей распределились по разным факторам в зависимости от специфики энергообеспечения. Показатели, относящиеся к скоростным, силовым, скоростно-силовым способностям и силовой выносливости, выделились, главным образом, в один фактор с параметрами анаэробной работоспособности, тогда как показатель общей выносливости объединился в общий фактор с параметрами аэробной производительности организма.

Антропометрические параметры, характеризующие физическое развитие детей, также выделились в отдельный фактор. Наряду с этим некоторые из них были представлены и в других факторах, что указывает на более существенную роль последних в структуре физического состояния. Определенный интерес представляют данные о корреляции показателей массы тела и индекса массы тела с показателями аэробной производительности организма и гемодинамики.

Материалы настоящего исследования, свидетельствующие о взаимосвязи ряда показателей физических кондиций детей 5-6 лет с вегетативной регуляцией физиологических функций и гемодинамикой, дают основание считать, что целенаправленные занятия физическими упражнениями аэробного и анаэробного характера могут быть использованы для улучшения физического состояния детей и снижения риска развития заболеваний системы кровообращения, не только в этом возрасте, но и в последующие периоды жизни. Такая точка зрения хорошо согласуется с данными научной литературы. В целом ряде работ показано, что у лиц с высоким уровнем физической работоспособности наблюдается сдвиг вегетативного баланса в сторону относительного преобладания активности парасимпатического отдела ВНС в условиях покоя, снижение психофизиологической реактивности и существенное уменьшение риска развития заболеваний сердечнососудистой системы [18, 14, 16, 15, 17].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В процессе исследования установлено, что у здоровых детей 5 -6 лет факторами, определяющими их физическое состояние, являются: вегетативная регуляция физиологических функций; гемодинамическое обеспечение активного бодрствования; аэробная производительность организма; анаэробная производительность организма; физическое развитие. Анализ полученных результатов показал, что большинство показателей, характеризующих физическую работоспособность и двигательную подготовленность, объединились в два независимых фактора, связанных с аэробной и анаэробной производительностью организма. Наличие значимой взаимосвязи показателей физической работоспособности с такими аспектами физического состояния как вегетативная регуляция физиологических функций и гемодинамическое обеспечение, дает основание

полагать, что с помощью адекватных программ занятий физическими упражнениями аэробного и анаэробного характера можно оказывать целенаправленное воздействие на физическое состояние детей и профилактику заболеваний сердечно-сосудистой системы.

Работа поддержана грантом РГНФ (проект № 16-06-00244а).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Апанасенко Г.Л. Диагностика индивидуального здоровья // Валеология,

2003. - № 3. - С. 27-31.

2. Баевский Р.М., Иванов Г.Г., Чирейкин Л.В. и др. Анализ вариабельности сердечного ритма при использовании различных электрокардиографических систем: Методические рекомендации // Вестник аритмологии. - 2001. - № 24. - С. 65-87.

3. Волокитина Т.В., Лукманова Н.Б., Сафонова О.А. Характеристика физического состояния детей 7-9 лет с разным уровнем физической подготовленности (лонгитюдное исследование) // Вестник Северного (Арктического) федерального университета. Серия: Естественные науки. - 2011. - № 1. - С. 38-44.

4. Иберла К. Факторный анализ: Пер. с нем. - М.: Статистика, 1980. -398 с.

5. Карпман В.Л., Белоцерковский З.Б., Гудков И.А. Тестирование в спортивной медицине. - М.: Физкультура и спорт, 1988. - 208 с.

6. Корниенко И.А., Сонькин В.Д., Тамбовцева Р.В. Возрастное развитие энергетики мышечной деятельности: Итоги 30-летнего исследования. Сообщение II. «Зоны мощности и их возрастные изменения» // Физиология человека. - 2006. -Т.32, № 3. - С. 46-54.

7. Криволапчук И.А. Факторная структура функционального состояния детей 5-6 лет // Физиология человека. - 2014. - Т.40, № 5. - С. 48-56.

8. Криволапчук И.А. Энергообеспечение мышечной деятельности детей 5-6 лет и комплексная оценка физической работоспособности // Физиология человека.

- 2009. - T. 35, № 1. - С. 76-87.

9. Круцевич Т.Ю., Петровский В.В. Управление процессом физического воспитания //Теория и методика физического воспитания / Под ред. Т.Ю. Круце-вич. - К.: Олимпийская литература, 2003. - Т.1. - С. 348-412.

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

11. Левушкин С.П., Сонькин В.Д., Проблема оптимизации физического состояния школьников средствами физического воспитания // Физиология человека.

- 2009. - Т. 35, № 1. - С. 67-74.

12. Пирогова Е.А., Иващенко Л.Я., Страпко Н.П. Влияние физических упражнений на здоровье и работоспособность человека. - Киев: Здоровье, 1986. -152 с.

13. Шлык Н.И. Сердечный ритм и центральная гемодинамика при физической активности у детей. - Ижевск, 1991. - 417 с.

14. 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.

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

16. Janssen I, Leblanc A.G. Systematic review of the health benefits of physical activity and fitness in school-aged children and youth // Int J Behav Nutr Phys Act. 2010. 7(40). - P. 1-16.

17. Krivolapchuk I. A. Peculiarities of preschool aged boys' and girls' physical state // Medicina dello Sport. - 2014. - 67(2). - P. 241-250.

18. 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.

19. Physical activity and public health: updated recommendation for adults from the American College of Sports Medicine and the American Heart Association // Med Sci Sports Exerc. - 2007. - V.39. №8. - P. 1423-1434.

20. Physical Activity Guidelines for Americans. - Washington, 2008. - 65 p.