Морфофункциональное и метаболическое обоснование занятий физическими упражнениями лиц разного возраста
Онтогенез — это весь период индивидуального развития организма от момента оплодотворения яйцеклетки до естественного окончания жизни. В онтогенезе выделяют два относительно самостоятельных этапы развития: пренатальный (от момента оплодотворения и до рождения ребенка) и постнатальный (от рождения до естественного завершения индивидуальной жизни).
С рождением человека развитие его продолжается в течение всего постнатального периода, в котором, в свою очередь, можно выделить ранний, зрелый и конечный (период старения) этапы развития. В процессе онтогенеза происходят рост и развитие организма, завершающиеся в основном в 18—22 года (Ананьев и др., 2001; Апанасенко, 1985; Возрастная физиология, 1978; Дубровский, 2005).
Под термином рост подразумевают увеличение длины, объема, массы тела детей и подростков, обусловленные увеличением количества клеток и составляющих их органических молекул, то есть количественными изменениями. Под развитием подразумевают качественные изменения в организме, состоящие в усложнении строения и функций всех тканей и органов, совершенствовании их взаимодействия и процессов регуляции.
Рост и развитие тесно взаимосвязаны и взаимообусловлены. Так, постепенные количественные изменения, возникающие в процессе роста организма, ведут к появлению у ребенка новых качественных особенностей. Качественное совершенствование двигательных функций ребенка, в свою очередь, способствует количественному морфофункциональному созреванию мозговых структур, поскольку вследствие увеличения двигательной активности ребенка более интенсивно происходит и формирование новых межклеточных и межзональных связей в подкорковых и корковых образованиях головного мозга.
Рост и развитие человека запрограммированы генетически и определяют лишь общий план развития. Конечная реализация генетической программы зависит от влияния внешней среды, в том числе и физических нагрузок. Многие морфологические признаки тела находятся под генетическим контролем: ЖЕЛ, общая емкость легких, остаточный и резервный объем дыхания, продолжительность задержки дыхания. Генетически обусловлены максимальная ЧСС, общий объем сердца, масса левого желудочка, капилляризация сердца, толщина коронарных артерий и др. На 90—94 % генетическими факторами обусловлен уровень VO,max. Ярким доказательством влияния комплекса генетических факторов и факторов окружающей среды на физическое развитие современного человека являются акселерация и эпохальные сдвиги (Дубровский, 2005; Ермолаев, 2001; Солодков, Сологуб. 2001).
Показатели влияния наследственности (коэффициент Хольцингера) на некоторые морфофункционапьные признаки организма человека
Морфофункциональный признак
Показатель наследственности (Н)
- Рост - 0,73—0,80
- Масса тела - 0,65
- Объем сердца - 0,80—0,92
- Показатели ЭКГ - 0,78-0,88
- Минутный и ударный объем крови - 0,83—0,94
- ЧСС во время работы - 0,60—0.91
- АДсист. в покое и во время работы - 0,60—0,70
- ЖЕЛ - 0,48—0.93
- МОД во время работы - 0.59—0.98
- VO,max - 0,77—0,96
- Максимальная анаэробная мощность - 0,84—0,98
- Задержка дыхания на вдохе - 0.80
- PWC,™ - 0.88—0.90
- Процент МС волокон в мышцах - 0.92—0.99
- Вырабатывание условных рефлексов - 0.73—0.80
- Частотно-амплитудные показатели ЭЭГ - 0,90
Акселерация — это ускорение темпов роста и развития размеров тела, более ранние сроки полового созревания современного человека относительно предыдущих поколений. Эпохальные сдвиги — комплекс морфофункциональных изменений организма современного человека: увеличение размеров тела, снижение возраста полового созревания, ускорение темпов развития, уменьшение периода роста, увеличение продолжительности жизни и периода работоспособности. Это — положительные изменения, отражающие влияние благоприятных социальных и медико-биологических факторов, поскольку вместе с улучшением показателей физического развития отмечается повышение уровня проявления двигательных способностей и показателей физической работоспособности, рост спортивных результатов.
Биологические механизмы акселерации окончательно не выяснены, но наиболее существенными являются такие: эффект гетерозиса (вследствие широкой миграции современного населения и увеличения количества смешанных браков), урбанизация (увеличение количества населения городов) и стимулирующее влияние уровня городской жизни на темпы развития; увеличение уровня радиации на Земле; улучшение социальных и социально-гигиенических условий жизни населения промышленно развитых стран и др.
Жизненный цикл человека делится на возрастные периоды, характеризующиеся определенными морфологическими и функциональными особенностями. В исследовании проведенном группой ученых из Университета Эразма, сообщается что максимальный средний возраст женщины до 115,7 лет, а мужчины чуть меньше — до 114,1 лет. Вопросы возрастной периодизации являются спорными из-за отсутствия единого взгляда на критерии границ между возрастными этапами.
К тому же каждый организм развивается индивидуально, проходит своим неповторимым путем со своими отклонениями и блужданиями. Нередко физическое и умственное созревание, функциональная дееспособность двигательного аппарата и внутренних органов, общее состояние организма, то есть все то, что характеризует биологический возраст, не согласовываются с календарным возрастом, опережая его, или, наоборот, заметно отставая (Семенов, 2005; Солодков, Сологуб, 2005; Korobeynikov, Korobeynikova, 2003).
Самой распространенной является такая схема возрастной периодизации.
- Новорожденные - 1—10 дней
- Грудной возраст - 10 дней — 1 год
- Раннее детство - 1—3 года
- Первое детство - 4 – 7 лет
- Второе детство - 8—12 лет (мальчики); 8—11 лет (девочки)
- Подростки - 13—16 лет (мальчики); 12—15 лет (девочки)
- Юношеский возраст - 17—21 год (юноши); 16—20 лет (девушки)
- Зрелый возраст
- I период - 22—35 лет (мужчины); 21—35 лет (женщины)
- II период - 36—60 лет (мужчины); 36—55 лет (женщины)
- Пожилой возраст - 61—74 года (мужчины); 56—74 года (женщины)
- Старческий возраст - 75—89 лет (мужчины и женщины)
- Долгожители - свыше 90 лет
В развитии организма в онтогенезе обнаружены две основных закономерности: неравномерность (цикличность) и неодновременность (гетерохронность). Цикличность состоит в том, что периоды усиленного роста и интенсификации обменных процессов сменяются их замедлением. Суть гетерохронности: формирование разных органов и систем происходит в разное время. В связи с неравномерностью роста и развития человека выделяют несколько периодов:
- первый период вытягивания (первый год жизни) — рост ребенка увеличивается примерно на 25 см, масса тела — почти втрое;
- второй период вытягивания (5—7 лет): годовой прирост длины тела — 7—10 см, массы тела — на 3—6 кг;
- третий период вытягивания (с 11—12 лет до 15—16 лет): ежегодный прирост длины тела составляет 8—10 см, массы тела — 3—6 кг.
Между этими периодами темпы развития несколько снижаются и наступают периоды «округления» (Виксне, 1989; Фомин, Вавилов, 1991).
Основные морфофункциональные показатели организма человека в возрастном аспекте представлены в приложении 7. Учитывая их и особенности физической работоспособности людей разного возраста, следует правильно использовать и средства физического воспитания. Так, физическую подготовку детей рекомендуют начинать с 1,5—2-месячного возраста, применяя массаж, пассивные, пассивно-активные и активные движения. В течение первого года жизни при помощи физических упражнений следует подготовить двигательный аппарат ребенка к ходьбе, а затем стимулировать ходьбу, формировать правильную осанку. До трех лет происходит усвоение локомоторных актов (ходьба, бег без фазы полета). С шести лет ребенка готовят к интенсивным занятиям физическими упражнениями в школе.
Главная направленность физической подготовки детей периода второго детства (девочки 8—11 лет, мальчики 8—12 лет) — это развитие двигательных координаций и скорости движений. Очень велика способность детей к усвоению техники движений. При этом они лучше усваивают целостные движения, нежели движения по элементам, что обусловлено преобладанием первой сигнальной системы.
У подростков наблюдается повышение темпа движений, улучшение статической и динамической выносливости, статического равновесия, двигательной координации. Есть предпосылки для развития скорости и скоростносиловых качеств. Этот период благоприятен для развития силовых возможностей — в 14—17 лет происходят их скачкообразное наращивание.
В юношеском возрасте завершается половое созревание, прекращается рост тела в длину, мышцы по объему и функциям достигают показателей взрослого человека. Происходит дальнейшее совершенствование центральной нервной системы и высшей нервной деятельности, умственной деятельности, способности к обобщению, развитие координационных способностей, овладение и совершенствование новой техникой движений. Завершается формирование высших эмоций (эстетических, интеллектуальных), а также самосознания. Есть возможности для совершенствования всех двигательных качеств, а для развития специальной силы и выносливости этот период наиболее благоприятен.
До 35 лет наблюдается относительная стабильность морфофункциональных показателей органов и систем, а в дальнейшем происходит постепенное их ухудшение. С 35 лет постепенно снижаются гибкость, затем скорость, сила и позже — выносливость. Уменьшаются продуктивность умственной деятельности, способность к логическому мышлению, эластичность и прочность связочного аппарата, подвижность суставов, возрастает ломкость костей, происходит окостенение элементов позвоночника.
Систематические занятия физическими упражнениями стимулируют потенциальные ресурсы организма людей зрелого возраста и задерживают негативные возрастные изменения (Солодков, Сологуб, 2005; Спортивная медицина, 2003; Физическая культура студента, 1999).
Инволютивный период (женщины с 56 лет, мужчины с 61 года) характеризуется асинхронными изменениями в структурах и функциях различных органов и систем. Изменения высшей нервной деятельности проявляются в ослаблении нервных процессов и особенно торможения, что влияет на умственную работоспособность. Уменьшаются слуховая и тактильная чувствительность, ухудшается зрение. Даже при отсутствии тренировки сохраняются двигательные навыки. Ухудшаются скорость, координация, гибкость. В большей степени сохраняются сила и выносливость к умеренной работе.
Систематические занятия физическими упражнениями в этом возрасте повышают работоспособность, уменьшают утомляемость, улучшают ночной сон, способствуют уменьшению массы тела, уровня холестерина в крови. Мышечная деятельность повышает обмен веществ, задерживает атрофию мышечной системы.
Самыми эффективными являются непродолжительные скоростные нагрузки, выполняемые в условиях умеренной эмоциональной насыщенности. Наименее благоприятными для лиц пожилого возраста являются нагрузки относительно интенсивные, продолжительные, характеризующиеся однообразием. В программу занятий следует включать упражнения для развития гибкости позвоночника, подвижности суставов.
