Книга: Физиология человека. Общая. Спортивная. Возрастная

4.3. Влияние занятий физической культурой на физическое, функциональное развитие, работоспособность и состояние здоровья школьников

4.3. Влияние занятий физической культурой на физическое, функциональное развитие, работоспособность и состояние здоровья школьников

Уроки физической культуры должны повышать устойчивость организма школьников к физическим нагрузкам и быть направлены на улучшение физического и функционального развития, увеличение работоспособности, сохранение и укрепление здоровья учащихся. Медико-биологической основой этих процессов являются физиологические, биохимические и морфологические изменения, возникающие во время занятий физическими упражнениями, а также совершенствование нервной и гуморальной регуляции функций организма учащихся.

Одно из основных физиолого-педагогических требований урока физической культуры состоит в получении тренировочного эффекта. В физиологическом отношении тренировочный эффект заключается прежде всего в повышении функциональных возможностей различных органов и систем и развитии адаптации организма к физическим нагрузкам.

Тренировочный эффект возникает, если нагрузка достигает или превышает пороговую величину, которая всегда должна быть выше обычной повседневной (бытовой) нагрузки. Выбирая величину пороговой нагрузки, следует учитывать функциональные возможности организма, возраст и пол школьников. Одна и та же нагрузка может быть выше или ниже пороговой для школьников разного возраста (младший, средний, старший) и разного пола. Для решения различных задач урока (вводная, основная, заключительная) величина пороговых нагрузок также должна быть различной. Из сказанного следует, что для правильного и грамотного проведения занятий педагогу необходимо знать и учитывать целый ряд методических и медико-биологических положений.

В соответствии с фазовым протеканием адаптационных изменений тренировочный эффект физических упражнений может быть различным: срочным, отставленным (пролонгированным) и кумулятивным.

Срочный эффект нагрузки проявляется функциональными изменениями в организме во время или вскоре после окончания нагрузок (до 30–60 мин). Главная физиологическая особенность срочного эффекта заключается в том, что он формируется на основе готовых, ранее образованных механизмов регуляции и программ приспособления и характеризуется избыточной активацией различных органов и систем.

Отставленный тренировочный эффект наблюдается на поздних фазах восстановления и в физиологическом отношении представляет собой продолжительную деятельность различных органов и систем на повышенном уровне их функционирования. Именно отставленный эффект способствует развитию в организме явлений суперкомпенсации.

Кумулятивный эффект возникает как результат последовательного суммирования срочных или отставленных и формируется на основе вновь создаваемых программ и механизмов приспособления. В кумулятивном эффекте возникают изменения, связанные с усилением синтеза нуклеиновых кислот и белков, способствующих развитию долговременной адаптации. Кумулятивный эффект выражается в улучшении физического и функционального развития, повышении работоспособности и вызывает две основные физиологические перестройки: а) увеличение функциональных резервов организма; б) повышение экономичности (эффективности) деятельности различных органов и систем.

Продолжительность упражнений тесно связана со скоростью их выполнения и определяется характером энергообеспечения. Так, при выполнении упражнений в максимально возможном темпе в течение 3-10 секунд энергообеспечение осуществляется по креатинфосфатному механизму, при работе от 20 секунд до 3–5 минут – по гликолитическому (лактатному) и при умеренной нагрузке в течение десятков минут и нескольких часов развертываются аэробные реакции.

Существенное значение имеет продолжительность интервала отдыха между нагрузками. Если нагрузки невелики и отдых между ними достаточен, то школьники работают при аэробном энергообеспечении; если нагрузки большие, а отдых мал – при анаэробном энергообеспечении.

Увеличение числа повторений упражнений в аэробных условиях повышает функциональные возможности кислородтран-спортной системы и физическую работоспособность, а при увеличении числа повторений в анаэробных условиях – наступает истощение механизмов энергообеспечения и снижаются функциональные возможности организма.

С увеличением возраста школьников, которые регулярно занимаются физическими упражнениями, функции организма и работоспособность улучшаются. С другой стороны, достоверно установлено, что количество занятий физическими упражнениями для адекватного развития организма школьников, предусмотренное существующим ныне учебным планом, недостаточно. В частности, специально выполненными исследованиями под руководством Л.Е. Любомирского (1989), школьников разных возрастных групп (7-10 классы) при обычном занятии физической культурой (2 часа в неделю) и дополнительном введении одного внеурочного часа установлено, что у лиц экспериментальной группы были лучшие показатели гемодинамики, внешнего дыхания, энергообеспечения и выше уровень физической работоспособности по данным велоэргометрии. Было также показано, что у школьников в стадии завершения полового созревания как в состоянии покоя, так и при различных физических нагрузках (по сравнению с лицами препубертатного периода) показатели функций организма более экономичны и у них существенно выше работоспособность.

Известно, что в странах Западной Европы, США и Японии на занятия по физическому воспитанию школьников отведено от 3 до 6 часов в неделю. И даже при таком положении дел в ФРГ, например, «более 60 % школьников страдают заболеваниями, которые раньше считались “привилегией” лиц пожилого возраста». В США, по данным Президентского совета по физической подготовке и спорту, «… в начале 80-х годов лишь 0,1 % школьников выполняли спортивные нормативы, установленные советом» (Жарова Л., Станиславская Е., 1987). Есть все основания полагать, что физическое и функциональное развитие школьников нашей страны и состояние их здоровья – не лучше.

По данным доклада в Государственной думе в 1993 г. о состоянии здоровья населения Российской Федерации, 60 % детей в возрасте от 3 по 7 лет отнесены к практически здоровым, но имеющим различные функциональные нарушения. В частности, у 30–40 % детей младшего и у 20–30 % – старшего дошкольного возраста отмечены невротические нарушения, у 35 % – отклонения со стороны опорно-двигательного аппарата и пр.

С 1960 по 1993 г. численность практически здоровых школьников (?-?? группы здоровья) снизилась в первых классах с 61 % до 46 %, в восьмых – с 60 % до 48 %. С переходом из класса в класс здоровье детей ухудшается. За время обучения в школе число абсолютно здоровых детей снижается в 4–5 раз, особенно в 4–5 классах, когда совпадают периоды полового созревания и повышенной учебной нагрузки. К 8 классу в 5 раз возрастает частота нарушений со стороны органа зрения, в 1,5–2 раза – нервно-психических расстройств, в 2–3 раза – нарушения осанки.

По данным Первого съезда практических психологов (1994), около 80 % школьников заканчивают учебу с отклонениями в состоянии здоровья, 45 % из них являются хроническими больными. Причины такого состояния – издержки школьного обучения.

Высокая интенсивность школьного обучения и недостаточная двигательная активность приводят к резкому снижению эмоционального и психического тонуса учащихся, повышению уровня тревожности и снижению их умственной работоспособности.

Гипокинезия, вызывая нарушения обменных процессов и избыточное отложение липидов, способствует заболеванию детей ожирением. У таких детей чаще возникают травмы, в 3–5 раз выше простудная заболеваемость. На протяжении школьного обучения у 14–18 % школьников развивается гипертоническая болезнь, а 20–25 % детей из числа отстающих в учебе по состоянию здоровья становятся второгодниками. Как указывают авторы, школьные уроки физической культуры (2 часа в неделю) восполняют двигательный дефицит только на 11 %.

На протяжении десяти лет под нашим руководством проводились комплексные обследования детей дошкольного возраста, школьников и студентов в различных регионах России (Калининград, Кемерово, Краснодар, Курск, Санкт-Петербург, Шуя, Уссурийск). Результаты этих исследований, значительная часть которых уже завершена и защищена в виде кандидатских и докторских диссертаций, позволили нам сформулировать и реализовать некоторые теоретические и прикладные проблемы профилактического, диагностического и оздоровительного характера.

Выполненные комплексные исследования по оценке функционального состояния ЦНС, сердечно-сосудистой, дыхательной и сенсорных систем, органов выделения, энергообеспечения и физической работоспособности у школьников и студентов в процессе регулярных занятий физическими упражнениями позволили установить некоторые особенности в проявлении вышеназванных физиологических реакций по сравнению с аналогичными показателями у лиц, не занимающихся физическими упражнениями. В частности, у последней категории обследованных перестройка регуляторных приспособительных механизмов и мобилизация физиологических резервов осуществляется, как правило, с повышенными энергетическими затратами. В зависимости от возраста и стажа физкультурных занятий установлены различные типы кортикального влияния на процессы центральной регуляции адаптивных механизмов с вовлечением в этот процесс различных отделов головного мозга.

Особенностью деятельности сердечно-сосудистой системы у детей в первые годы регулярных занятий физическими упражнениями с определенными нагрузками является преобладание процессов гипертрофии миокарда и более умеренное расширение полостей сердца. Под влиянием умеренных физических нагрузок у школьников и студентов улучшается взаимодействие анализаторных систем, нормализуется кислотно-щелочной баланс организма, ускоряется восстановление мышечного тонуса, а также совершенствуются фильтрационные, водо-, ионо– и осморегулирующие функции почек.

Лица, не занимающиеся регулярно физическими упражнениями, при нагрузках характеризуются более ранним метаболическим ацидозом и коротким аэробно-анаэробным переходом, что является факторами, лимитирующими физическую работоспособность и способствующими возникновению отдельных заболеваний.

При систематических занятиях определенным видом труда в организме человека формируется специальная функциональная система адаптации. Образование такой системы у школьников и студентов составляет принципиальную основу долговременного приспособления к физическим нагрузкам и реализуется повышением эффективности деятельности различных органов, систем и организма в целом (Солодков А.С., 1988). Установлены особенности взаимосвязи функций ЦНС, кровообращения, дыхания, сенсорных систем и энергообеспечения в зависимости от возраста и стажа занятий. Зная закономерности формирования функциональной системы, можно различными средствами эффективно влиять на отдельные ее звенья, ускоряя приспособление к физическим нагрузкам и повышая работоспособность, т. е. управлять адаптационным процессом, а также предупреждать неблагоприятно направленные функциональные сдвиги и сохранять здоровье учащихся.

Сохранение и восстановление здоровья населения (в данном случае не принимается во внимание лечение болезней) могут осуществляться путем применения различных способов и средств. В настоящее время наиболее распространенными являются: скрининг населения с выявлением «групп риска» среди практически здоровых людей, формирование и реализация здорового образа жизни, улучшение экологической ситуации, условий труда и быта людей и др. Однако многие из них требуют значительных материальных затрат, дорогостоящего оборудования и аппаратуры, специального обучения персонала. А достаточная двигательная активность, направленная на борьбу с гиподинамией и гипокинезией, широкое внедрение физической культуры в жизнь и быт населения, как показывают многочисленные медико-биологические исследования, способствуют укреплению здоровья человека, повышению устойчивости его организма к действию различных неблагоприятных факторов внешней среды (температура, давление, загрязненность воздуха и воды, инфекции и др.), а также сохранению и восстановлению работоспособности, препятствию развития раннего утомления и переутомления и коррекции психоэмоциональных перегрузок во время профессиональной деятельности человека.

В процессе выполнения исследований нами была теоретически обоснована и экспериментально проверена на практике в школах, гимназиях и вузах России концепция функциональной взаимозависимости физических нагрузок, показателей функций организма и состояния здоровья учащихся (рис. 61). Оказалось, что недостаточная двигательная активность ведет к изменению функциональных показателей организма, отрицательные сдвиги которых могут вызывать возникновение предпатологических состояний и заболеваний. Возникшие формы патологии в свою очередь снижают двигательную активность, ухудшают функциональное состояние организма и еще более увеличивают интенсивные показатели заболеваний, которые нередко приобретают хронический характер. Таким образом получается порочный замкнутый круг, который проще и доступнее всего разорвать путем применения различных физических упражнений в достаточном объеме с учетом возраста, пола, тренированности и состояния здоровья людей.

Рис. 61. Функциональная взаимосвязь физических нагрузок и состояния здоровья населения:

1 – уровень физической активности;

2 – состояние функций организма;

3 – заболеваемость

В частности, проведенное нами медико-педагогическое наблюдение за учащимися гимназии физико-математического профиля при СПбГУ показало, что ученики 9 класса (первый год обучения в гимназии) совершают от 12 000 до 20 000 локомоций (по данным шагометрии), в 10 классе 5000-12 000 ив 11 классе – от 10 000 до 15 000 (рис. 62). Анализ функций сердечно-сосудистой системы свидетельствует, что за трехлетний период обучения у детей как в состоянии покоя, так и при физических нагрузках наблюдается тенденция к тахикардии, развитию гипотензивных реакций и снижению мышечной работоспособности.

Рис. 62. Взаимозависимость двигательной активности и состояния здоровья учащихся

По данным врачей этой гимназии, среди учащихся 9 класса заболевания, по поводу которых они обращались за медицинской помощью, отмечены у 54 % гимназистов, в 10 классе – у 86 % и в 11 классе – у 78 %. Несомненный интерес представляют сведения об освобождении учащихся по болезни от занятий на уроках физической культуры. Так, если общее число освобождений в 9 классе условно принять за 100 %, то в 10 классе оно составило 307 % ив И классе – 265 %. Анализ общей заболеваемости гимназистов во всех трех классах позволил установить, что среди 227 человек те или иные формы патологии выявлены у 164 (74,4 %) учащихся.

О состоянии здоровья студентов высших учебных заведений в различных городах России можно сказать следующее. Удельный вес студентов, включенных в специальные медицинские группы (Калининградский университет, Кубанский медицинский институт, Санкт-Петербургские медицинские вузы, Шуйский и Уссурийский педагогические институты), составляет от 15 % до 30 %. Совершенно очевидно, что в состав этих групп включаются не все студенты, имеющие те или иные формы патологии. Поэтому общая заболеваемость студентов в различных вузах колеблется от 50 % до 75 % от общего их числа. У школьников и студентов, регулярно занимающихся физическими упражнениями, общая заболеваемость в 1,5–2 раза ниже, чем у лиц контрольных групп.