Особенности организма и адаптации к физическим нагрузкам детей среднего и старшего школьного возраста

Особенности организма и адаптации к физическим нагрузкам детей среднего и старшего школьного возраста ...

Введение 5
1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ 7
1.1 Философские, психофизические и социально-психологические факторы здорового образа жизни 7
1.2 Современные проблемы формирования здоровья и здорового образа жизни школьников 9
1.2.1 Здоровый образ жизни, его основные компоненты 11
1.2.2 Влияние факторов жизни на здоровье 17
1.2.3 Роль культуры в обеспечении здоровья 19
1.3 Современные подходы к пониманию здоровья 22
1.3.1 Здоровый образ жизни — основа жизнедеятельности человека 26
1.3.2 Физическая культура — основа здорового образа жизни 29
1.3.3 Рациональное питание 37
1.3.4 Влияние использования природных факторов на уровень здоровья учащихся общеобразовательных школ 40
1.4 Закаливание в семье 49
1.4.1 Оптимальный режим двигательной активности, важное условие формирования ЗОЖ
53
1.4.2 Знания, как неотделимый компонент формирования ЗОЖ 54
1.4.3 Роль физических упражнений в формировании ЗОЖ и укреплении здоровья школьников 55
2 ОРГАНИЗАЦИЯ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 58
2.1 Организация исследования 58
2.2.1 Анализ литературных источников 58
2.2.2 Анкетирование 58
2.2.3 Определение адаптационных возможностей организма к физическим нагрузкам 59
3 РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 60
Выводы 62
Список использованной литературы 63

Жизненный цикл человека после рождения делится на отдельные возрастные периоды, то есть отрезки времени, каждый из которых характеризуется своими специфическими особенностями - функциональными, биохимическими, морфологическими и психологическими. Возрастная периодизация основана на комплексе признаков: размеры тела и отдельных органов, их масса, окостенение скелета, прорезывание зубов, развитие желез внутренней секреции, степень полового созревания, развитие мышечной силы.
С учётом количественных и качественных изменений в организме различают следующие возрастные периоды:
До 10 дней - новорожденный, до 1 года - грудной, до 3-х лет — раннее детство, до 7 лет — первое детство, до 12 лет у мальчиков и до 11 лет у девочек - подростковый, до 20-21 года - юношеский, до 35 лет - первый зрелый, до 60 лет у мужчин и 55 лет у женщин - второй зрелый, до 75 лет - пожилой, до 90 лет - старческий, после 90 лет - все люди долгожители. В связи с тем, что важным этапом в жизни каждого человека является обучение в школе, выделяют следующие периоды: дошкольный - до 7 лет, младший школьный - до 10 лет, средний до 14 лет, старший школьный - до 17 лет. Особо отличают период полового созревания (переходный или пубертатный). Различают 2 фазы этого периода. В этот период происходит существенная гормональная перестройка в организме, развитие вторичных половых признаков, заметное ухудшение условно-рефлекторной деятельности, двигательных навыков, возрастает утомление при нагрузках, затрудняется речь, отмечается неуравновешенность эмоции и поведения.
В ходе развития человека различают определённые периоды формирования отдельных функций и органов, ускорение и замедление их роста. Периоды ускорения развития различных функций не совпадают. Наиболее интенсивный рост длины тела происходит в первый год жизни и в период полового созревания. Речь формируется до 3-х лет, речевая регуляция движений с 4-х лет, в 6 лет начинается смена зубов, основные позы осваиваются до 1 года, а основной фонд движений закладывается до 3-х лет, после 14 лет нарастает вес тела и вес сердца, до 12 лет формируется иммунитет. В головном мозге происходит формирование полей коры больших полушарий: первичных - впервые годы жизни, вторичных (зон опознания и осмысления информации) до 5-7 лет, третичные поля (зоны прогнозирования и формирования программ поведения) функционально развиваются до 1 8-20 лет.
В связи с физиологическими закономерностями возрастной периодизации строится программа обучения детей в школе, формируются нормы физических и умственных нагрузок. Закономерности развития учитываются в законодательстве - возможность вступить в брак, получить работу, нести ответственность за поступки.

Весьма благоприятный период развития ловкости или координационных способностей, отмечается с 7 до 14 лет (с небольшим ухудшением этого качества в пике пубертатного периода). Созревание нижнетеменных третичных областей коры способствует улучшению межсенсорной интеграции и сенсомоторных 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 проявлений ловкости: развивается способность формированию новых движений 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 показатели качества быстроты, достигая к 15-летнему возрасту взрослых величин и сохраняясь на этом уровне до 35 лет. В ЦНС 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 способствует 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 возможности у мальчиков. Это ещё раз доказывает о необходимости развития в этот период качества быстроты.Возраст 11-14 лет является сенситивным для развития скоростно-силовых возможностей. В этом периоде имеется наибольший прирост прыгучести, резкости ударов и бросков, что и определяет выбор специализации. К 14-15-летнему возрасту достигается наибольшая высота и дальность прыжков, особенно у мальчиков.Мышечная сила нарастает 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, особенно выраженный у мальчиков и связанный с усиленной секрецией мужских половых гормонов (андрогенов). И в старших классах достигает силы взрослого человека. Становая сила у мальчиков в 12 лет составляет, в среднем, 50-60 кг, в 15 лет – 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 кисти у мужчин составляет около 70-75% от массы тела, а у женщин примерно 50-60%. При отсутствии специальной тренировки сила сохраняется на этом уровне примерно до 45-летнего возраста. В юношеском возрасте устанавливается характерная для взрослого организма топография мышечной силы, однако коррекцию в нее вносит специфика мышечной тренировки. Поэтому многие старшие школьники имеют хорошо развитую мускулатуру.Позже других качеств развивается выносливость к длительной циклической работе умеренной мощности. Сенситивный период ее развития приходится на возраст 15-20 лет, когда в достаточной мере созревают функции дыхательной и сердечнососудистой систем, обеспечивающих работу аэробного характера.В 20-25 лет это качество достигает высокого развития и дольше других сохраняется в онтогенезе человека (примерно до 55 лет и более).Рисунок 5. Максимальная сила кисти у нетренированных лицСтатическая выносливость увеличивается меньше, чем динамическая. Она уменьшается в пубертатном периоде, а затем нарастает, особенно к возрасту 18-20 лет.Таблица 4.Возрастная динамика показателей силы мышц и статической работоспособности у женщин при статических напряжениях Возраст8-913-1418-2030-3540-4556-60Сила, кг14,831,937,830,932,227,2Статическая работоспос., кг*сек1368,63043,24221,63366,83904,03900,7В юношеском возрасте на основе значительного развития различных физических качественных и определяется специализация в различных видах спорта и достижение высоких спортивных результатов. Лишь в некоторых видах спорта, требующих предельного развития выносливости (бег на длинные и сверхдлинные дистанции, лыжные гонки и др.), высшие достижения появляются в более позднем возрасте – 20-35 лет.2.3 Особенности энергоснабжения мышечной деятельности и реакций вегетативных систем на физические нагрузки в школьном возрастеВ растущем и развивающемся организме энерготраты на двигательную активность составляют около половины суточных энерготрат. У мальчиков в 14-15 лет суточная двигательная активность увеличивается более, чем на треть, по сравнению с 8-9 – летними детьми. В 11-15 лет подростки делают 20-30 тысяч шагов в сутки. Их суточные затраты достигают в возрасте 10-12 лет 2200 ккал, в 13-15 лет примерно 3000 ккал. В покое основные энерготраты приходятся на органы с наиболее интенсивным обменом веществ – мозг, печень, почки, а во время работы – на работающие мышцы. С этим связано то, что с увеличением роста мышц и уровня двигательной деятельности резко возрастают энерготраты у подростков.Основного развития у подростков достигают процессы аэробной энергопродукции. Бурное увеличение мышечной массы, преобладание в мышцах медленных волокон окислительного типа, нарастание в мышцах количества митохондрий и миоглобина, повышение активности окислительных ферментов, улучшение утилизации приносимого кровью кислорода, а также совершенствование механизмов регуляции сердечно-сосудистой и дыхательной систем – все это приводит к повышению аэробных возможностей организма и величины МПК. Если в пубертатном периоде и во II стадии полового созревания у подростков аэробные возможности еще невелики, то на III стадии полового созревания (у девочек в 11-12 лет, у мальчиков – в 13-14 лет) наблюдается их резкое увеличение. На этой стадии прирост МПК (л/мин) у мальчиков составляет примерно 28%, у девочек – 17%. У юных спортсменов прирост МПК еще больше. Максимальных значений абсолютные величины МПК достигают в возрасте 14-15 лет.Подростки в этот период хорошо приспособлены к выполнению работы аэробного характера – циклических упражнений умеренной мощности (около 70% от МПК). Выполнение нагрузок максимальной и субмаксимальной мощности (90-100% МПК) для них трудно переносимо, так как в этом возрасте недостаточно развиты анаэробные возможности организма.Рисунок 6. Аэробные возможности мальчиков 8-15 Относительные величины МПК (мл/мин.кг) на протяжении среднего старшего школьного возраста (10-17 лет) практически не изменяются. Это связано с тем, что годовые приросты аэробных возможностей не превышают приростов массы тела. Однако у юных спортсменов, имеющих лучше развитые скелетные мышцы, формирующие аэробное энергообеспечение, относительные величины МПК выше, чем у сверстников, не занимающихся спортом.Относительные величины МПК в женском организме ниже, чем в мужском. У девочек старше 8-летнего возраста относительные величины МПК в среднем школьном возрасте ниже, чем у мальчиков на 12-21%, в старшем школьном возрасте – на 33-39%. Объясняется это тем, что в составе тела у них больше доля жирового компонента, потребляющего незначительное количество энергии.Стабильные величины относительного МПК очень важны в плане отбора. Так как они не изменяются в процессе тренировки и уже в 9-10-летнем возрасте соответствуют взрослым показателям, то их следует использовать как информативные прогностические критерии для отбора детей в ДЮСШ, особенно в иды спорта, требующие развития выносливости.После 14-летнего возраста начинается реализация нового этапа генетической программы онтогенеза. Происходит формирование быстрых мотонейронов в ЦНС и развитие быстрых и мощных гликолитических мышечных волокон в скелетных мышцах. К IV-V стадиям полового созревания (15-18 лет) быстрые волокна уже занимают по объему около 50% мышечной массы. Устанавливается характерный для каждого индивида состав (композиция) мышечных волокон. С появлением гликолитических волокон происходит быстрое развитие анаэробных возможностей растущего организма. Сократительная деятельность этих волокон не зависит от работы кислородтранспортной системы (крови, сердечно-сосудистой и дыхательной систем), так как они получают энергию в бескислородных условиях. В результате повышается адаптация юношей и девушек к работе анаэробного характера – к выполнению циклической работы в зоне максимальной и субмаксимальной мощности, силовых и скоростно-силовых упражнений.Мощность выполняемой работы увеличивается с 11 до 16 лет более, чем на 200 % (для сравнения – увеличение мощности работы с 7 до 11 лет составляет всего 30%). Объем выполненной работы максимальной мощности повышается по сравнению с 7-летним возрастом в 10 лет на 50%, а в14-15 лет – на 300-400%.За счет достигнутого высокого уровня МПК и улучшения процессов координации в мышечной и вегетативных системах энергообеспечения растет также и аэробная работоспособность юношей – в зонах большой и умеренной мощности.Экономичность и эффективность работы функциональных систем еще не достигают взрослых значений. КПД работы, выполняемой на уровне МПК, в14-15 лет составляет всего 65-70% взрослого уровня, а процесс восстановления значительно более длительный. У юношей 17 лет длительность восстановления в 2 раза превышает время восстановления у 20-летних при той же выполненной работе.Четко выраженные гормональные и вегетативные перестройки сопровождают выполнение физических нагрузок у детей среднего и старшего школьного возраста.Рисунок 7. Возрастная динамика анаэробных возможностей (кислородный долг, мл/кг) и относительная величина МПК (мл/мин/кг) у мальчиков 9-17 летАдаптация к специфическим упражнениям отражается у систематически тренирующихся детей в более выраженных предстартовых изменениях по сравнению с детьми, не занимающимися спортом. Легче всего предстартовая настройка развивается у подростков и юношей, характеризующихся темпераментом сангвиников, затем – у холериков и у флегматиков. В период полового созревания у подростков из-за высокой возбудимости неровной системы особенно выражены состояния предстартовой лихорадки.Период врабатывания как в возрасте 7-10 лет, так и в возрасте 15-18 лет характеризуется начальным резким увеличением показателей сердечно-сосудистой и дыхательной систем (на 42,5%) с последующим медленным повышением до необходимого рабочего уровня. Длительность устойчивого состояния при постоянной мощности работы (или оптимального состояния при переменной мощности) короче, чему взрослых, а утомление наступает быстрее. Быстрое наступление утомления, в частности, обусловлено малой переносимостью кислородного дефицита. Величина максимального кислородного долга у подростков меньше, чем у взрослых: в 9-10 лет она составляет всего 0,8-1,2 л, в 12-14 лет – 2-2,5 л (у нетренированных взрослых – 6-10л). В 13 лет величина относительного кислородного долга (в расчете на 1 кг массы тела или 1 м2 поверхности тела) примерно равна 60-70% соответствующего показателя у взрослых.В системе крови у детей среднего и старшего школьного возраста при физических нагрузках часто возникает II фаза миогенного лейкоцитоза (I-я нейтрофильная), в то время как у взрослых при тех же нагрузках наблюдается лишь I фаза (лимфоцитарная). Большие мышечные нагрузки вызывают неадекватные реакции крови у подростков – они снижают иммунитет организма. При этом в крови наблюдается угнетение активности и снижение количества Т-лимфоцитов, уменьшается количество иммунного белка гамма-интерферона, появляется феномен исчезающих антител.В связи с незавершенностью роста массы сердечной мышцы и объема сердца у подростков увеличение систолического объема крови не достигает еще взрослых величин. Даже при максимальном нарастании систолического объема при работе его значения лишь в 2 раза превышают уровень покоя, а у взрослых – в 2,5 раза. В возрасте 8-9 лет максимальные значения систолического объема составляют 70 мл, в 10-11 лет – 80 мл, в 14-15 лет – 100-120 мл, у взрослых мужчин 20-22 лет – 140 мл.Сравнительно небольшим объемом крови, поступающим в кровяное русло за один удар, объясняется то, что нарастание минутного объема крови у подростков еще в значительной мере зависит от преимущественного повышения ЧСС. Лишь после 15-16-летнего возраста величина сдвигов ЧСС при нагрузках несколько снижена. Величина МОК у подростков постепенно повышается: в 10-12 лет она равна 3,2л/мин, в 13-16 лет – 3,8 л/мин, в юношеском возрасте МОК приближается ко взрослому уровню (у взрослых МОК=4,5-5л/мин).Недостаточная эффективность регуляторных процессов в пубертатный период у подростков отражается особенно заметно в реакциях кровообращения на статические нагрузки. Если при статических напряжениях больших мышечных групп в вертикальной позе они явно недостаточны – наблюдается неустойчивость венозного тонуса, затяжной период восстановления. Это отражает низкую выносливость подростков к подобным статическим нагрузкам.У нетренированных подростков 14-15 лет оптимальное повышение МОК наблюдается при мощности работы не более 40-50% МПК, а оптимальное повышение минутного объема дыхания – при 70% МПК, т.е. при работе умеренной мощности изменения дыхательной и сердечно-сосудистой систем наиболее эффективны.С увеличением возраста школьников повышаются функциональные резервы дыхательной системы. При работе на уровне МПК величина МОД (л/мин) увеличивается по сравнению с состоянием покоя в возрасте 8-9 лет в 7-8 раз, в 10-11 лет – в 9-11 раз, в 16-18 лет – в 10-12 раз. Но эффективность дыхательной системы у подростков в определенной мере у юношей еще мала. Несмотря на возросший рабочий уровень легочной вентиляции, альвеолярный воздух у подростков насыщается кислородом при вдохе меньше, чем у взрослых. Это обусловлено менее глубоким дыхательным объемом, большим относительным объемом вредного пространства, меньшей выносливостью дыхательных мышц, отставанием роста грудной клетки (и соответственно недостаточной величиной ЖЕЛ), незрелостью регуляторных процессов.К несовершенству газообмена в легких добавляется еще низкая величина кислородной емкости крови и менее эффективный газообмен в тканях, где невысок коэффициент утилизации кислорода, т.е. малая величина кислорода переходит из артериальной крови в ткани и изначальная его часть уносится венозной кровью обратно. У подростков отмечается менее выгодное соотношение поступления кислорода в легкие и потребление его тканями: у ребенка 8-9 лет и подростка 15-16 лет это соотношение составляет 6:1, а у нетренированного взрослого человека оно равно 5:1 и у тренированного взрослого – 4:1. У взрослых людей каждый литр кислорода при работе на уровне МПК извлекается из 25 л воздуха, а у подростка – из 35 л, т.е. требуемая работа легких почти в 1,5 раза больше, чем у взрослого.При этом кислородный запрос на работу у подростков и юношей выше, чем у взрослых на ту же нагрузку. Отмеченные особенности удовлетворения кислородного запроса свидетельствуют о важности регламентирования физических нагрузок у подростков и юношей.Форсирование нагрузок особенно в период полового созревания может привести к тяжелым последствиям. У девочек 10-11 лет при больших нагрузках возникает несоответствие электрической и механической систолы сердца в результате нарушения обменных процессов в миокарде. При больших нагрузках возникает патологическая инволюция вилочковой железы, нарушение иммунитета приводит к повышенной заболеваемости детей. Угнетается секреция половых гормонов, нарушается становление и стабилизация ОМЦ.В связи с особенностями развития детского организма в процессе физического воспитания требуется тщательное дозирование и индивидуальных нагрузок, контроль за текущим состоянием детей. Постепенное наращивание физических нагрузок в соответствии с возрастными функциональными возможностями развивающегося организма обеспечит рациональное течение адаптационного процесса, сохранение здоровья детей и рост их спортивного мастерства.2.4 Влияние спортивной тренировки на развитие функциональных систем организма и работоспособностьСистематические занятие физическими упражнениями вызывают значительные изменения строения и функций организма, повышают его функциональные возможности и способствует развитию физических качеств юных спортсменов.В коре больших полушарий тренирующегося подростка наблюдается общий подъем функционального состояния (возбудимости и лабильности) корковых нейронов, улучшаются показатели высшей нервной деятельности – сила, уравновешенность и подвижность нервных процессов. Возникающий рост быстродействия мозга отражается в его электрической активности повышением частоты основного ритма покоя – альфа-ритма ЭЭГ. У юных спортсменов 14-15 лет с более высокой частотой альфа-ритма (11-12 колеб./с) наблюдается большая частота тепинг-теста и более высокая с меньшей частотой альфа-ритма (8-9 колеб./с). По мере роста специальной работоспособности в ЦНС юного спортсмена происходят специфические изменения, отражающие формирование новых двигательных навыков.Таблица 5. Динамика межцентральных взаимосвязей в коре больших полушарий у одних и тех же юных спортсменов-фигуристов на протяжении 5-летней тренировки (показано среднее число высоких 0,7 – 1,0 корреляций потенциалов в ЭЭГ отдельного спортсмена в % от общего числа просчитанных корреляций) Функциональное состояниеI юн.разрядIIIразрядIIразрядIразрядКМС11-12 лет13-14 лет15-16 лет17-18 лет19-20 летИсходный фон9,39,210,08,211,0Представление неспецифического элемента (бег)12,212,212,813,718,9Представление специфического элемента (перебежка)9,610,113,817,423,3Работа(имитация перебежки)14,214,619,727,030,0Работа под привычную музыку15,319,123,329,932,6Нервные клетки начинают работать более ритмично и стабильно. Активность отдельных нейронов синхронизируется с соседними нейронами для участия в управлении конкретными движениями. Тем самым создаются особые условия для развития функциональных систем, отражающие в своем составе специфику освоенного двигательного умения и навыка, а при циклической работе – темп движений.Проявление этих функциональных систем в ЭЭГ усиливается у юных спортсменов по мере увеличения возраста и роста спортивного мастерства, а их особенности проявляются не только во время работы, но и при ее мысленном выполнении, а также в предстартовом состоянии, демонстрируя степень освоения навыка и специфическую перенастройку мозга.В процессе адаптации к физическим нагрузкам совершенствуется регуляция кровеносных сосудов мозга. Высокое нервно-психическое напряжение отрицательно влияет на возможности сохранять устойчивую работоспособность. Например, более высокая эмоциональная и информационная нагрузка в индивидуальных занятиях тактической направленности по сравнению с занятиями технической направленности у юных фехтовальщиков приводит к более быстрому развитию утомления и значительно сокращает работу до отказа.Вместе с тем, чем выше квалификация юных спортсменов, тем большей способностью они обладают к произвольной мобилизации функциональных резервов для преобладания утомления, особенно в условиях работы с повышенной мотивацией. Они выполняют при этом значительно больший объем работы, чем нетренированные сверстники, но испытывают более глубокое утомление и нуждаются в более длительном отдыхе.