Физиология человека. Общая. Спорт. Возрастн._Солодков, Сологуб_2. Учебник для высших учебных заведений физической культуры Издание 2е, исправленное и дополненное
 Скачать 5.66 Mb.
|
|
Величина балла полового развития у мальчиков и девочек Возраст, лет БПР, баллы Формула полового созревания мальчиков БПР, баллы Формула полового созревания девочек 10 - - 1 Me Ax P Ma 0 0 0 1 11 - - 2 Me Ax P Ma 0 0 1 1 12 0 F Ax L P V 0 0 0 0 0 5 Me Ax P Ma 0 1 2 2 13 2 F Ax L P V 0 0 0 1 1 9 Me Ax P Ma 1 2 3 3 14 5 F Ax L P V 0 1 1 2 1 11 Me Ax P Ma 1 3 3 3 15 9 F Ax L P V 1 2 1 3 2 12 Me Ax P Ma 3 3 3 3 16 1.1 F Ax L P V 1 3 2 3 2 12 Me Ax P Ma 3 3 3 3 17 15 F Ax L P V 3 3 3 3 3 12 Me Ax P Ma 3 3 3 3 С завершением переходного периода оптимизируются взаимоотношения в деятельности желез внутренней секреции, достигает совершенства функционирование различных систем возмужалого организма. Подростки переходят в юношеский возраст, когда все показатели организма вплотную приближаются ко взрослому уровню. Однако, функциональные резервы юношеского организма все же недостаточны, имеются ограничения в совершенстве регуляторных и метаболических процессов. Реакции на нагрузки в юношеском возрасте вызывают более выраженные изменения в организме по сравнению со взрослыми и сопровождаются более длительным периодом восстановления. 3.5. ОСОБЕННОСТИ ТЕРМОРЕГУЛЯЦИИ, ОБМЕНА ВЕЩЕСТВ И ЭНЕРГИИ Процессы теплообмена у подростков и юношей отличаются от этих процессов у детей более младшего возраста. С увеличением габаритов тела увеличиваются градиенты температуры кожи от туловища к дистальным отделам конечностей. Становятся более выраженными суточные колебания температуры тела. Средние суточные изменения температуры ядра тела у годовалого ребенка составляют 0.25°, у дошкольников — 0.34°, в юношеском возрасте — около 1.0° С. После 9-летнего возраста происходят качественные изменения процессов терморегуляции. Снижается значение химической терморегуляции, обеспечивающей поддержание постоянства температуры тела за счет изменений интенсивности метаболических процессов, и повышается роль физической терморегуляции, изменяющей отдачу тепла с поверхности кожи за счет сосудистых реакций. Хотя терморегуляционное усиление теплопродукции в целом снижается по 427 мере взросления, у подростков 10-14 лет этот механизм снова временно возрастает в 1-ю фазу пубертатного периода. В среднем школьном возрасте завершается созревание физиологических механизмов, регулирующих потоотделение. По количеству и характеру реакци й термичес кое и психоген ное потоотделение с окончанием переходного периода приближается к аналогичным показателям взрослых лиц. Совершенствование механизмов теплоотдачи улучшает адаптацию юношеского организма к большому диапазону изменени й температур окружающей среды. Терморегуляционные реакции в юношеском возрасте становятся более эффективными и экономичными. В температурном ядре тела к 18-летнему возрасту устанавливается средняя величина температуры тела, соответствующая взрослым. На протяжении среднего и старшего школьного возраста происходят перемены в обмене веществ и энергии. Уменьшается преобладание процессов ассимиляции над процессами диссимиляции. Величина основного обмена у детей этого возраста в расчете на единицу массы тела или поверхности тела заметно снижается. У девочек она ниже, чем у мальчиков, и раньше приближается к уровню зрелого организма. Лишь в пубертатном возрасте основной обмен у девочек временно оказывается выше, чем у мальчиков. Суточная величина основного обмена возрастает у подростков по отношению к детям младшего школьного возраста почти в 1.5 раза, достигая примерно 1300-1400 кал, а в юношеском возрасте приближается куров-ню зрелого организма (1700 кал). Увеличение массы тела и повышение двигательной активности вызывают нарастание и общего объема суточных энерготрат: в среднем школьном возрасте они составляют около 2500-2700 кал, а в старшем школьном возрасте —2800-2900 кал. С возрастом происходит и перестройка в процессах обмена веществ. С окончанием роста массы тела падает относительная потребность организма в белках. Положительный азотистый баланскюно-шескому возрасту постепенно сменяется азотистым равновесием, характерным для взрослого организма. Относительная потребность в белке (на 1 кг массы тела) с возрастом снижается: в 1 -3 года — 4-4.5 г, в 6-10 лет — 2.5-Зг, у подростков — 2-2.5 г, у взрослых — 1.5-1.8 г. Общая же суточная потребность в белках возрастает с ростом массы тела: у дошкольников — около 70г, в младшем школьном возрасте — 75-80 г, в среднем школьном возрасте—примерно 85- 90 г, в старшем школьном возрасте — 90-100 г (как у взрослых). Аналогичны величины суточной потребности в жирах. У подростков еще достаточно высока потребность в поступлении с пищей жира. В период полового созревания жиры используются для пластических процессов формирования состава тела, а холестерин 428 необходим для синтезирования половых стероидных гормонов. Вместе с тем, избыточное поступление жира при низкой двигательной актив- ности приводит к ожирению. У подростков, характеризующихся избыточными жировыми отложениями, величина основного обмена на единицу массы тела может быть ниже на 20-30% из-за низкой интенсивности процессов обмена в жировых клетках. Сравнительно большим содержанием жира в составе тела объясняется также более низкий уровень основного обмена у женщин по сравнению с мужчинами. Относительная интенсивность углеводного обмена у подростков снижается, а суточная потребность в углеводах растет: у младших школьников она составляет около 300 г, в среднем школьном возрасте — 340-370 г, в старшем школьном возрасте — около 400 г, у взрослых — 500-600 г. Углеводы обеспечивают в организме подростка как пластические процессы, так и энергетические. Повышение объема двигательной активности подростков увеличивает их потребность в углеводах. В растущем организме велика потребность в поступлении необходимого количества витаминов и минеральных веществ. Кальций и фосфор нужны для формирования скелета, железо — для образования гемоглобина. Однако по мере увеличения возраста относительная потребность в воде, витаминах и минеральных веществах снижается. 3.6. ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ АДАПТАЦИИ ДЕТЕЙ СРЕДНЕГО И СТАРШЕГО ШКОЛЬНОГО ВОЗРАСТА К ФИЗИЧЕСКИМ НАГРУЗКАМ Период среднего и старшего школьного возраста имеет свои специфические механизмы и закономерности адаптации к физическим нагрузкам, связанные с возрастными особенностями развития организма. 3.6.1. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ЦЕНТРАЛЬНОЙ РЕГУЛЯЦИИ ДВИЖЕНИЙ В среднем школьном возрасте высокого уровня достигает развитие ЦНС, сформированы индивидуальные особенности высшей нервной деятельности, завершается созревание сенсорных систем. К этому возрасту у подростков сформированы все основные механизмы управления движениями, свойственные взрослому организму — рефлекторное кольцевое управ.гение системой обратных связей и про- граммное управление по механизму центральных команд (предпрог- раммирование). Это обеспечивает не только совершенство выполнения длительныхупражнений, когда возможны коррекции моторных 429 программ по ходу движения, но и выполнение кратковременных двигательных актов — бросков, ударов, метаний, прыжков. Становится возможным начать углубленную специализацию в широком спектре различных видов спорта. Рассматриваемый период характеризуется тремя качественными перестройками механизмов центральной регуляции движений: 1) значительным усилением межцентральных взаимосвязей в коре больших полушарий, 2) становлением ведущей роли ассоциативных третичных полей коры в функциональной системе управления движениями; 3) переходом доминирующей роли правого полушария к левому. В возрасте 10-12 лет происходит важнейший этап в совершенствовании интегративных функций высших отделов мозга — резкое увеличение горизонтальных взаимосвязей в коре больших полушарий. Происходит усиленный рост отростков корковых нейронов, обеспечивающий функциональные связи между нейронными ансамблями различных корковых областей. В результате на протяжении среднего и старшего школьного возраста формируются многочисленные внутрисистемные и межсистемные функциональные взаимосвязи в организме. Совершенствуются зрительно- двигательные, рече-двигательные, вестибуло-моторные и др. рефлексы. Отмечается высокий уровень интеграции деятельности сенсорных систем. Налаживается сочетание различных моторных реакций между собой. Хорошо дифференцируются и воспроизводятся мышечные усилия. В биомеханической структуре и функциональной организации локомоций (ходьбы, бега) достигается высокая координационная точность. В движениях двумя рукам и вырабатывается высокая согласованность их пространственных характеристик, втом числе при симметричных движениях. Созревает механизм их временного согласования (так называемый таймерный механизм). Движения рукхорошо согласуются с движениями глаз. Возникает возможность точного произвольного управления отдельными мышцами и даже изолированными двигательными единицами. Управляемость мышечными группами рук, головы и шеи выражена лучше, чем других мышечных групп. Достигается высокий уровень сочетания двигательных и вегетативных реакций. Налаживается стабильное соответствие темпа шагов и дыхания, тонкое сочетание моторных компонентов двигательных навыков с вегетативными функциями, согласование реакций сердечно-сосудистой и дыхательной систем. В ЭЭГ эти изменения отражаются в виде достоверного увеличения высокой пространственной и временной согласованности колебаний потенциалов различных корковых зон, что отражает увеличение функционального взаимодействия между этими зонами. Как в состоянии покоя, так и во время работы в ЭЭГ детей, подростков и 430 юношей 12-18 лет отмечается значительное число высоких межцентральных корреляций электрической активности (см. рис.49). Вторым важнейшим моментом в совершенствовании центральной регуляции движений является высокий уровень созревания ассоциативных третичных полей коры — передних лобных и задних нижнетеменных. Благодаря этому создается функциональная основа для извлечения полезной информации из множества афферентных сообщений, построения сложных многоцелевых поведенческих программ. Становится более точной пространственная ориентация движений, улучшаются процессы экстраполяции, предвидения предстоящих ситуаций. У 13-летних подростков существенно улучшается переработка информации и повышается эффективность тактического мышления, уменьшается количество ошибочных решений. В возрасте от 10 до 13 лет у подростков достоверно сокращается время принятия решения и общее время решения тактических задач. Эти временные показатели мало изменяются к 16-летнему возрасту, но еще не достигают взрослых величин. В возрасте 12 лет юные спортсмены способны решать более легкие тактические задачи, а в 14 лет — наиболее сложные. Дети в старшем школьном возрасте могут делать правильный выбор из многоальтернативных ситуаций, сохранять высокую умственную работоспособность в напряженных условиях деятельности, в ситуациях с дефицитом времени. Рабочие доминанты, формирующиеся в высших отделах мозга, становятся стабильными, обеспечивая высокую помехоустойчивость юных спортсменов. Улучшение процессов афферентного синтеза и анализа афферентной информации позволяет подросткам и юношам точнее оценивать интероцептивную и проприоцептивную информацию о функциональном состоянии собственного организма в процессе работы. Юные спортсмены лыжники, пловцы, специалисты подводного плавания способны давать речевые отчеты о падении оксигенации собственной крови в процессе дыхания в замкнутое пространство при каждых 2% снижения оксигемоглобина, почти точно соответствуя показаниям оксигемографа. Становится более информативным ощущение усталости. Дети младшего школьного возраста (7-10 лет) в 77% случаев могут сообщить об ощущении усталости лишь после развития регистрируемых объективно признаков утомления. Такое сообщение является мало информативным для педагога и тренера. Подростки 13-15 лет в 40% случаев ощущают наступление утомления в процессе его развития, а юноши 18-19 лет могут ощущать развитие утомления еще до начала появления ранних его признаков. Эта способность помогает правильной раскладке сил спортсмена на дистанции, рациональному управлени ю функциональным и резервами организма. 431 Начиная с возраста 13-15 лет, участие ассоциативных третичных полей в управлении движениями отражается в ЭЭГ юных спортсменов достоверным увеличением взаимосвязи активности моторных центров рук и ног с задними нижнетеменными областями (зонами афферентного синтеза и пространственной ориентации движений) и передними лобными областями, ответственными за программирование и контроль движений. Третьим качественным изменением в центральной регуляции движений удетей среднего и старшего школьного возраста является постепенный переход ведущей функции от правого полушария к левому. Удетей дошкольного и младшего школьного возраста основное значение в управлении движениями имеет правое полушарие, функцией которого является комплексный зрительно-пространственный анализ текущей ситуации, преимущественные реакции на непосредственные (первосигнальные) раздражители. Это требует от педагогов и тренеров преимущественного использования методов показа, прочувствования движений. После 14-15 лет у подростков и особенно в юношеском возрасте ведущую роль играет левое полушарие (рис. 53). Оно обеспечивает более дробный анализ афферентной информации, высокий уровень абстрактно-логических операций, формирование речевой регуляции движений, совершенствование чувства времени и процессов экстраполяции. Именно в левом полушарии (по данным ЭЭГ) отражается специфика участия разных корковых зон при освоении различных двигательных навыков. В тренировочном процессе большое значение приобретает метод рассказа, словесных инструкций, речевых отчетов. Рис. 53. Межцентральные взаимосвязи ЭЭГ левого и правого полушария у велосипедистов разного возраста (по: Сологуб Е. Б. и др., 1984) 432 Возрастные перестройки центральной системы управления обеспечивают более экономное и эффективное выполнение работы. Уточняются моторные команды к работающим мышцам и совершенствуются межмышечные координации Усилившееся влияние передне-лобных третичных полей на двигательную деятельность обеспечивает повышение произвольной мобилизации функциональных резервов организма, волевое преодоление утомления и, соответственно, увеличивает длительность работы до отказа. Возможности участия третичных полей в регуляции движений еще недостаточно развиты у подростков по сравнению с юношами (рис. 54), особенно слабо они выражены в период полового созревания (в 1-ю фазу пубертата). В этот период наблюдается нарушение центральной регуляции движений. Корковые центры широко охватывают процесс возбуждения, нарушая тонкие межцентральные взаимоотношения и координацию движений. Перед стартом у подростков преобладает состояние предстартовой лихорадки. Суммарное количесво (в процентах от всех вычисленных) высоких (0.7-1.0) межцентральных корреляций ЭЭГ моторных зон с лобными, нижнетеменными и зрительными зонами у юных фигуристов (n = 10 в каждой возрастной группе) во время трехминутного бега на месте в темпе 3 шага в 1 секунду Рис. 54. Возрастная динамика участия разных зон левого и правого полушария в управлении движениями (модиф. по: СологубЕ.Б., Капустин B.C., 1986) 433 Ухудшаются процессы памяти и выработки двигательных навыков. Затрудняется переделка двигательных динамических стереотипов. Подростки быстро утомляются, особенно при длительной монотонной работе. С окончанием этого периода механизмы управления движениями постепенно приближаются ко взрослому уровню. В 13-14 лет завершается в основном формирование всех сенсорных систем. Совершенствуется поисковая функция глаза, ускоряются сенсомоторные реакции, уточняется «мышечное чувство» и улучшается точность воспроизведения мышечных усилий, повышается функциональная устойчивость вестибулярной системы. В юношеском возрасте управление движениями достигает высокого совершенства, позволяя добиваться рекордных результатов во многих видах спорта. 3.6.2. РАЗВИТИЕ ФИЗИЧЕСКИХ КАЧЕСТВ Возрастной период от 10 до 17-19 лет характеризуется достижением максимального развития большинства физических качеств — гибкости, быстроты, ловкости, силы, скоростно-силовых возможностей, а также большими изменениями выносливости, которая достигает максимального развития несколько позже — к 20-25 годам.. Средний и старший школьный возраст особенно благоприятен для физического воспитания, так как соответствует проявлениям многих сенситивных периодов развития физических качеств, т. е. периодов, наиболее чувствительных к тренирующим воздействиям (см. рис. 38). Одним из ранних является физическое качество гибкости — суставной подвижности. Совершенствование гибкости, начинающееся в дошкольном и младшем школ ьном возрасте, продолжается в среднем школьном возрасте. Гибкость подростков тем выше, чем больше длина частейтела. Наиболее высоких значений гибкость достигает к 15-летнему возрасту, после чего без дальнейшей тренировки начинает снижаться. У девочек гибкость выражена лучше, чем у мальчиков. Весьма благоприятный период развития ловкости отмечается с 7 до 14лет (с небольшим ухудшением этого качества в пике пубертатного периода). Созревание нижнетеменных третичных областей коры способствует улучшению межсенсорной интеграции и сенсо-моторных взаимосвязей, формированию представлений о «схеме тела» и «схеме пространства». В результате улучшается пространственная ориентация движений и, как следствие, телесная и предметная ловкость. По мере созревания лобных третичных областей коры больших полушарий появляются новые возможности для различных 434 проявлений ловкости: развивается способностькформированию новых дви- жений в необычных условиях, улучшается анализ текущей и будущей ситуации, внесение сенсорных коррекций в двигательные программы, временная оценка выполняемых действий. Развитию ловкости способствует совершенствование процессов экстраполяции. После 35-летнего возраста проявления ловкости ухудшаются, особенно нарушаясь в пожилом возрасте. С 10 до 15 лет резко улучшаются различные показатели качества быстроты, достигая к 15-летнему возрасту взрослых величин (см. табл. 5)исохраняясь на этомуровне примерно до35лет. ВЦНС подростка увеличивается скорость протекания нервных процессов (лабильность нервной ткани) и повышается подвижность нервных процессов, скорость смены процессов возбуждения и торможения. Это способствует повышению скорости переработки информации в коре больших полушарий. К 12-летнему возрасту заметно укорачивается время простой двигательной реакции, а к 14 годам—время сложной реакции с выбором. Совершенствование центральной регуляции движениями и повышение возбудимости и лабильности мышечного аппарата способствуют ускорению моторных актов. К 15-летнему возрасту достигают взрослого уровня показатели теппинг-теста — 50-60 ударов за 10 с и максимальной скорости бега. Особенно значительно улучшаются скоростные параметры у мальчиков. Возраст 11-14 лет является сенситивным для развития скоростно-силовых возможностей. В этом периоде имеется наибольший прирост прыгучести, резкости ударов и бросков. К 14-15-летнему возрасту достигается наибольшая высота и дальность прыжков, особенно у мальчиков (см. рис. 46 и табл. 20). Мышечная силатрастает в медленном темпе до 11-летнего возраста. Затем наступает замедление темпов ее прироста, связанное с развитием препубертатного периода (11-13 лет у мальчиков) и началом перестроечных процессов в организме. После 14 лет начинается существенный прирост мышечной силы (рис. 55), особенно выраженный у мальчиков и связанный с усиленной секрецией мужских половых гормонов (андрогенов). Становая силау мальчиков в 12 лет составляет, в среднем, 50-60 кг,в 15лет— 90-100 кг, в 18 лет- 125-130 кг. В скелетных мышцах наблюдается миофибриллярная гипертрофия, отражающая процессы усиленного синтеза сократительных белков (актина и миозина) в миофибриллах. Под влиянием развития быстрых мотонейронов в нервной системе происходят изменения в составе мышечных волокон — заметно нарастает объем быстрых и мощных гликолитических волокон II-б типа. Сенситивный период развития качества силы приходится на 14-17 лет. В возрасте 18-20 лет мышечная сила достигает максимальных значений для взрослого нетренированного человека. Обычно сила 435 |