страница1/2
Дата03.11.2018
Размер0.49 Mb.
ТипГлава

Развитие и молодой спортсмен т


  1   2

Глава 17

Развитие и молодой спортсмен

т


В последние несколько десятилетий значитель­но увеличилось количество соревнований для молодых спортсменов. Для мальчиков создана бейсбольная лига "Литтл", организован футболь­ный чемпионат "Поп Уорнер", для девочек— софтбольная лига с таким же названием, а также "Бобби Соке". Кроме того, и мальчики, и девоч­ки соревнуются в плавании, легкой атлетике, езде на минивелосипеде. Возросший интерес к сорев­нованиям в разных возрастных группах породил множество вопросов. Не оказывает ли отрица­тельное физическое или психологическое воздей­ствие на детский организм участие в спортивных соревнованиях? Целесообразно ли детям высту­пать в соревнованиях по таким видам спорта, как бег на длинные дистанции и тяжелая атлетика?


нии уровня физической подготовленности детей нам необходимо рассмотреть физиологические основы роста и развития. Детей и подростков нельзя рассматривать как взрослых в миниатюре. Они единственны в своем роде на каждом этапе развития. Увеличение и развитие их костей, мышц, нервов и органов во многом определяют их фи­зиологические и физические способности. С уве­личением размеров тела ребенка повышаются почти все его функциональные возможности: дви­гательная способность, сила, аэробные и анаэ­робные возможности. В следующих разделах мы рассмотрим возрастные изменения физических возможностей ребенка.

РОСТ И РАЗВИТИЕ ТКАНЕЙ

Чтобы понять физические возможности ребен­ка и потенциальное влияние занятий спортом на молодых спортсменов, прежде всего нам необхо­димо рассмотреть физическое состояние детско­го тела. Этот раздел посвящен рассмотрению ро­ста и развития отдельных тканей организма ре­бенка.

МАССА И РОСТ ТЕЛА

Специалисты, изучающие рост и развитие орга­низма человека, тщательно анализируют измене­ния массы тела и роста, сопровождающие про­цессы развития. Эти две переменные наиболее точно позволяют определить интенсивность из­менений в процессе развития. Изменения роста определяют в сантиметрах за год, изменения мас­сы тела — в килограммах за год. Как видно из рис. 17,1,а, в первые два года жизни наблюдается значительное увеличение роста. К 2 годам рост ребенка может составлять до 50 % роста взросло­го человека. После этого рост увеличивается мед­леннее; таким образом, отмечается снижение ин­тенсивности изменения роста. Накануне периода полового созревания интенсивность изменения роста существенно возрастает, после чего наблю­дается экспоненциальное снижение интенсивно-


В данной главе мы рассмотрим эти и подоб­ные вопросы. Начнем с изучения процессов раз­вития, затем рассмотрим их влияние на мышеч­ную деятельность. Завершим эту главу рассмот­рением процесса физической подготовки молодых спортсменов.

Рост, развитие и созревание — понятия, кото­рые используются для характеристики изменений, происходящих с момента оплодотворения яйцек­летки и продолжающихся до и во время периода полового созревания в организме человека. Рост характеризует увеличение размеров тела или его частей. Развитие отражает функциональные из­менения, происходящие в процессе роста. Нако­нец, созревание характеризует процесс становле­ния взрослого человека с полным развитием фун­кций и определяется рассматриваемой системой или функцией. Например, скелетная зрелость оз­начает полностью развитую скелетную систему, все кости которой завершили свой естественный рост и оссификацию, тогда как половая зрелость характеризуется полностью функционирующей си­стемой воспроизведения. Состояние зрелости ре­бенка или подростка определяется

• хронологическим возрастом;

• скелетным возрастом;

• этапом полового созревания. Ввиду растущей популярности юношеского спорта и акцентировании внимания на повыше-

24,„з 369





10 12 14 16 18 20 а

6 8 10 12 14 16 18 20 Возраст, лет



Рис. 17.1. Изменение интенсивности роста (а)

и массы тела (б) с возрастом: I — мальчики;

2 — девочки

сти увеличения роста до достижения полного ро­ста в 16,5 лет (девочки) и 18,0 лет (мальчики). Пик интенсивности увеличения роста у девочек приходится на 12,0 лет, у мальчиков— на 14,0 лет. На рис. П.\,б продемонстрированы подоб­ные тенденции изменения интенсивности увели­чения массы тела. В частности, пик интенсивно­сти увеличения массы тела у девочек наблюдает­ся в 12-летнем возрасте, у мальчиков — в возрасте 14,5 лет.

КОСТИ

Кости, суставы, хрящи и связки образуют структурный каркас тела. Кости служат местом прикрепления мышц, защищают ткани, являют­ся своеобразным "резервуаром" кальция и фос­фора. Некоторые из них участвуют в образова­нии гемоцитов. Еще в процессе развития зароды­



ша кости начинают образовываться из хрящей. Некоторые плоские кости, например кости чере­па, образуются из фиброзных (волокнистых) мем­бран. Однако большинство костей формируется из гиалинового хряща. С момента развития заро­дыша и на протяжении первых 14 —22 лет жизни мембраны и хрящи превращаются в кости вслед­ствие процесса оссификации или образования костей. Мы остановимся главным образом на раз­витии длинных костей.

Девочки достигают физиологической зрело­сти на 2 — 2,5 года раньше, чем мальчики

Процесс оссификации

Общая конфигурация хрящей эмбриона напо­минает будущую форму зрелой кости. Централь­ная стержневая структура длинной кости представ­ляет собой диафиз, а каждый ее конец — эпифиз. Оссификация, в результате которой хрящи превра­щаются в кости, начинается в диафизе (рис. 17.2). Хрящ, которому предстоит превратиться в кость, покрыт фиброзной мембраной — перихондрием. Процесс оссификации начинается тогда, когда в этой мембране образуются кровеносные сосуды. Васкуляризированный перихондрий называется периостом (надкостницей), а его хондроциты (хря­щевые клетки) превращаются в остеобласты (клет­ки, образующие кость). Остеобласты выделяют ве­щества, которые образуют вокруг диафиза кост­ное кольцо или поясок. Одновременно хрящевые клетки центральной части диафиза претерпевают серию сложных изменений, конечным итогом ко­торых является кальцификация кости. Этот учас­ток образования кости — основной центр оссифи­кации. Хрящи продолжают удлиняться и утолщать­ся, а процесс развития периоста и образование костей, начавшийся в основном центре оссифи­кации, "направляется" к эпифизу.

У новорожденного каждая длинная кость име­ет костный диафиз и два хрящевых эпифиза. Вскоре после рождения в эпифизе образуется второй центр оссификации. С его появлением начинается осси-фикация эпифиза. После этого происходит обра­зование костей в диафизе и эпифизе. Между диа-физом и каждым эпифизом остается хрящевая пла­стинка, так называемая эпифизарная пластинка. Эти пластинки обеспечивают удлинение костей в процессе роста организма. На хрящевой границе этих пластинок рост хрящей продолжается по мере того, как на диафизной границе хрящи превраща­ются в кости. Таким образом, толщина эпифизар-ных пластинок остается почти неизменной.

Процесс оссификации и роста костей завер­шается, когда хрящевые клетки прекращают раз­виваться, а эпифизарные пластинки заменяются костями. Это приводит к сращиванию диафиза с


370


Рис. 17.2 Процесс оссификации (а — е — этапы оссификации)


Первичный центр оссификации


Кровеносный

сосуд Д

Вторичный центр

оссификации



Эпифизарная пластинка





каждым эпифизом, после которого удлинение костей больше невозможно. У мужчин оссифи-кация большеберцовой кости завершается в дис-тальном эпифизе приблизительно в 17-летнем воз­расте, в проксимальном эпифизе (колено) — в 20-летнем. У девушек процесс сращивания завершает­ся раньше на 2 — 3 года. Средний возраст, в ко­тором завершается оссификация различных кос­тей, значительно колеблется; как правило, про­цессы сращивания начинаются с 10-летнего воз­раста и заканчиваются после 20 лет. В среднем достижение полной зрелости костей у девочек происходит на несколько лет раньше.

Структура сформированных длинных костей довольно сложна. Кость — живая ткань, которой требуются питательные вещества, поэтому она хо­рошо снабжается кровью. Кость состоит из кле­ток, распределенных по матриксу. Их располо­жение напоминает решетку. Она плотная и креп­кая вследствие отложения солей кальция, главным образом фосфата и карбоната кальция. Именно поэтому кальций — основное питательное веще­ство костей, особенно в период их роста, а также когда они становятся хрупкими в процессе старе­ния организма. Кости также накапливают каль­ций. При высоком содержании кальция в крови определенная его часть откладывается в костях для хранения. А когда уровни кальция понижа­ются, происходит резорбция костей и кальций вы­
деляется в кровь. При травме и значительных на­грузках на кости в них откладывается больше каль­ция. Таким образом, на протяжении всей жизни наши кости постоянно изменяются.

Физические нагрузки в сочетании с раци­ональным питанием — необходимое усло­вие для нормального роста костей. Физи­ческие нагрузки главным образом влияют на ширину, плотность и прочность кости, практически не оказывая никакого воздей­ствия на ее длину

Т
Физические нагрузки очень важны для обес­печения нормального развития костей. И хотя физические нагрузки не способствуют удлинению костей, они обеспечивают увеличение их шири­ны и плотности, способствуя отложению в мат-риксе большего количества макроэлементов, что увеличивает прочность костей.

Травмы костей, влияющие на их рост

В этой главе мы рассмотрим, как травмы кос­ти, не достигшей зрелости, могут повлиять на ее рост и развитие. Особенно опасны травмы эпифи-




24*


371





Рис. 17.3. Отрыв эпифиза

зарной пластинки. Переломы в этом участке могут нарушить кровоснабжение (питание) кости и про­цесс ее развития. Нарушение развития бедренной кости, например, приводит к разной длине ног, поврежденная нога часто оказывается намного короче. К счастью, подобные травмы встречаются в спортивной практике очень редко. Анализ травм в области эпифиза показывает, что только 23 % из них произошли вследствие занятий спортом. Ос­тальные травмы вызваны различными падениями и несчастными случаями на транспорте [13].

Травматический эпифизит (воспаление эпифи­за) представляет собой повреждение эпифиза, ко­торое встречается среди молодых спортсменов. Один из видов такого повреждения — так называемый ло­коть игрока лиги "литтл" — состояние, обусловлен­ное повторяющимся напряжением медиального эпи-кондилярного эпифиза плечевой кости. 12-летние мальчики могут бросать бейсбольный мяч со ско­ростью до 80 миль-ч~1, или 129 км-ч"'. Это вызыва­ет резкое растяжение эпифиза, который фиксирует сухожилия мышц, участвующих в этом движении и может даже привести к его отрыву (рис. 17.3). В результате подобных повторяющихся движений может возникнуть эпифизит.

Исследование, проведенное в 1965 г. Эдемсом, показало наличие эпифизита у всех 80 питчеров (подающих) из группы 162 молодых ребят [I]. В то же время среди игроков других амплуа, а также представителей контрольной группы, не за­нимающихся спортом, процент этой травмы был незначительным. Результаты последующих иссле­дований оказались иными и показали значитель­но меньший процент эпифизита среди питчеров и игроков других амплуа.

В другом исследовании анализировали 1 338 случаев спортивных травм. 28 % травм были по­лучены в возрасте 15 лет и меньше [14]. Из них


Плечевая кость

Отрыв

Локтевая кость;

Лучевая кость <



травмы эпифиза составили в этом возрасте всего 6 %. Проводившие исследование сделали вывод, что травмы эпифиза не всегда приводят к инва­лидности или хронической травме, а также отме­тили большое значение раннего диагноза.

Из всех видов спорта особую тревогу вызыва­ет бейсбол, характеризующийся значительным риском травм эпифиза, главным образом при по­даче мяча. В некоторых детских лигах подачу мяча начали выполнять родители, тренеры, специаль­ный прибор. Другими видами спорта с повышен­ным риском травм эпифиза являются теннис (теннисный локоть) и плавание (плечо пловца). В футбольном чемпионате "Поп Уорнер" и со­ревнованиях по другим видам спорта ведется тща­тельный учет всех травм костей. Несмотря на счи­тающийся высоким риск травм в футболе, не­большие размеры тела футболистов, а также эффективная защитная экипировка игроков сде­лали этот вид спорта относительно безопасным.

В ОБЗОРЕ...

1. Рост тела очень быстро увеличивается в пер­вые два года жизни ребенка. К двум годам ребе­нок может достигать 50 % роста взрослого чело­века. После этого интенсивность увеличения ро­ста замедляется и снова значительно повышается ближе к периоду достижения половой зрелости.

2. Пик интенсивности увеличения роста у де­вочек— 12,0 лет, у мальчиков—14,0 лет. Оконча­тельный рост тела достигается первыми, как пра­вило, в 16,5 лет, вторыми — в 18,0 лет.

3. Увеличение массы тела характеризуется та­кими же тенденциями, как и увеличение роста. Пик интенсивности увеличения массы тела у де­вочек приходится на возраст 12,0 лет, у мальчи­ков — 14,5 лет.

4. Образование костей осуществляется в ре­зультате процесса оссификации, который начи­нается с первичного (диафиз) и вторичного (эпи­физ) центров оссификации.

5. Травмы в области эпифиза могут привести к преждевременному прекращению процесса раз­вития костей.

6. Наивысшая степень риска травм эпифиза характерна для бейсбола, особенно при подаче мяча. Высокий риск характерен также для плава­ния и тенниса.

МЫШЦЫ


С момента рождения и до подросткового пери­ода включительно происходит увеличение мышеч­ной массы наряду с увеличением массы тела. У мальчиков общая мышечная масса увеличивается с 25 % массы тела в момент рождения до 40 % и больше в период половой зрелости, пик увеличе-

372

Увеличение мышечной массы в процессе развития обусловлено главным образом ги­пертрофией отдельных мышечных воло­кон в результате увеличения их миофила-ментов и миофибрилл. Длина мышц воз­растает вследствие увеличения длины существующих саркомеров и их количе­ства

разование новых жировых клеток. В свете этого открытия очень важно поддерживать рациональ­ный режим питания и занятий мышечной дея­тельностью на протяжении всей жизни!

Количество жира, накапливающегося в про­цессе развития и старения зависит от рациона питания, занятий мышечной деятельностью и на­следственных факторов. Если последний аспект является неизменным, то первые два можно из­менить.





ния мышечной массы приходится на период по­лового созревания. Это соответствует резкому (по­чти в 10 раз) возрастанию образования тестосте-рона. Для девочек не характерно подобное резкое увеличение мышечной массы в период полового созревания, хотя мышечная масса у них также про­должает увеличиваться. Это различие в интенсив­ности увеличения мышечной массы между девоч­ками и мальчиками в значительной степени обус­ловлено гормональными различиями в период полового созревания (см. главу 19).

Увеличение мышечной массы с возрастом явля­ется результатом главным образом гипертрофии (увеличения размера) волокон при незначительной (или вообще отсутствии) гиперплазии (увеличение количества волокон). Возникновение гипертрофии обусловлено увеличением миофиламентов и мио­фибрилл. Увеличение длины мышц по мере удли­нения костей обусловлено повышением числа сар­комеров (которые образуются в месте соединения мышц и сухожилий) и увеличением их длины. Жен­щины достигают пика мышечной массы в возрасте 16— 20 лет, мужчины— в возрасте 18—25 лет, если только не происходит дальнейшее увеличение вследствие занятий спортом, определенной диеты.



ЖИР

Образование жировых клеток и отложение жира в них начинается еще в зародышевом пери­оде и продолжается всю жизнь. Каждая жировая клетка может увеличиться в любом возрасте. В первых исследованиях жировых клеток и обра­зования жировой массы было выдвинуто предпо­ложение, что количество жировых клеток уста­навливается в раннем периоде развития ребенка. Это привело к тому, что многие ученые посчита­ли, что сохранение подобного низкого содержа­ния жира в организме человека в ранний период его развития сведет к минимуму общее количе­ство развивающихся жировых клеток и значитель­но снизит вероятность ожирения в зрелом возра­сте. Однако результаты последующих наблюдений показали, что количество жировых клеток про­должает увеличиваться на протяжении всей жиз­ни [4]. Результаты последних исследований сви­детельствуют о том, что с образованием нового количества жира существующие жировые клетки продолжают наполняться жиром до определенного критического объема, после чего происходит об­



Накопление жира осуществляется в ре­зультате увеличения размера существую­щих жировых клеток и их количества. По-видимому, после наполнения существую­щих жировых клеток они "дают сигнал" для образования новых клеток

У
У новорожденного жир составляет 10— 12 % массы тела. В период физической зрелости со­держание жира достигает приблизительно 15 % общей массы тела у мужчин и около 25 % у жен­щин. Это различие обусловлено преимуществен­но гормональными различиями между мужчина­ми и женщинами. Когда девочки достигают пе­риода полового созревания, в их организме повышается содержание эстрогена, обеспечива­ющего отложение жира. Рис. 17.4 иллюстрирует тенденцию увеличения содержания жира в орга­низме с возрастом, демонстрируя взаимосвязь между подкожным жиром ( в участках трехглавой



О 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 Возраст, лет

Рис. 17.4. Изменение толщины жировых складок в об­ласти трехглавой мышцы и под лопаткой у девочек и мальчиков в возрасте 2—18 лет: 1 — участок трех­главой мышцы, мальчики; 2 — под лопаткой, мальчики;

3 — участок трехглавой мышцы, мальчики;

4 — под лопаткой, девочки. Данные Национального центра статистики здравоохранения

373

9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 Возраст, лет



Рис. 17.5. Изменения жировой и чистой массы тела у женщин и мужчин в возрасте 8—28 лет:

1 — мужчины; 2 — женщины. Данные Форбса (1972)

мышцы и под лопаткой) и возрастом мужчин и женщин. Количество подкожного жира отражает общее количество жира в организме. На рис. 17.5 показано изменение жировой и чистой массы тела у мужчин и женщин в возрасте 8—28 лет. Увели­чение как жировой, так и чистой массы тела в течение данного периода времени свидетельству­ет о том, что возрастание абсолютного содержа­ния жира в организме не обязательно означает увеличение его относительного содержания.

НЕРВНАЯ СИСТЕМА

По мере развития ребенка у него улучшается чувство равновесия, координация движений, лов­кость вследствие совершенствования регулятор-ных влияний нервной системы. После заверше­ния миелинизации нервных волокон ребенок на­чинает выполнять умелые движения и быстро реагировать на стимул. При отсутствии или неза­вершенности миелинизации проводимость им­пульсов по нервным волокнам значительно за­медлена (см. главу 3). Миелинизация коры го­ловного мозга наиболее быстро протекает в детском возрасте, однако этот процесс продол­жается и после достижения половой зрелости. Тренировка в определенном виде деятельности, несомненно, улучшает уровень деятельности, од­нако максимальный уровень достигается только после достижения полной зрелости (и миелини­зации) нервной системы.



МЫШЕЧНАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ МОЛОДЫХ СПОРТСМЕНОВ

Функции почти всех физиологических систем совершенствуются с достижением половой зре­лости. После этого для функций характерно пла­

то в течение определенного периода времени, прежде чем с возрастом начнут появляться при­знаки ухудшения. В этом разделе мы рассмотрим некоторые из изменений в организме молодого спортсмена, происходящие в процессе его разви­тия, а именно двигательную способность, силу, функцию легких и сердечно-сосудистой системы, аэробные возможности, экономичность бега, ана­эробные возможности и тепловой стресс.

В ОБЗОРЕ...

1. Увеличение мышечной массы происходит наряду с увеличением массы тела с момента рож­дения до периода полового созревания включи­тельно.

2. У мужчин пик увеличения мышечной мас­сы приходится на период полового созревания, когда резко возрастает образование тестостерона. Подобное резкое увеличение мышечной массы не наблюдается у девочек.

3. Увеличение мышечной массы у мальчиков и девочек обусловлено, в первую очередь, гипер­трофией волокон при отсутствии или весьма не­значительной гиперплазии.

4. Пик мышечной массы у девочек наблюдает­ся в возрасте 16—20 лет, у мальчиков — в возра­сте 18—25 лет, вместе с тем возможно дальней­шее ее увеличение вследствие занятий мышечной деятельностью и определенной диеты.

5. Количество и размеры жировых клеток мо­гут увеличиваться на протяжении всей жизни.

6. Количество накапливаемого жира в организ­ме зависит от режима питания, занятий мышеч­ной деятельностью и наследственных факторов.

7. В момент достижения физической зрелости содержание жира в организме мужчин составляет в среднем 15 %, в организме женщин— 25 %. Эти различия обусловлены в основном более вы­сокими уровнями тестостерона в организме пер­вых и эстрогена — в организме последних.

8. По мере совершенствования нервной сис­темы ребенка у него улучшаются координация движений, чувство равновесия и ловкость.

9. Завершение процесса миелинизации не­рвных волокон позволяет умело выполнять дви­жения и быстро реагировать, поскольку этот про­цесс ускоряет передачу электрических импульсов в нервной системе.

ДВИГАТЕЛЬНАЯ СПОСОБНОСТЬ

Как видно из рис. 17.6, двигательная способ­ность мальчиков и девочек, как правило, увеличи­вается с возрастом в течение первых 18 лет, хотя у последних в период полового созревания обычно наблюдается плато почти для всех параметров. По­вышение двигательных способностей обусловлено,



374






8 10 12 14 16 18 Возрастает ж


8 10 12 14 16 Возрастает з


8 10 12 14 16 18 Возрастает и




Рис. 17.6. Изменение двигательной способности с 6 до 17 лет (1— мальчики, 2 — девочки): а — в положении

сидя коснуться ног; б — вис, согнув руки; в — бег на 1 милю; г — подтягивание на перекладине; д — подъем туловища из положения лежа без помощи рук и ног; е — прыжок в длину с места; ж — встречный бег (туда и обратно); з — бег на 50 ярдов; и — ходьба на 2 мили. Данные Президентского Совета по вопросам физической подготовленности и спорта (1985)

в первую очередь, совершенствованием функций не­рвно-мышечной и эндокринной систем, а также по­вышенной физической активностью детей.

Плато, наблюдаемое у девочек в период поло­вого созревания, можно объяснить двумя факто­

рами. Как уже указывалось, повышение уровней эстрогена или соотношения эстрогена и тестос-терона в этот период приводит к повышенному отложению жира в организме. С увеличением ко­личества жира в организме уровень мышечной


375

деятельности, как правило, снижается. Второй фактор, по-видимому, играет большую роль. Дело в том, что в период полового созревания многие девочки становятся физически менее активными, чем мальчики. Во многом это объясняется соци­альными факторами. Естественно, что уменьше­ние физической активности приводит к сниже­нию или выравниванию уровней двигательных способностей. Очевидно, эта тенденция может измениться, поскольку для девочек в настоящее время созданы все условия для занятий физкуль­турой и спортом.

СИЛА

С возрастом наблюдается увеличение мышеч­ной массы, возрастает и сила. Пик силовых ка­честв у женщин наблюдается в возрасте 20 лет, у мужчин — 20 —30 лет. Гормональные измене­ния, происходящие в пубертатный период, при­водят к значительному увеличению силовых ка­честв у достигших половой зрелости мужчин, вследствие увеличенной мышечной массы. Брукс и Фехи установили, что степень развития сило­вых качеств зависит от относительной зрелости нервной системы [5]. Высокие уровни силы, мощ­ности наблюдаются только после сформирования нервной системы. Поскольку до достижения по­ловой зрелости миелинизация многих двигатель­ных нервов не завершается, нервный контроль мышечной функции до этого периода остается не­совершенным.

На рис. 17.7 показано изменение силы мышц ног у группы мальчиков, участников исследова­ния развития мальчиков Медфордом. Их наблю­дали с 7-летнего до 18-летнего возраста [б]. Зна­чительное увеличение интенсивности прироста

1600 1400

^1200 -&


ёюоо

| 800600

400^


20о1 ^

16 18 20

10 12 14 Возраст, лет

Рис. 17.7. Увеличение силы мыши, ног мальчиков, на­блюдавшихся в течение 12 лет. Обратите внимание на подъем кривой в период с 12 до 16 лет. Данные Кларка (1971)

силы отмечалось в возрасте около 12 лет (типич­ный возраст начала полового созревания). Резуль­таты одновременных исследований девочек по­казывают более постепенное увеличение уровня силовых качеств и отсутствие существенного уве­личения интенсивности прироста силы в пубер-татном периоде.



В ОБЗОРЕ...

1. Увеличение двигательных способностей на­блюдается в первые 18 лет жизни; для девочек характерно плато увеличения в пубертатном пе­риоде, обусловленное, очевидно, повышением уровней эстрогена, что приводит к отложению большего количества жира, а также менее под­вижным образом жизни девочек в период поло­вого созревания.

2. Увеличение мышечной массы с возрастом обусловливает повышение силовых качеств.

3. Увеличение силовых качеств также зависит от зрелости нервной системы, поскольку нервно-мышечный контроль до завершения процесса миелинизации (обычно в период полового созре­вания) несовершенен.

ФУНКЦИЯ ЛЕГКИХ

Функция легких заметно изменяется с возрас­том. Наблюдается увеличение всех легочных объе­мов, а также потока вдыхаемого и выдыхаемого воздуха. Этим изменениям соответствуют изме­нения максимальной вентиляции, достигаемой при выполнении изнурительной физической на­грузки, — максимальная минутная вентиляция

( макс' макс) увеличивается с возрастом до дос­тижения периода физической зрелости; в даль­нейшем она снижается. Как показывают резуль­таты исследований, У^ ^ у 4 — 6-летних маль­чиков составляет в среднем 40 л-мин~1, а у до­стигших половой зрелости—НО— 140 л-мин~1. Это же характерно и для женского организма, за исключением того, что абсолютные показатели у женщин более низкие, очевидно, вследствие мень­ших размеров тела. Эти изменения происходят на­ряду с совершенствованием других функций ле­гочной системы в ходе общего развития детского организма.

ФУНКЦИЯ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ



По мере развития ребенка функции сердечно­сосудистой системы претерпевают многочислен­ные изменения. Рассмотрим некоторые из этих изменений, происходящих при выполнении суб­максимальных и максимальных физических на­грузок.

376

Субмаксимальная нагрузка

Артериальное давление у ребенка при выпол­нении субмаксимальной нагрузки, а также в со­стоянии покоя более низкое, чем у взрослого. Од­нако в юношеском возрасте оно постепенно по­вышается до показателей, характерных для взрослого человека. Артериальное давление не­посредственно связано с размерами тела: у более крупных людей оно, как правило, выше. У детей при выполнении физической нагрузки кровоток в активных мышцах может быть более интенсив­ным, чем у взрослых. Это объясняется более низ­ким периферическим сопротивлением.

Вспомним, что сердечный выброс — это про­изведение систолического объема крови и ЧСС. Поскольку у ребенка меньше размеры сердца и общий объем крови, то и сердечный выброс у него меньше как в состоянии покоя, так и при выпол­нении физической нагрузки. При выполнении данной субмаксимальной работы (например, на велоэргометре) в детском возрасте, как правило, более выражено повышение ЧСС. С возрастом у

ребенка увеличивается размер сердца и общий объем циркулирующей крови. Следовательно, воз­растает и систолический объем при выполнении данной физической нагрузки.

Следует отметить, что более высокая субмак­симальная ЧСС у ребенка не может полностью компенсировать небольшой систолический объем крови. Поэтому сердечный выброс у ре­бенка также несколько ниже, чем у взрослого человека при выполнении одной и той же рабо­ты. С целью обеспечения адекватного потреб­ления кислорода при субмаксмимальной физи­ческой нагрузке у ребенка увеличивается арте-рио-венозная разница по кислороду (АВР —0^), также компенсирующая меньший систоличес­кий объем крови. Увеличение АВР — Од, ско­рее всего, обусловлено повышенным кровоснаб­жением активных мышц: большая часть выбра­сываемой сердцем крови поступает к активным мышцам.

Вышесказанное иллюстрирует рис. 17.8. В каж­дом случае сравнивали реакцию 8-летнего ребен­ка и взрослого мужчины.




200

180


х |160

т о


|ио

8120


100

80

0,5




1,0


1,5 а


2,0


2,5









120

а §110


2




.100

90



80

70


О

а.

^




50

0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 Потребление кислорода, л-мин"' б

0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 Потребление кислорода.л-мин"' г



Рис. 17.8. Субмаксимальные ЧСС (а), систолический объем (б), сердечный выброс (в) и артериовенозная разница по кислороду (г) у 8-летнего мальчика (1) и взрослого мужчины (2) при фиксированной интенсивности потребления кислорода

377

Максимальная физическая нагрузка

Максимальная частота сердечных сокращений у детей выше, чем у взрослых, однако с возрас­том она линейно снижается. У детей до 10 лет ЧСС„^ очень часто превышает 210 ударов-мин"', тогда как у 20-летнего человека она в среднем составляет 195 ударов-мин"'. Результаты однократ­ных исследований показывают, что ЧСС^^ сни­жается на один удар в год. В то же время, по ре­зультатам долговременных наблюдений, она уменьшается на 0,5 удара-мин"' за год. Как пра­вило, результаты долговременных наблюдений дают более точную оценку изменений.



Размер сердца непосредственно связан с размерами тела, поэтому сердце ребенка меньше, чем у взрослого человека. В ре­зультате этого, а также ввиду меньшего объема циркулирующей крови систоли­ческий объем сердца у ребенка меньше, чем у взрослого. Повышенная ЧСС^^ у ребенка лишь частично компенсирует бо­лее низкий систолический объем, поэто­му максимальный сердечный выброс у ре­бенка меньше, чем у взрослого человека с таким же, как у ребенка, уровнем под­готовленности

При максимальных (как и при субмаксималь­ных) уровнях физической нагрузки меньший размер сердца и меньший объем циркулирую­щей крови в организме ребенка ограничивают величину максимального систолического объе­ма. Повышенная ЧСС не в состоянии пол-

МЙКС


ностью это компенсировать, поэтому величина сердечного выброса у ребенка меньше, чем у взрослого. Естественно, это ограничивает фи­зические возможности ребенка при высокой аб­солютной интенсивности работы (например, ра­бота на велоэргометре с интенсивностью 100 Вт) вследствие менее эффективного транспорта кис­лорода в его организме. В то же время при вы­сокой относительной интенсивности работы, когда ребенку необходимо перемещать только собственную массу тела, этот пониженный сер­дечный выброс не ограничивает физические воз­можности ребенка. В беге, например, организ­му ребенка с массой тела 25 кг (55 фунтов) тре­буется (прямо пропорционально размерам тела) значительно меньше кислорода, чем взрослому человеку с массой тела 90 кг (200 фунтов), при этом интенсивность потребления кислорода на килограмм массы тела у обоих практически оди­накова.

В ОБЗОРЕ...

1. До достижения физической зрелости все легочные объемы увеличиваются.

2. До достижения физической зрелости мак­симальная вентиляция легких и максимальная минутная вентиляция возрастают прямо пропор­ционально увеличению размеров тела.

3. Артериальное давление непосредственно за­висит от размеров тела. Оно ниже у детей, однако в юношеском возрасте постепенно увеличивается до показателей, характерных для организма взрос­лого человека.

4. При субмаксимальной и максимальной ра­боте систолический объем у ребенка меньше, чем у взрослого человека ввиду меньшего размера сер­дца и объема циркулирующей крови. Частично это компенсируется повышенной ЧСС у ребенка.

5. Несмотря на повышенную ЧСС, сердечный выброс у ребенка остается более низким, чем у взрослого человека. При субмаксимальной физи­ческой нагрузке увеличение АВР — О обеспечи­вает адекватный транспорт кислорода в активные мышцы. Однако при максимальной физической нагрузке транспорт кислорода может ограничи­вать физические способности ребенка, если только он не выполняет работу, предполагающую пере­мещение собственной массы тела.

АЭРОБНЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ

Адаптационные реакции респираторной и сер­дечно-сосудистой систем на различные уровни физической нагрузки направлены на удовлетво­рение потребностей работающих мышц в кисло­роде. Таким образом, улучшение функций обеих систем в процессе развития свидетельствует о повышении аэробных возможностей (МПК) орга­низма. Это продемонстрировал в 1938 г. Робин­сон, наблюдавший за мальчиками и мужчинами в возрасте 6—91 год [19]. Он установил, что пик МПК наблюдается в возрасте 17—21 год, после чего линейно снижается с возрастом. В дальней­шем это подтвердили результаты других исследо­вателей. В исследованиях с участием девочек и женщин установлена такая же тенденция, хотя процесс снижения МПК у них начинался рань­ше, обычно в 12— 15 лет (см. главу 19), очевид­но, вследствие более раннего "перехода" к мало­подвижному образу жизни.

Изменения МПК с возрастом, выраженные в л-мин"', иллюстрирует рисунок 17.9,а. При изуче­нии МПК выраженном относительно массы тела (мл-кг^-мин"') мы получаем совершенно иную картину (рис. 17.9,6). У мальчиков с 6 лет до пери­ода полового созревания показатели изменяются незначительно. Это же характерно и для девочек в возрасте 6—13 лет. Однако после 13 лет аэробные


378

50[

^ 24(4


11


13 а


15


17 19


11


13 б


15


17 19

301

0

Возраст, лет

Рис. 17.9. Изменение МПК с возрастом. Показатели выражены в л-мин~' (а) и относительно массы тела в мл-кг~'-мин~'): 1 — мальчики; 2 — девочки

возможности девочек постепенно снижаются. Эти изменения представляют общий интерес и могут недостаточно точно отражать процесс совершен­ствования сердечно-сосудистой системы у детей по мере их развития, а также в процессе измене­ния уровней их физической активности. Следует отметить, что возникают определенные вопросы относительно целесообразности использования по­казателей массы тела для характеристики измене­ний, происходящих в сердечно-сосудистой систе­ме и системе обмена, например, соотношения аб­солютных показателей и массы тела — ^>, /кг.

Во-первых, хотя показатели МПК, выраженные относительно массы тела, остаются относительно постоянными или снижаются с возрастом, уровень выносливости постоянно улучшается. 14-летний подросток может в два раза быстрее пробежать ди­станцию в 1 милю (1,6 км), чем 5-летний ребенок, несмотря на то, что их МПК, выраженные отно­сительно массы тела, одинаковы )2)). Во-вторых, хотя МПК. у цетей увеличивается в меньшей сте­пени, чем у взрослых вследствие тренировки, на­правленной на повышение выносливости, улуч­шение результатов у них относительно более зна­чительное. По-видимому, масса тела не является наиболее подходящим показателем для соотноше­ния с МПК с целью сравнения различий в разме­рах тела у развивающегося ребенка. Взаимосвязь между МПК, размерами тела и функциями систем в процессе развития ребенка слишком сложна и многокомпонентна [22].



В ОБЗОРЕ...

1. С улучшением функций респираторной и сер­дечно-сосудистой систем в процессе развития ре­бенка повышаются и его аэробные возможности.

2. Пик МПК, выраженного вл-мин ', наблю­дается у мужчин в возрасте 17—21 года, у жен­щин — в возрасте 12—15 лет и затем снижается.

3. При выражении МПК относительно массы тела, его показатели характеризуются плато у муж­чин в возрасте 6—25 лет, у девочек —снижением в возрасте около 13 лет. Очевидно, этот показа­тель недостаточно точно отражает уровень аэроб­ных возможностей. Кроме того, он не отражает значительное увеличение уровня выносливости, которое отмечается в процессе развития и вслед­ствие физических нагрузок.



Уровень аэробных возможностей (МПК),, т выраженный в л-мин"', у детей значитель­но ниже, чем у взрослых при одинаковой степени подготовленности. Это, в первую очередь, обусловлено более низким сердечным выбросом у детей. При использовании МПК для характеристики разли­чии в размерах тела у детей и взрослых различие в уровне аэробных возможнос­тей между ними практически не наблюда­ется

4. Более низкий показатель МПК (л-мин~1) у детей ограничивает уровень их мышечной деятель­ности, требующей проявления выносливости, если только собственная масса тела не является основ­ным видом сопротивления движению, например, в беге на длинные дистанции.

5. МПК, выраженное относительно массы тела, у ребенка такое же, как и у взрослого человека, однако его результаты в таких видах деятельнос­ти, как бег на длинные дистанции, значительно уступают результатам взрослого мужчины ввиду различий в экономичности усилий.


379

ЭКОНОМИЧНОСТЬ БЕГА

Как влияют на мышечную деятельность детей изменения уровня аэробных возможностей в ре­зультате процесса физического развития? В лю­бом виде деятельности с заданной интенсивнос­тью нагрузки, например, работе на велоэргомет-ре, более низкое МП К у ребенка лимитирует его выносливость. В то же время, как уже отмеча­лось, в тех видах деятельности, где главным со­противлением движению является собственная масса ребенка, например, беге на длинные дис­танции, он не оказывается в невыгодном поло­жении, поскольку его МПК относительно массы тела почти такое же, как у взрослого мужчины.

Однако ребенок не может поддерживать такой же темп бега, как взрослый спортсмен, ввиду раз­личий в экономичности усилий. При данной ско­рости на тредбане у ребенка значительно более вы­сокое субмаксимальное потребление кислорода от­носительно массы тела, чем у взрослого мужчины. Даже если порог лактата у ребенка будет наблю­даться при таком же относительном потреблении кислорода как и у взрослого мужчины (при таком же проценте МПК), ребенок будет бежать медлен­нее. С возрастом у детей увеличивается длина ног, их мышцы становятся более сильными, а умение бегать улучшается. Улучшается и экономичность бега, что способствует повышению темпа бега на длинную дистанцию, даже если они не занимаются бегом и их МПК не повышается [7, 12].

Согласно гипотезе Роуланда, следующие фак­торы, которые изменяются в процессе развития ребенка, по крайней мере частично объясняют пониженную экономичность бега у детей и ее повышение в процессе полового созревания [21]:

• частота шагов;

• механика походки;

• накопление эластичной мышечно-сухожиль-ной энергии;

•отношение площади поверхности тела к его массе;

• изменения состава тела;

• тепловые реакции на физическую нагрузку;

• утилизация субстратов;

• анаэробные возможности;

• эффективность вентиляции.

В настоящее время на основании наблюдений за мужчинами и детьми в возрасте 8—20 лет ус­тановлено, что из всех факторов только частота шагов играет важную роль.

АНАЭРОБНЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ

Для детей характерна пониженная способность выполнять работу анаэробного характера. Дети не могут достичь концентраций лактата в мышцах или крови при максимальных или супрамакси-мальных интенсивностях нагрузки, характерных для взрослых, что свидетельствует о пониженной

гликолитической способности. Пониженные уров­ни лактата могут отражать более низкую концен­трацию фосфофруктокиназы — основного фер­мента, ограничивающего интенсивность гликоли-за. В то же время порог лактата, выраженный в проценте МПК, не является лимитирующим фак­тором у детей, поскольку соответствует или даже превышает порог лактата у взрослых мужчин та­кого же уровня подготовленности.

Анаэробные возможности детского орга­низма меньше, чем у взрослого человека, что может просто отражать более низкую концентрацию фосфофруктокиназы в орга­низме детей

В организме детей не может быть достигнут высокий коэффициент дыхательного газообмена при максимальной или изнурительной физичес­кой нагрузке. Коэффициенты дыхательного газо­обмена у детей редко превышают 1,10, а иногда бывают ниже 1,00, в то время как у взрослых они, как правило, выше 1,10 и часто — выше 1,15. Это свидетельствует о том, что в организме детей при таком же потреблении кислорода образуется мень­ше СОу что, в свою очередь, свидетельствует о более низкой буферной способности лактата.

Показатели средней и максимальной анаэроб­ной производительности, определенные на основа­нии анаэробного теста Уингейт (30-секундная ра­бота на велоэргометре с максимальным усилием), у детей также ниже, чем у взрослых. Иллюстрацией этому служит рис. 17.10, основанный на результа­тах тестирования 306 мужчин, которые выполняли тест верхними и нижними конечностями [10]. Сред­няя производительность определялась как средний показатель производительности на протяжении всего 30-секундного теста. Максимальная производитель­ность определялась в течение любого 5-секундното "интервала выполнения теста. Результаты показыва­ют, что анаэробная мощность увеличивается в про­цессе развития, даже при выражении показателей относительно массы тела (Вт-кг"').

Бар-Ор суммировал процесс развития анаэроб­ных и аэробных возможностей у мальчиков и де­вочек в возрасте 9 — 16 лет; возраст 18 лет был взят в качестве контрольного, отражающего 100 %-й показатель взрослого человека [2]. Изме­нения, происходящие с возрастом, показаны на рис. 17.11. Аэробная мощность представлена МПК ребенка, тогда как анаэробная мощность —резуль­татом, показанным ребенком во время полевого теста Маргария. Максимальные энергозатраты на килограмм характеризуют максимальные способ­ности образования энергии аэробной и анаэроб­ной системами; их отношение к массе тела по­зволяет учитывать различия в размерах тела в пе­риод физического развития.



380

750 ш 650

|§550 ||450 | | 350 2 §250

0.

с 150 50^

10

\

т а . 8

3 •п

^1 " 5

6

0 Р.

й§ 2!

§ 4

1 ^


750

Ноги .<"''""'""•«».. о ^ '-• 650

,^——^.

^^ 450 /.У 350 /У 250

150

————————————————^———————————1- 50




Руки


/———————————1 //

^


) 10 20 30 40 50 С а

10 ^ .-.......-••••""••-•. 4

/Ч •

• •* *^ • ^^ • ^^*»^

/У- ^.з

/ 6

4


) 10 20 30 40 50 6

Руки

^'\.

••—...... л




. ^.-.-.-.

11111


Э 10 20 30 40 50 "0 10 20 30 40 50 Возраст, лет в г

  1   2