Вплив оздоровчого бігу на фізичний стан учнів середнього шкільного віку

Під час бігу процеси дисиміляції переважають  над процесами асиміляції, але  після фізичного навантаження навпаки - асиміляція переважає над дисиміляцією, що забезпечує не тільки компенсацію витрат енергетичних ресурсів організму, але і їх збільшення в порівнянні з вихідним рівнем [69].

Основою всіх життєвих явищ організму є білки. В організмі постійно відбувається поповнення білка. Весь білок тіла людини поновлюється за 160 днів, а за все життя – близько 200 разів. При заняттях оздоровчим бігом самовідновлення білка проходить інтенсивніше, що покращує діяльність клітин, в яких зосереджені основні процеси білкового обміну [69].

Енергетичні затрати організму  покриваються на 50-60% за рахунок окислення вуглеводів. Під час бігу вуглеводи використовуються як основне джерело енергії. Тому добова потреба у вуглеводах в людей, які займаються оздоровчим бігом збільшується і складає 600-650 г.

Суттєва роль в життєдіяльності  організму належить жирам. При розщепленні жиру звільняється в 2 рази більше енергії, ніж при розщепленні такої ж кількості білків і вуглеводів. Але для окислення жиру потрібно більше кисню. Доступ великої кількості кисню в організм забезпечує тривала м’язова робота помірної інтенсивності, наприклад, повільний біг. Тому заняття оздоровчим бігом сприяють зниженню запасів жиру в організмі [69].

Під впливом  бігу збільшується інтенсивність обмінних процесів. Біг підвищує обмін речовин  на 200-400%. Під час бігу з потом виділяється значна кількість мінеральних речовин, особливо натрію, калію, фосфору. Тому у людей, що займаються оздоровчим бігом, підвищена потреба у цих мінеральних речовинах, які повинні вводитись в організм з їжею [69].

Узагальнюючи вищевикладене  можна зазначити, що бігом, як і ходьбою, можна займатися цілорічно і практично всюди. Це чудовий засіб усунення нервового напруження, підвищення функціональних можливостей серцево-судинної і дихальної систем.

3. Анатомо-фізіологічна характеристика дітей середнього шкільного віку

Підлітковий вік – період бурхливого росту і розвитку організму, період статевого дозрівання. У дівчаток пубертатний період починається  з 10-12 років, у хлопчиків – з 11-14 р. і триває біля двох років. Починається  статеве дозрівання з підвищення активності ЦНС, слід за якою підвищується активність ендокринних залоз. У результаті, зростає кількість гормонів, що виробляються і виділяються в кров цими залозами і спричиняють ознаки і прояви статевого дозрівання [35].

Змінюється  взаємовідношення ендокринних залоз і, перш за все гіпоталамогіпофізарозної системи. Активізуються структури гіпоталамусу, нейросекрети яких стимулюють виділення тропних гормонів гіпофізу. Зокрема, гонадотропні гормони (фолікулостимулюючий і лютеінізуючий) стимулюють секрецію статевих залоз.

У дівчат при достатній  секреції двох гормонів стимулюється виділення естрогену. У хлопчиків  ті ж гормони стимулюють секрецію тестостерону, який сприяє посиленому росту кісток і збільшенню м’язової маси. Внаслідок цього, в пубертатному періоді м’язева маса хлопчиків значно вища, ніж у дівчаток [67].

Естроген  також суттєво впливає на організм: він викликає розширення тазу; розвиток грудних залоз; збільшення відкладень жиру, особливо в ділянці стегон; стимулює ріст кісток, остаточна довжина яких встановлюється через 2-4 роки після досягнення періоду статевого дозрівання. Для дівчаток характерні швидкі темпи росту в перші роки пубертатного періоду. У хлопчиків фаза росту більш тривала [67].

Антропометричні показники  хлопчиків і дівчаток у період статевого дозрівання значно відрізняються. У дівчат вужчі плечі, ширші стегна, менший діаметр грудної клітки, більша концентрація жиру в ділянці стегон і нижньої частини тіла, в той час як у хлопчиків більше жиру міститься в ділянці живота і верхній частині тіла [67].

У цей період маса тіла збільшується на 4-5 кг, ріст - на 4-8 см, окружність грудної клітки - на 2-5 см за рік. Ці зміни  у дівчат починаються приблизно  на 2 роки раніше, ніж у хлопчиків. Відбувається завершення формування кісток, фіксація вигинів хребта, інтенсивний ріст та зрощення кісток тазу [24].

До 11-12 років  хімічний склад кісток дитини вже  наближається до хімічного складу дорослої людини. Надалі завершення окостеніння  веде до поступового припинення росту  тіла в довжину [71].

Маса тіла зростає не тільки внаслідок зміни її довжини, але і в результаті збільшення м’язової маси. При цьому в хлопчиків розвиваються переважно м’язи верхніх і нижніх кінцівок, а у дівчат – тулуба. У хлопчиків збільшується абсолютна і відносна (на 1 кг ваги) сила м’язів. У дівчаток відносна сила зменшується, так як зміни маси тіла є більш значними, ніж сили м’язів. У підлітків зростає сила серцевого м’яза, збільшується ударний об’єм серця, дещо зменшується ЧСС, а розвиток вегетативної нервової системи і регуляторних функцій приводить до зниження частоти дихання [24].

У дітей підліткового віку, зокрема у 12-13-річних, м’язи  становлять 29% всієї маси, а в 14-15-ти річних вже 32-33% маси. Одночасно зі збільшенням  маси зростає і сила м’язів. Але  ріст і сила окремих м’язів проходить з різною швидкістю. На їх розвиток впливають функції, які вони виконують.

У підлітків посилено розвивається грудна клітка і дихальні м’язи. Ростуть  легені, збільшується їх обсяг, життєва  ємність. Частота дихання за хвилину  знижується у 2 рази, тобто підліток дихає вже повільніше і глибше, хоча ритм дихання залишається вищим в порівнянні з дорослими. Остаточно формується тип дихання: у хлопчиків – черевний, у дівчаток – грудний [71].

Паралельно з ростом і розвитком організму збільшується ЖЄЛ і її складові (дихальний об’єм, резервні об’єми вдиху і видиху), а також змінюються співвідношення між ними. Так середня величина ЖЄЛ у 10-12-річних хлопчиків складає 1630-1975мл, а у дівчат – 1460-1905мл [59].

Нерівномірність спостерігається  у рості і розвитку серцево-судинної системи [59]. У 12-15-річного підлітка маса серце в 15 разів більша, ніж у новонародженого, однак сила м’язів серця ще недостатня. Крім того, характерна невідповідність між розмірами серця і просвітом судин, які розвиваються повільніше, ніж серце. Це викликає ускладнення кровообігу, тому у підлітків легко підвищується артеріальний тиск при статичних і динамічних навантаженнях [24]. Спостерігається неритмічне скорочення серця, з’являється систолічний шум, ускладнюється кровопостачання окремих частин тіла та головного мозку. Суттєві зміни в системі крові викликає м’язова діяльність. Для підлітків характерні більш значні, у порівнянні з дорослими, зміни ряду показників крові після м’язової роботи (підвищується кількість лейкоцитів, еритроцитів, тромбоцитів) і довший період відновлення. Крім того, у віці12-14 років відзначається різноспрямованість зсувів окремих показників крові, що пов’язано з перебудовою нейроендокринної регуляції функцій.

Також суттєві вікові розбіжності  ЧСС спостерігаються під час  м’язової  роботи. При однаковому аеробному навантаженні ЧСС з віком зменшується. Одна і та ж робота здійснюється більш економніше завдяки меншій інтенсифікації серцевої діяльності. Наприклад, хлопчики 12-14 років при ЧСС 130 уд/хв. можуть виконувати роботу, яка не перевищує 70Ватт, а 18-річні – 122Ватт [59]. З віком підвищується систолічний об’єм (СО) і серцевий викид. У 7-річних дітей СО крові складає 23 мл, в 13-16-річних – 50-60 мл. Приріст його визначається збільшенням серцевого викиду. В спокої серцевий викид у віці 6-9 років дорівнює 2,6 л/хв., в 10-12 років - до 3,2 л/хв., в 13-16 років - 3,8 л/хв. Однак, при розрахунку на один кілограм маси тіла величина серцевого викиду з віком зменшується. При м’язовій роботі СО і серцевий викид у дітей збільшується менше, ніж у дорослих [59].

З віком також підвищується АТ. Так, в 11 років систолічний тиск (АТ_max) в стані спокою складає 95, а в 15 років – 109 мм рт. ст. Під час фізичних навантажень АТ_max значно менше зростає, ніж у дорослих. В 11-12-років при виконанні вправ максимальної потужності АТ_max збільшується в середньому на 32 мм рт. ст., а в 15-16 років – на 45 мм рт. ст.

Підлітковий організм характеризується меншою аеробною й анаеробною продуктивністю. Це до певної міри лімітує працездатність, особливо у вправах анаеробної потужності. Одним із показників анаеробної продуктивності служить величина максимального кисневого боргу, яка з віком зростає. Так, діти 9-10 років припиняють роботу при навантаженні 8-9,3 кгм/с, коли кисневий борг складає 800-1200мл, підлітки 12-14 років – при навантаженні 12-17 кгм/с і кисневому боргу – 2000-2500 мл, дорослі – при 20-45 кгм/с і 6000 мл відповідно. Ці дані свідчать про меншу пристосованість дітей у порівнянні з дорослими до роботи анаеробного характеру [59].

Ріст живого організму  – це процес інтенсивного синтезу  білків і нуклеїнових кислот. Якщо прийняти інтенсивність білкового  обміну у 20-30-літніх людей за 100%, то у 15-річних, за даними Яковлєва М.М., вона складає 170%, у 12-річних – 180%, у 6-річних – 230% [10].

При виконанні  м’язової роботи вміст цукру в  крові підлітків знижується значно швидше, ніж у дорослих. Це пояснюється  меншими запасами вуглеводів в печінці  та організмі в цілому; використанням їх для потреб енергетичного обміну і в пластичних цілях; меншою економічністю у витратах енергетичних ресурсів організму, а також особливостями регуляції вуглеводного обміну, які виражаються у недостатній мобілізаційній здатності печінки.

Таким чином, підлітковий організм характеризується високою інтенсивністю процесів обміну, перевагою процесів асиміляції над дисиміляцією, що забезпечує ріст і розвиток організму. Це обумовлюється високою інтенсивністю процесів енергетичного обміну в організмі. Крім того, підвищення затрат енергії в організмі підлітків пов’язане з підвищеною РА і більшою, ніж у дорослих, тепловіддачею.

Отже, узагальнюючи вищевикладене, можна зробити висновок, що оптимальним  для тренувальних впливів фізичних навантажень є період з 9-10 до 13-14 років, коли найбільш інтенсивно формуються основні ланки рухової системи і розвиваються рухові якості.

4. Особливості реакцій організму підлітків на фізичні навантаження

По мірі росту  і розвитку серцево-судинної системи  змінюються і її реакції у дітей  на фізичні навантаження. Вікові особливості  цих реакцій яскраво проявляються при проведенні спеціальних функціональних проб, спрямованих на виявлення стану серцево-судинної системи (ССС) і в процесі виконання фізичних вправ [70].

На динамометричне фізичне  навантаження діти і підлітки реагують підвищенням ЧСС, АТ_max. Чим молодші діти, тим більше вони реагують на фізичне навантаження підвищенням ЧСС, проте збільшення ударного об’єму незначне, що забезпечує приблизно однаковий приріст ХОК.

Підлітки, які  систематично займаються фізичною культурою, тренують тим самим своє серце, підвищують його функціональні можливості. З ростом тренованості підвищується економічність роботи серця, збільшуються його резервні можливості, зростає працездатність і витривалість. Це чітко проявляється в реакціях організму тренованих і нетренованих підлітків на навантаження. ХОК тренованих дітей збільшується за рахунок підвищення ударного об’єму і, в меншій мірі, за рахунок ЧСС. Характерною є ще одна особливість: час відновлення гемодинамічних показників у тренованих підлітків коротший, ніж у нетренованих [70].

У юних спортсменів  після дозованих фізичних навантажень (20 присідань за 30 с) ЧСС збільшується на 60-70%, АТ_max – на 25-30%, а АТ_min знижується на 20–25%; пульс повертається до вихідного через 1,0-1,5 хв.

На аналогічні навантаження нетреновані підлітки реагують підвищенням ЧСС на 100%, АТ_max - на 30-40% і зниженням АТ_min – на 10-15%, пульс відновлюється через 2-3 хв. після завершення виконання навантаження [70].

У дітей при напружених фізичних вправах максимальна ЧСС  знаходиться в зворотно пропорційній залежності від віку: чим молодша дитина, тим вона вища. Після нетривалих вправ максимальної потужності у підлітків 11–14 років відновлення ЧСС відбувається скоріше, ніж у дорослих. Взагалі, період відновлення ЧСС після напружених і тривалих вправ з віком скорочується. Це пов’язано з підвищенням працездатності [59].

У дітей АТ_max під час фізичних вправ збільшується значно менше, ніж у дорослих. Так, в 11-12 - річних школярів при виконанні вправ максимальної потужності він підвищується в середньому на 32 мм рт. ст., а у підлітків 15-16 і юнаків 18-20 років відповідно на 45 і 50 мм рт. ст. [59].

Вплив спортивного  тренування проявляється в зниженні легеневої вентиляції і споживанні кисню при стандартному навантаженні. Треновані діти виконують фізичні навантаження при менш посиленому диханні в порівнянні з нетренованими. Легенева вентиляція у дітей збільшується переважно за рахунок частоти дихання, а не глибини [59].

Від віку залежить також характер втоми. У дітей  під час втоми в більшій  мірі знижується працездатність та швидкість рухів, ніж у дорослих. При помірній аеробній роботі в період розвитку втоми у підлітків більше виражена дискоординація вегетативних функцій (дихання і кровообігу) [59].

Діти порівняно легко  переносять короткочасні інтенсивні фізичні навантаження, при яких енергетичне забезпечення здійснюється переважно за рахунок алактатного анаеробного механізму (розщеплення креатинфосфату). При менш інтенсивному, але тривалішому навантаженні (більше 20-30 с) великого значення набуває гліколітичний механізм забезпечення енергією. Вони такі вправи виконують з великими труднощами і значно поступаються дорослим за  працездатністю [10].

Коли тривалість роботи перевищу 4-5 хв., енергетичне  забезпечення здійснюється майже виключно за рахунок аеробного процесу. У таких вправах працездатність дітей наближується до працездатності дорослих. Однак, при тривалих вправах аеробного характеру працездатність дітей знову суттєво зменшується.

Таким чином, діти проявляють порівняно високу працездатність у вправах, котрі вимагають витривалості як до швидкісної, так і до тривалої роботи. Особливо важким і навіть небезпечним для здоров’я підлітків є вправи на витривалість лактатного анаеробного спрямування. За словами відомого новозеландського тренера А. Лідьярда для дітей і підлітків “небезпечний тривалий швидкісний біг, а не тривалий біг взагалі” [10].