Книга: Физиология человека. Общая. Спортивная. Возрастная

2.6.3. Реакции вегетативных систем и энергообеспечение при физических нагрузках

2.6.3. Реакции вегетативных систем и энергообеспечение при физических нагрузках

Дети дошкольного и младшего школьного возраста отличаются при физических нагрузках быстрым врабатыванием и быстрым восстановлением. В этом возрасте характерны малая выраженность устойчивого состояния и быстрое развитие утомления. Для них непереносима монотонная деятельность, тяжелы статические нагрузки. Эффективность механической работы низка: КПД их составляет всего 10–12 %, тогда как у нетренированных взрослых – 20–25 %, у спортсменов – порядка 30–35 %.

Дети легче переносят нагрузки аэробного характера и мало адаптированы к анаэробной работе. Однако аэробные возможности их еще недостаточны. Высокий расход кислорода, обусловленный интенсивным энергообменом, требует постоянного бы строго притока кислорода.

Рис. 52. Изменение МОК у нетренированных (1) и тренированных (2) мальчиков 7–8 лет при выполнении стандартной нагрузки:

I – исходный фон, II – работа,

III – восстановительный период (по: С.А. Косилов и др., 1989)

Вдобавок к этому кислородная стоимость работы у детей из-за несовершенства двигательных навыков и недостаточной координации движений выше, чем у взрослых. С этими высокими потребностями в кислороде не справляется кислородтранспортная система. Неэффективное дыхание, малая величина систолического объема крови, низкая кислородная емкость крови не обеспечивают должного удовлетворения кислородного запроса. Можно отметить, что 1 л кислорода у дошкольников и младших школьников извлекается из 5 л альвеолярного воздуха (у взрослых – всего из 3,5 л) и из 12 л крови (у взрослых – из 8 л). При малом объеме сердца и легких дети на физические нагрузки реагируют значительным повышением частоты сердцебиений и дыхания.

Величина систолического объема крови у детей младшего школьного возраста повышается при интенсивной работе до 70 мл, минутный объем крови достигает 13–15 л/мин, при этом частота сердечных сокращений может повышаться до 240 уд./мин и более. Важной особенностью регионарного кровообращения является большее увеличение ЧСС, систолического и минутного объема кровотока при работе ногами, чем при работе руками. При этом работа руками в большей степени вызывает повышение ЧСС, а работа ногами – систолического объема крови. Адекватные нагрузки для детей младшего школьного возраста при работе руками в 2–2,5 раза меньше по мощности, чем при работе ногами. У тренированных детей МОК при стандартных нагрузках быстрее достигает рабочего уровня, эти сдвиги более экономны и быстрее восстанавливаются по сравнению с изменениями МОК у нетренированных детей (рис. 52).

Рабочие изменения артериального давления из-за низкой мощности сердечной мышцы, малого систолического объема крови, относительно широкого просвета и высокой эластичности стенок сосудов сравнительно небольшие (до 150–160 мм рт. ст.). Минутный объем дыхания у детей 8-11 лет увеличивается при работе до 50–60 л/мин, но при небольшой глубине дыхания резко нарастает частота дыхания.

Дыхание неравномерное, зачастую возникают задержки дыхания. Большое значение для детей имеет носовое дыхание. От него дети зависят больше, чем взрослые, так как их носовые проходы узкие, а реакции кровеносных сосудов слизистой дыхательных путей на изменения температуры внешней среды еще несовершенны.

Игры и эстафеты за счет высокой эмоциональности детей вызывают резкое нарастание у них ЧСС и изменения дыхания.

Повышение мощности нагрузки вызывает у младших детей гораздо большее увеличение ЧСС и частоты дыхания, чем у более старших. Часто (в 12–13 % случаев) в состоянии покоя встречаются значительные дыхательные аритмии, которые исчезают при рабочем учащении дыхания до 30 вд./мин.

Дети младшего школьного возраста и особенно дошкольного возраста не переносят длительные интенсивные нагрузки, связанные с накоплением кислородного долга и с задержкой дыхания. В их крови при задержке дыхания очень быстро падает содержание оксигемоглобина. Непроизвольное прекращение задержки дыхания наступает при гораздо более высоких его концентрациях, чем у взрослых, обусловливая малую продолжительность подобных задержек (табл. 22).

Таблица 22

Возрастные изменения длительности задержки дыхания на вдохе

(по: Е.К. Аганянц и др., 1991)

Аэробные возможности детей нарастают с возрастом, увеличиваясь в абсолютных значениях МПК (л/мин) примерно до 15 лет. У мальчиков МПК составляет в 7–8 лет – 1,3 л/мин, в 8–9 лет – 1,5, в 9-10 лет – 1,6, в 10–11 лет – 1,7 л/мин. Эти значения гораздо ниже, чем у взрослых. Однако относительные величины МПК (мл/мин/кг) у детей очень высоки, близки к показателям нетренированных взрослых лиц, а у некоторых детей даже превосходят их. У мальчиков младшего школьного возраста значения МПК превышают эти показатели у девочек (табл. 23).

Таблица 23

Возрастная динамика относительных величин максимального потребления кислорода (МПК)

(по: А.А. Гуминский, 1973)

Величина предельного кислородного долга у детей 8 11 лет не превышает 1,5–3 л. Это ограничивает возможности выполнения работы субмаксимальной мощности (например, бег на средние дистанции). При подобных нагрузках энергообразование идет за счет реакций гликолиза, но у детей эти реакции развиты недостаточно в связи с малыми запасами углеводов в организме и затруднениями в их мобилизации. Быстрое снижение концентрации глюкозы в крови является лимитирующим фактором при данных нагрузках. При этом даже не накапливается в крови большого количества лактата – максимальная его концентрация у детей в 7–9 лет составляет только 9 мМоль/л, т. е. вдвое ниже, чем у взрослых. Для развития анаэробных возможностей у детей дошкольного и младшего школьного возраста анаэробные нагрузки следует включать в занятия физическими упражнениями, но их доля не должна превышать 20 % общего объема нагрузки.

Статические нагрузки вызывают негативные реакции сердечно-сосудистой и дыхательной систем у детей. У них отмечается увеличение не только максимального, но и минимального артериального давления, что резко ухудшает условия кровоснабжения. В восстановительном периоде у детей сильно выражен феномен статических усилий – после рабочего увеличения функций дыхания и кровообращения. Такие реакции обнаруживаются даже при локальных статических усилиях. Глобальные статические нагрузки маленьким детям вообще противопоказаны.

Вращательные нагрузки вызывают у детей дошкольного и младшего школьного возраста отличную от взрослых реакцию сердечно-сосудистой системы. У них по сравнению со взрослыми наблюдается большая доля парасимпатических эффектов (замедления ЧСС) и меньшая доля симпатических эффектов (учащением ЧСС), а также более частое отсутствие изменений ЧСС (табл. 24).

Таблица 24

Возрастная динамика изменений ЧСС после вращательных нагрузок в тесте «Вертикаль» (по: А.А. Зайцев, 1999)

Наиболее адекватными для детей являются кратковременные динамические нагрузки с небольшими интервалами, более длительные циклические упражнения невысокой мощности (аэробного характера) и скоростно-силовые упражнения.