Физиологические особенности спортивной тренировки детей школьного возраста

Обновлено: 05.07.2024

Обоснование физических нагрузок, адекватных функциональным возможностям организма, обычно осуществляется по трем параметрам:

1) величина сдвигов физиологических констант и прежде всего частота сердечных сокращений, уровень артериального давления, потребление кислорода и легочная вентиляция;

2) биоэнергетические затраты организма;

3) интенсивность физических упражнений (сила, скорость передвижения).

В физиологии спорта чаще всего используются две классификации интенсивности физических упражнений. Согласно одной из них, интенсивность физических нагрузок оценивается величиной потребления кислорода и количеством затраченной энергии. В этом случае упражнения делят на группы с преобладанием аэробных, анаэробных или смешанных (анаэробно-аэробных) путей энергопродукции. При этом подчеркнем, что удовлетворение энергетических запросов организма обеспечивают три энергетические системы: 1) анаэробная фосфагенная (АТФ, КрФ), она же алактатная; 2) анаэробная лактатная (гликолитическая);

3) аэробная (окислительное фосфорилирование).

В другом случае весь диапазон интенсивности физических нагрузок делится на зоны мощности, в зависимости от показателей механической работы, которую выполняет человек. Впервые такую классификацию осуществил А. Хилл (1926), более детально ее рассмотрел В. С. Фарфель (1947), которым была установлена четкая зависимость между скоростью преодоления дистанции и предельным временем, в течение которого эта скорость может поддерживаться. Им обоснованы четыре зоны относительной мощности: максимальная, субмаксимальная, большая и умеренная.

Считается, что тренировочная нагрузка любого занятия физическими упражнениями должна обеспечивать не только нужную величину и направленность срочного эффекта, но и его взаимодействие с тренировочными эффектами предшествующего и последующего занятий (чистый фон или предшествовало какое-то упражнение). Исходя из этого, отмечают три типа взаимодействий, при которых нагрузка предшествующих упражнений влияет на функциональные сдвиги, вызванные нагрузкой последующего упражнения: 1) положительное взаимодействие (сдвиги функций увеличиваются); 2) отрицательное (сдвиги уменьшаются); 3) нейтральное (изменения функций не существенны).

Для развития тренированности важно положительное взаимодействие, которое достигается в следующих случаях:

– в начале занятия выполняются анаэробные алактатные упражнения (скоростно-силовые), а затем анаэробные гликолити-ческие (упражнения на скоростную выносливость);

– сначала выполняются алактатные анаэробные упражнения, а затем аэробные (упражнения на общую выносливость);

– сначала выполняются анаэробные гликолитические, затем аэробные упражнения.

При другом сочетании упражнений добиться положительного взаимодействия трудно, а подчас и невозможно. Так, если вначале выполнять аэробные, а затем анаэробные упражнения, то взаимодействие энергетических систем будет отрицательным, а тренировочные занятия будут мало эффективными.

При нормировании нагрузок также рекомендуется учитывать следующие компоненты:

1) продолжительность упражнения;

2) его интенсивность;

3) продолжительность интервалов отдыха между упражнениями;

4) характер отдыха (активный, пассивный);

5) число повторений упражнений.

Анализ и учет всех этих компонентов позволяет, с одной стороны, регулировать интенсивность нагрузок, а с другой – прогнозировать величину и характер функциональных сдвигов у занимающихся.

На уроках физической культуры должны выполняться упражнения как циклического характера (ходьба, бег, приседания), направленные прежде всего на развитие быстроты и выносливости, так и ациклического характера (прыжки, метания, гимнастические упражнения), развивающие силу и ловкость. Необходимость ациклических движений подтверждается большим их представительством при выполнении трудовых и бытовых двигательных действий.

При нормировании нагрузок в упражнениях циклического характера первостепенное значение приобретает оценка энерготрат на данную работу, степень функциональных сдвигов при ее выполнении и скорость их восстановления. При нормировании интенсивности ациклических упражнений главное значение приобретает оценка уровня устойчивости двигательного динамического стереотипа разучиваемого движения, степень совершенства коррекций движений и их конечные результаты и в меньшей мере – показатели функциональных изменений и скорость их нормализации.

Одна из задач физиологически обоснованного нормирования нагрузок на уроках физической культуры состоит в том, чтобы затраты энергии, число повторений упражнений и продолжительность выполнения серий упражнений были оптимальными. Если затраты энергии и число повторений упражнений малы, то эффект занятий будет понижен вследствие недостаточной мобилизации физиологических функций. Если же затраты энергии, число повторений и продолжительность упражнений чрезмерно велики, то эффект упражнений будет также снижен, но в результате ослабления физиологических процессов в связи с истощениями энергоресурсов, ферментов и нарушениями механизмов регуляции функций.

В настоящее время считается, что затраты энергии детей младшего и среднего школьного возраста на уроках физической культуры должны составлять 20–30 % МПК. Продолжительность серий упражнений не должна превышать той, при которой появляются признаки нарушения согласованного ритма физиологических процессов (Любомирский Л.Е., 1989). Проведенный автором анализ экспериментальных показателей работоспособности школьников от 7 до 11 лет и особенностей адаптации их систем дыхания и кровообращения дает основание считать, что использование чередования нагрузок большой и умеренной интенсивности позволяет повышать эффективность уроков физической культуры, направленных на развитие выносливости учащихся.

Физическое воспитание, состоящее в укреплении здоровья и физическом совершенствовании детей, существенно отражается и на развитии мышления, внимания и памяти. В этом заключается не просто биологический смысл: происходит расширение возможностей человека в восприятии, переработке и использовании информации, усвоении знаний, разностороннем изучении окружающей природы и самого себя.
Возрастные закономерности развития моторики. Возрастной физиологией собран огромный фактический материал о возрастных закономерностях развития моторики детей и подростков.
Самые значительные изменения двигательной функции наблюдаются в младшем школьном возрасте.

Период 14–17 лет. Этот период характеризуется наиболее интенсивным ростом мышечной силы у мальчиков. У девочек рост мышечной силы начинается несколько раньше.
Выносливость. Наблюдения показывают, что дети 7-11 лет имеют невысокий показатель выносливости к динамической работе, однако с 11–12 лет мальчики и девочки становятся более выносливыми. К 14 годам мышечная выносливость составляет 50–70 %, а к 16 годам – около 80 % выносливости взрослого человека.
В 7-11 лет происходит интенсивное развитие быстроты движений (частоты, скорости движений, времени реакции и т. д.), поэтому в подростковом возрасте школьники очень хорошо приспосабливаются к скоростным нагрузкам, что выражается в высоких показателях в беге, плавании, т. е.

Также в этот период наблюдается большая подвижность позвоночного столба, высокая эластичность связочного аппарата. Все эти морфофункциональные предпосылки имеют значение для развития такого качества, как гибкость (отметим, что к 13–15 годам этот показатель достигает максимума).
В 7-10 лет ускоренными темпами развивается ловкость движений. В этом возрасте у детей еще недостаточно совершенен механизм регуляции движений, тем не менее они успешно овладевают основными элементами таких сложных действий, как плавание, катание на коньках, езда на велосипеде и др.

К 12–14 годам повышается меткость бросков, метания в цель, точности прыжков. Можно сказать, что подростковый возраст имеет большой потенциал для совершенствования двигательного аппарата.

Таким образом, можно сказать, что основные задачи школьного физического воспитания нужно успеть максимально полно решить за первые восемь лет обучения детей в школе, иначе будут упущены самые продуктивные возрастные периоды для развития двигательных возможностей детей.
Нормирование объема двигательной активности на разных этапах онтогенеза – еще одна важная проблема физического воспитания в школе. Разумеется, чем больше ребенок ежедневно двигается, тем лучше для развития его двигательных функций. Дошкольник находится в движении почти непрерывно, кроме периодов, отводимых на сон и еду. После поступления в школу двигательная активность детей сокращается вдвое. За счет самостоятельной двигательной активности учащихся I–III классов реализуется уже только 50 % оптимального числа движений. Поэтому в этом возрасте так важны организованные формы занятий физическими упражнениями.
5–6 ч занятий физическими упражнениями в неделю (три урока физкультуры, ежедневные физкультурно-оздоровительные формы работы, занятия в спортивной секции) способствуют благоприятному физическому развитию, улучшению общей физиологической и иммунной реактивности организма и являются средней оптимальной и необходимой нормой. Установлено, что ежедневные 15-20-минутные подвижные игры для детей I–II классов после третьего урока в 3–4 раза повышают умственную работоспособность.
Увеличение двигательной активности детей и подростков ведет к изменениям в костной системе и более интенсивному росту их тела. Тренировка укрепляет кости и делает их более устойчивыми к нагрузкам и травмам. Не менее важно и то, что спорт, физические упражнения, учитывающие возрастные особенности детей и подростков, устраняют нарушения осанки.
Разносторонняя мышечная деятельность способствует повышению работоспособности организма, при этом уменьшаются энергетические затраты организма на выполнение работы. Систематические физические нагрузки формируют более совершенный механизм дыхательных движений.

ЗАНЯТИЕ КОНКРЕТНЫМ ВИДОМ
СПОРТА ПРЕДПОЛАГАЕТ НАЛИЧИЕ У
СПОРТСМЕНА
определенного
морфофункционального и
психофизиологического статуса,
который во многом наследственно
предопределен и позволяет в
совершенстве овладеть навыками
спортивного мастерства

Темпы функционального и
физического развития
определяются
наследственностью, акселерацией,
режимом быта
и двигательной активности и
значительно колеблются,
поэтому важны индивидуальный
подход и знание возрастных
особенностей развития.

5. Процессы развития

Количественный процесс:
• Рост – количественный процесс -увеличение числа
клеток или размеров клеток.
Качественные процессы:
• Дифференцирование тканей и органов.
• Формообразование.
Эти процессы взаимосвязаны:
• Ускоренный рост замедляет формообразование,
дифференцирования и развития вторичных
половых признаков.
• Усиленные процессы полового развития тормозят
рост тела и нарастание мышечной массы.

6. Развитие

• Запрограммировано генетической
информацией
• Регулируется внутренними факторами
(гормонами и БАВ)
• Определяется:
– образом жизни (характер питания, уровень
физических и интеллектуальных нагрузок и
т.д.),
– воспитанием,
– состоянием эмоциональной сферы,
– уровнем здоровья,
– влиянием внешней среды.

Периодизация основана на комплексе
признаков:
• Размеры тела и органов, масса и
окостенение скелета (костный возраст).
• Прорезывание зубов (зубной возраст).
• Развитие желез внутренней секреции и
степень полового созревания.

8. Периоды:

Критические
Скачкообразные
моменты развития
организма,
отдельных органов
и тканей
Переключение
организма на
новый уровень
онтогенеза
Создание
морфофункциональной основы
существования в
новых условиях
жизнедеятельности
Контролируются
генетически
Сенситивные
Особо чувствительные периоды,
возникают в период критических
Меньший генетический контроль
Приспосабливают функции
организма к новым условиям
Оптимизация перестроечных
процессов в органах и системах
Согласование деятельности
функциональных систем
Обеспечение адаптации к
нагрузкам на новом уровне
существования организма
Большее влияние внешней среды
(в т.ч. педагогическое и
тренерское)

9. Для развития физических качеств необходимо морфофункциональное созревание структур, обеспечивающих их.


Опорно-двигательный аппарат
ЦНС, ВНС, ФС
Сенсорные системы
Кислородтранспортная система и
энергообмен
• Кардиореспираторная система

10. Сенситивный возраст и возраст достижения максимального значения

11. Оптимальное начало занятий по формированию физических качеств

12. Опорно-двигательный аппарат

• В возрасте 6 лет происходит
заметный прирост длины тела.
• Быстрое увеличение длины
конечностей отмечается в период с 57 лет до 10-11 лет.
• Усиление синтеза мышечных белков
в пубертатном возрасте.

13. Опорно-двигательный аппарат

• Скелетная мускулатура увеличивается и
функционально совершенствуется в
возрасте 15-18 лет, происходит
интенсивный рост костной ткани.
• Суставно-связочный аппарат и скелетные
мышцы к 16 годам достигают высокого
развития, однако полностью эти процессы
завершаются к 22 годам.

14. Опорно-двигательный аппарат

• Даже у детей 7-11 лет костная система развита
недостаточно, крупные мышцы развиваются
быстрее мелких (отсюда затруднения при
выполнении мелких и точных движений и
нарушения координации).
• Существующие особенности (слабый связочный
аппарат, недостаточно развитая мускулатура,
слабое развитие многих групп мышц) требуют
методически грамотного подхода к подбору
упражнений и их дозированию, что позволит
сформировать крепкий мышечный корсет.

15. Особенности энергообмена у детей

• Повышенная отдача тепла
• Высокая интенсивность энергетических
процессов
• Несовершенство работы всех систем организма
• С возрастом общий обмен в расчете на кг массы
снижается, в абсолютных значениях увеличивается
• С возрастом - повышение роли аэробных
процессов
• Максимальное потребление кислорода – к 17
годам

16. В координации движений

• положительные изменения отмечаются
после 7 лет, что связано с быстрым
развитием двигательного и зрительного
анализаторов.
• До этого возраста дети характеризуются
неустойчивостью внимания, в связи с чем
не рекомендуется изучать какой-либо
технический прием продолжительное
время (более 30 минут) и долго (более 2
минут) выполнять одно и то же
упражнение.

17. Возрастные особенности нервной системы у детей

• Миелинизация нервных волокон
завершается к 3-5 годам.
• Мозг обильно кровоснабжается и
проницаемость
гематоэнцефалического барьера
высока, поэтому легко возникают
токсические формы инфекционных
заболеваний.
• Корковый отдел зрительного
анализатора созревает к 4-7 годам

18. У детей 5-7 лет

Произвольное внимание очень кратковременно,
поэтому они способны быть
сосредоточенными лишь на 15-20 минут.
При организации с ними занятий следует избегать
долгих наставлений и указаний, а также
продолжительных и монотонных заданий.
У
них недостаточно развито ощущение
усталости, они плохо оценивают изменения
состояния при утомлении и не могут в полной
мере словесно описать свое состояние.
Эта особенность требует строгого дозирования
нагрузок.

19. Процессы экстраполяции

• Способность предугадывать,
предсказывать события на спортивной
площадке у дошкольников слабо развиты
вследствие недостаточного развития
лобных программирующих зон коры.
• Способность к предвидению ситуации
начинает появляться в 5-6 лет, поэтому до
этого возраста ребенку трудно
остановиться у заданной черты, вовремя
подставить руки для ловли мяча.

20. Особенности нервной системы у детей дошкольного и младшего школьного возраста

• Высокая возбудимость и слабость тормозных
процессов приводят к широкой иррадиации
возбуждения по коре и недостаточной
координации движений.
• К 5-6 годам увеличивается сила и подвижность
нервных процессов, вследствие чего они уже
могут не только осознанно строить программы
движений и контролировать их выполнение, но и
перестраивать их.
• Вместе с тем длительное поддержание
возбуждения еще невозможно, поэтому дети
быстро утомляются.

Только к 9-10 годам
происходит
развитие полушарий мозга и
совершенствование
сенсомоторных функций,
которые определяют
пространственные
представления.

В период второго детства (7-12 лет)
отмечается
выраженное влияние коры
над подкорковыми образованиями,
что проявляется в сдержанности
эмоций, контролируемости и
осмысленности поведения.
В этом возрасте совершенствуется
восприятие
– оно становится
дифференцированным, точным и
целенаправленным.

В период второго детства:
•За счет формирования локальной активации
мозга память и внимание становятся
произвольными.
•Возрастает умственная работоспособность,
снижается утомляемость.
•Хорошо выражены все виды внутреннего
торможения.
•Динамические стереотипы легко
переделываются.
•Условные рефлексы быстро вырабатываются,
при этом они прочны и устойчивы к внешнему
торможению.

24. Сенситивные периоды

• максимальное развитие
большинства компонентов
быстроты и скоростносиловых качеств приходятся на
возраст от 7 до 14 лет.

25. Острота зрения:

• с возрастом - улучшается, составляя в 5
лет - 0,9, а к 7-8 годам – 1,0;
• особенности строения глазного яблока у 46-летних детей (недостаточная длина)
проявляются детской дальнозоркостью;
• острота зрения в процессе детских игр
повышается на 30%, а взрослого уровня
она достигает к 10 годам.

26. Глубинное зрение, важное для игровых видов спорта,

• формируется при переходе от
дошкольного к младшему школьному
возрасту, когда улучшается
взаимосвязь зрительной
информации и двигательного опыта.
• Поля зрения увеличиваются с 6 лет,
достигая к 8 годам состояния
взрослого.

27. Зрительная сенсорная функция

• До 6 лет обработка мозгом зрительных сигналов
ограничена анализом отдельных признаков предмета,
происходящим в зрительных центрах затылочной зоны
коры, и генерализованным распространением этой
информации на другие центры коры. Вследствие этого
обработка мозгом зрительных сигналов несовершенна.
• В возрасте 6 лет, когда в анализ зрительной
информации включаются ассоциативные нижнетеменные зоны мозга, происходит качественная
перестройка зрительных восприятий и улучшается
механизм опознания целостных образов.
• Завершается формирование зрительной функции к 1012 годам.

28. Двигательная сенсорная система

• Достигает взрослого уровня к 12-14 годам.
• Формирование проприорецепторов
продолжается до 4-6 лет.
• Подкорковые отделы двигательной
сенсорной системы созревают раньше
корковых: к 6-7 годам объем подкорковых
образований достигает 98% взрослых
величин, к корковых – лишь 70-80%.
• Пороги различения силы мышечного
напряжения в несколько раз превышают
уровень показателей взрослого.

29. Вестибулярная сенсорная система с возрастом совершенствуется.

30. Возрастные особенности системы кровообращения

• ЧСС с возрастом снижается, что обусловлено
холинэргическим влиянием
• АД с возрастом увеличивается, уровень АД
зависит от эмоционального, психического и
физического состояния
• Развитие иннервационного аппарата сердца
завершается к 7 годам
• В подростковом возрасте – нарушается
регуляция сосудистого тонуса – возникает
юношеская дистония (гипертония, гипотония)
• Условные и сосудистые рефлексы начинают
хорошо проявляться с 7-8 лет

31. Адаптация системы кровообращения к мышечной работе у детей

• Как и у взрослых – растет ЧСС,
увеличивается АД (может и снижаться).
• На ЭКГ – замедление проводимости,
экстрасистолы, эл.ось сдвигается влево.
• При мышечной работе объем
кровообращения увеличивается, в основном,
за счет ЧСС и, в меньшей степени, – за счет
увеличения систолического объема.
• Изменения в ССС более выражены, чем у
взрослых.
Это вызывает быстрое утомление миокарда

32. Возрастные особенности системы дыхания у детей

• Дыхание частое и поверхностное,
поэтому вентиляция легких – хуже,
чем у взрослых.
• Дыхательный центр у ребенка
отличается низкой возбудимостью,
лабильностью и быстрой
истощаемостью.
• Относительно узкие дыхательные
пути.

33. Адаптация системы дыхания к физической нагрузке у детей

• Увеличение легочной вентиляции при
мышечной нагрузке происходит за счет
увеличения частоты дыхания и в меньшей
степени – за счет углубления дыхания
(нерациональная регуляция).
• С возрастом относительные величины (на
кг массы тела) объема легочной
вентиляции и количества потребляемого
кислорода снижаются.
Это свидетельствует об экономизации
окислительных процессов и
эффективном использовании кислорода.
Занятия ФК и С способствуют
повышению потребления кислорода.

34. Адаптация системы дыхания к физической нагрузке у детей

Повышенная чувствительность к
недостатку кислорода, поэтому
низкая способность к работе в
анаэробных условиях.
Систематические занятия ФК и С
способствуют ее повышению. К 1718 годам переносят КД, как
взрослые.

35. Методические приемы в занятиях ФК и С в соответствии с особенностями кардиореспираторной системы у детей 9-12 лет ( по Ю.И.Данько)

Замедление врабатывания - Удлинение
(по метаболизму миокарда) подготовительной части
и разминки
Малый резерв увеличения
систолического выброса
крови (за счет ЧСС)
- Нагрузка - по частоте
пульса
Двигательная гипоксемия
(слабая переносимость
кислородного голодания)
- Осторожное увеличение
мощности физической
работы
Меньшая анаэробная
производительность,
ограниченные
возможности КТС
- Предпочтение в
тренировочном режиме
экстенсивным (а не
интенсивным) нагрузкам

36. Методические приемы в занятиях ФК и С в соответствии с особенностями кардиореспираторной системы у детей 9-12 лет ( по Ю.И.Данько)

Низкий кпд КРС (низкий
коэфф. использования
кислорода, меньший
кислородный пульс и т.д.)
Ограничение объема
выполняемой работы
и введение
интервалов отдыха
Меньшая скорость
восстановления после
большой нагрузки
Удлинение
заключительной части
и отдыха после
нагрузки
Малая экономизация
вегетативных функций
при тренировке
Замедленное
нарастание
тренировочных
нагрузок

37. Возрастные особенности состояний

• Предстартовые – по типу предстартовой лихорадки
(высокая возбудимость и лабильность нервной системы).
• Период врабатывания двигательной системы – как у
взрослых.
• Период врабатывания кардиореспираторной системы –
быстрее, чем у взрослых (преобладание симпатической НС).
• Устойчивое состояние - медленнее, чем у взрослых
(высокая утомляемость, цнс, малые запасы энергоемких
веществ, несовершенство регуляции).
• Утомление - быстрее, чем у взрослых (повышенные
энерготраты на единицу работы, низкий уровень
чувствительности к молочной кислоте и кислородному
долгу).
• Восстановление после интенсивной и продолжительной
работы протекают дольше (быстрое торможение цнс и
меньшие запасы энергоресурсов).
• Восстановление после быстрой и непродолжительной
работы (анаэробной) – быстрее (регуляция по
симпатическому типу – быстрая ликвидация кислородного
долга).

В связи с тем что в разных возрастных группах задачи физиче­ских упражнений различны, неодинаковы и методы, и средства, применяемые при занятиях ими.

Физические упражнения способствуют гармоническому разви­тию организма детей, подростков и юношей; они улучшают здоро­вье и повышают работоспособность людей зрелого и среднего воз­раста: обеспечивают поддержание работоспособности на достаточно высоком уровне у лиц пожилого возраста; предохраняют от одрях­ления в старческом возрасте.

В этой главе рассматриваются физиологические особенности детей, подростков и юношей. Физиологическая же характеристика состояния организма и изменений, возникающих при мышечной деятельности у людей зрелого возраста, была дана выше.

Физиологические особенности детей школьного возраста

Систематические занятия физическими упражнениями обычно начинаются в школьном возрасте. Поэтому при описании здесь фи­зиологических особенностей растущего организма главное внима­ние обращено на этот возраст.

Размеры тела у детей и подростков увеличиваются неравномер­но. Рост и развитие происходят тем интенсивнее, чем моложе организм. Это особенно заметно в первые годы жизни. Затем интенсив­ность роста постепенно ослабевает и только в период полового созревания (у девочек в 12—16 лет, у мальчиков в 14—18) вновь усиливается.

Вес тела, как и рост, возрастает неравномерно. Наибольшее его увеличение отмечается у школьников в те же возрастные периоды, что и повышение роста. Увеличение веса тела обусловлено разви­тием двигательного аппарата и внутренних органов.

Двигательный аппарат

Развитие костей заканчивается относительно поздно. Например, окостенение фаланг пальцев за­вершается к 9—11 годам, костей запястья — к 10—13 годам, полное срастание диафизов и эпифизов трубчатых костей — лишь к 15— 25 годам.

Физические упражнения способствуют развитию костного аппа­рата. Однако если ребенок и подросток выполняют чрезмерную, непосильную для них работу, то это оказывает неблагоприятное воздействие: происходит преждевременное окостенение и прекра­щение роста трубчатых костей.

Вес скелетных мышц и их сила (средние данные) в разные возрастные периоды
(по А. В. Молькову)

Вес мышц (в % к весу тела)
Сила мышц руки (кг)
Сила мышц спины (кг)

Связочный аппарат у детей и подростков отличается большей эластичностью. Поэтому они обладают большей гибкостью по срав­нению со взрослыми.

Скелетные мышцы развивают­ся пропорционально увеличению общих размеров тела, причем рост мышечной массы несколько опе­режает развитие силы (табл. 22).

Задержка в развитии силы обусловлена тем, что она зависит не только от толщины мышцы (ее физиологического поперечника), но и от способности включать од­новременно в работу максималь­ное количество двигательных функциональных единиц. Эта спо­собность развивается несколько позднее. Поэтому даже развитые; мышцы школьника не могут выполнять тяжелую сило­вую работу. Развитие силы мышц обычно за­канчивается лишь к 20—25 годам. Ее уве­личению способствуют занятия физическими упражнениями. Напри­мер. сила кистей рук у школьников - спортсме­нов заметно больше, чем у их сверстников, не занимающихся спор­том (рис. 73).

Рис. 73. Сила кисти (кг) правой (А) и левой (Б) рук у 15-летних школьни­ков (по Ф. Г. Маркусасу); черные столбики — школьники, не занима­ющиеся спортом; заштрихованные столбики — спортсмены

Возбудимость мышц вполне достаточна для проявления скоростных качеств уже у младших школьников. Развитие быстроты, если в даль­нейшем не совершенст­вовать ее специально, заканчивается к 13— 14 годам. В этом возра­сте максимальная ча­стота движений дости­гает уровня взрослых (рис. 74). Однако в тех случаях, когда быстро­та мышечного сокраще­ния должна соче­таться с силовым на­пряжением (быстрый бег, прыжки в длину и высоту с места), совер­шенствование движе­ний продолжается и в более позднем возрасте (см. рис. 74).

Выносливость орга­низма к продолжитель­ной работе развивается позднее, чем скорост­ные качества. Однако при соответствующей тренировке скоростная выносливость может быть уже высокой в подростковом возрасте.

Рис. 74. Возрастные изменения показателей ско­ростных движений у мальчиков (по В. С. Фарфелю): 1—максимальная частота движений в 1 сек.; 2— средняя скорость бега (м/сек), развиваемая за 10 сек.; 3— высота прыжка с места (см); 4— длина прыжка с места (см)

Управление движениями

Этот процесс обусловлен сложной деятельностью многих отделов мозга. Созревание нервных клеток, участвующих в управлении движениями, заканчивается к 13—14 годам. Поэтому начиная с данного возраста движения могут быть такими же координированными, как и у взрослых. В. С. Фарфель на основании своих многочисленных наблюдений утверждает, что нет такой сложной двигательной техники, которая не была бы доступна подросткам.

Для управления движениями необходима своевременная и точ­ная информация об особенностях работы мышц, о направлении и амплитуде движений. Эта информация обеспечивается проприоцептивной чувствительностью. Система проприорецепторов мышц, сухожилий, суставных сумок и связок и центры, воспринимающие проприоцептивные импульсы, называются двигательным анализа­тором. Его развитие заканчивается к 13—14 годам. Поэтому под­ростки могут точно оценивать свои движения, что необходимо при всех видах спортивной деятельности.

По мере развития двигательного анализатора у школьников со­вершенствуются способности к ориентировке в пространстве и во времени. Это можно проследить, наблюдая за выполнением ходьбы по прямой и более сложных по координации движений школьника­ми разного возраста. У младших ошибки при выполнении заданных движений очень велики, к 13—14 годам движения становятся таки­ми же точными, как у взрослых (рис. 75).

Рис. 75. Возрастные изменения точности движе­ний в пространстве и во времени у школьников разного возраста (по В. С. Фарфелю); 1—отклонения от прямой при ходьбе с закрытыми гла­зами (м); 2— ошибки в выполнении движений со слож­ной координацией

Центральная нервная система (ЦНС)

Процессы возбуж­дения и торможения в центральной нервной системе отличаются у детей небольшой силой и недостаточной уравновешенностью. С воз­растом сила нервных процессов и работоспособность нервных кле­ток повышаются. Однако у детей и подростков они все еще ниже по сравнению со взрослыми, что необходимо учитывать при дози­ровке нагрузок. Важное значение имеют оптимальные интерва­лы отдыха между упражнениями. При их отсутствии может возникнуть переутомление, что отрицательно влияет на развитие орга­низма.

У школьников, особенно младших, процессы возбуждения обычно преобладают над тормозными процессами. При выполнении дви­жений, особенно в начале обучения, происходит широкая иррадиа­ция (распространение) возбуждения. В результате в работу вовле­каются лишние мышцы, и она производится неэкономно. С возра­стом способность к развитию торможения в центральной нервной системе повышается.

Преобладание возбудительных процессов у детей и подростков ярко проявляется в предстартовом состоянии. У них, как правило, очень сильно выражены предстартовые реакции.

ЦНС у школьников характеризуется большой пластичностью, т. е. способностью к быстрому формирова­нию условнорефлекторных связей. Этим обеспечивается быстрое усвоение новых движений. Поэтому обучение спортивной технике целесообразно начинать уже в младшем школьном возрасте.

В некоторых видах спорта (фигурное катание на коньках, плавание и др.) к обучению элементам техники можно приступать значительно раньше.

Органы кровообращения

Размеры и вес сердца увели­чиваются параллельно с размерами и весом тела (рис. 76). Разви­тию сердечной мышцы способствуют занятия физическими упражне­ниями. При этом важнейшим условием является правильный выбор объема и интенсивности нагрузок. Применение чрезмерных нагру­зок может сопровождаться чрезмерной гипертрофией сердечной мышцы.

Рис. 76. Изменение веса тела (прерывистая линия) и веса сердца (сплошная линия) у школьников (по М. Д. Большаковой)

По мере развития организма частота сердечных сокращений в состоянии покоя уменьшается, а систолический и минутный объемы крови возрастают. К 15—16 годам эти показатели становятся та­кими же, как у взрослых. Если дети и подростки систематически занимаются спортом, то минутный объем крови у них увеличивает­ся медленнее, чем у неспортсме­нов. Это объясняется экономизацией тканевых окислительных процессов при занятиях спортом. В качестве примера в табл. 23 при­ведены величины минутного объ­ема крови у детей и подростков, с раннего возраста систематически занимающихся плаванием, и у их сверстников-неспортсменов.

Артериальное давление у школьников с возрастом повыша­ется (табл. 24), причем у спортсменов — относительно быстрее, чем у не занимающихся спортом. Например, наблюдения за груп­пой квалифицированных юных пловцов показали, что в 10— 12 лет систолическое давление у них равно в среднем 120 мм рт. ст., после же 13 лет колеблется в пределах 120—130 мм рт. ст., т. е. уже достигает уровня давления, характерного для взрослых.

Минутный объем крови (л) у юных пловцов и у их сверстников, не занимающихся спортом (по А. В. Козлову)

Возраст
(в годах)

Не занимаю­щиеся спортом

Артериальное давление (мм. рт. ст.) школьников (по В. Н. Засухиной)

Возраст (в годах)

Систоли­ческое

Диастолическое

При выполнении стандартной работы частота сокращений серд­ца больше увеличивается у млад­ших школьников. Например, если подсчитать сумму сердечных со­кращений при 5-минутной стан­дартной работе на велоэргометре, то оказывается, что она будет на­ибольшей у 9-летних (рис. 77).

Рис. 77. Сумма сердечных сокраще­ний (сверх данных покоя) при одина­ковой работе у школьников разного возраста (по И. Некеру)

Восстановление этого показателя у младших происходит медленнее, чем у старших. Сумма сердечных сокращений за период восстанов­ления становится наибольшей так­же у 9-летних. Таким образом, по мере развития детей реак­ции на мышечную деятельность становятся более благоприятны­ми. Однако это касается не всех показателей функционального со­стояния сердечно-сосудистой си­стемы. Например, сосудистые ре­акции, возникающие при мышеч­ной деятельности, благоприятнее в младшем возрасте. Ухудшение сосудистых реакций у более старших детей наблюдается лишь в тех случаях, когда они не занимаются регулярно физическими упраж­нениями. У занимающихся же спортом эффективность сосудистых реакций с возрастом, а следовательно, и с улучшением адаптации организма к мышечной деятельности увеличивается. Это играет важную роль в повышении работоспособности, так как сосудистые реакции обеспечивают рабочую гиперемию мышц.

Исследования физиологических изменений при работе предель­ной мощности проводились лишь у юных спортсменов. При этом частота сердечных сокращений возрастала значительнее у более молодых, хотя они выполняли работу относительно меньшей мощ­ности, чем старшие (табл. 25). Артериальное давление под влиянием такой работы, наоборот, повышалось значительнее у более старших

Частота сердечных сокращений у юных спортсменов при работе предельной мощности (по О. С. Елизаровой)

Возраст в годах

Частота сердечных сокраще­ний в 1 мин

Органы дыхания

Увеличение грудной полости и развитие дыхательных мышц способствуют повышению как общей, так и жиз­ненной емкости легких у более старших школьников (табл. 26).

Жизненная емкость легких у школьников разного возраста (по Н. А. Шалкову)

Возраст
(в годах)

Жизненная емкость легких (мл)

Возраст (в годах)

Жизненная емкость легких (мл)

Данные, приведенные в табл. 26, показывают, что во всех воз­растных группах ЖЕЛ больше у мальчиков. В 12—13 лет девочки почти догоняют по этому показа­телю мальчиков. Однако с 14 лет он вновь становится значительно больше у мальчиков, чем у де­вочек. К 15—16 годам ЖЕЛ у юношей и девушек достигает ве­личины, равной средней величине этого показателя у взрослых. За­нятия спортом, способствующие интенсивному развитию дыхатель­ных мышц, обеспечивают более быстрое увеличение ЖЕЛ.

Рис. 78. Изменение артериального дав­ления под влиянием работы предель­ной мощности у школьников разного возраста (по В. С. Фарфелю)

Потребление кислорода (мл/мин) у школьников разного возраста в состоянии покоя (по Н. А. Шалкову)

Возраст
(в годах)

Потребление кислорода, а сле­довательно, и легочная вентиляция в состоянии покоя увеличива­ются с возрастом параллельно на­растанию общей массы тела и развитию скелетной мускулатуры. Однако если рассчитать потреб­ление кислорода на 1 кг веса те­ла, то оказывается, что с возра­стом эта величина снижается (табл. 27). Это обусловлено экономизацией окислительных про­цессов у более старших детей и подростков.

Частота дыханий с возрастом уменьшается. Увеличение легоч­ной вентиляции при этом обеспе­чивается углублением дыхания.

Потребление кислорода и ле­гочная вентиляция при выполне­нии одинаковой (стандартной) ра­боты больше у младших. В каче­стве примера можно привести на­блюдения, в которых определя­лась легочная вентиляция за весь период работы. Оказалось, что у младших школьников эта величи­на почти в два раза больше, чем у старших (рис. 79).

Рис. 79. Суммарная величина легочной вентиляции при одинаковой работе у школьников разного возраста (по И. Некеру)

При работе предельной мощ­ности легочная вентиляция боль­ше у более старших, которые вы­полняют относительно больший объем работы (табл. 28).

Благодаря развитию сердца и легких у юных спортсменов по­казатель потребления кислорода может достигать у них высоких величин. При работе предельной мощности, когда он становится равным максимальной величине (МПК), у 17-летних спортсменов потребление кислорода повышается до 5 л/мин и более. У 13-лет­них же этот показатель не превышает в среднем 2,5 л/мин (см. табл. 28). Однако если рассчитать потребляемый кислород на 1 кг веса тела, то разница между спортсменами различного возрас­та не столь велика. У 17-летних эта величина составляет около 80 мл, у 13-летних—около 70 мл (см. табл. 28). Это говорит о том, что аэробная производительность организма при систематических занятиях спортом может быть очень высокой уже в юном возрасте. Максимальное потребление кислорода зависит от многих факторов. Большое значение при атом имеют минутный объем крови, величина легочной вентиляции, кислородная емкость крови.

Возраст в годах

Легочная вентиляция (л/мин) Максимальное потребление кислорода (л/мин) То же на 1 кг веса (мл) Кислородный пульс (мл)

Судя по величине МПК, можно считать, что у юных спортсменов сердце и легкие уже достигли высокого функционального развития.

Важным показателем, свидетельствующим о производительно­сти сердца и усвоении кислорода тканями, является, как отмечалось выше, кислородный пульс. Он показывает, какое количество кисло­рода соответствует каждому сокращению сердца. Например, если в покое организм потребляет 200 мл кислорода в 1 мин., а сердце сокращается за это время 50 раз, то кислородный пульс равен 4 мл.

Обмен веществ и энергии

У растущего организма ассимиляционные процессы должны пре­обладать над диссимиляционными. Только в этих условиях он мо­жет развиваться нормально. Поэтому необходимо, чтобы питание школьников было достаточным по калорийности и полноценным по содержанию всех необходимых питательных веществ. Особенно важное значение при этом имеет белковая пища, так как белки являются основным пластическим материалом, из которого строятся ткани организма.

Железы внутренней секреции

Морфологические и функциональные изменения организма, происходящие при его росте и созревании, во многом зависят от деятельности желез внутрен­ней секреции. Эти железы не имеют выводных протоков и продук­ты своей жизнедеятельности — гормоны выделяют непосредствен­но либо в кровь, либо в мозговую жидкость.

Для роста организма большое значение имеют гормоны гипофи­за. Эта железа расположена в полости черепа, и ее передняя доля вырабатывает специальный гормон, стимулирующий рост молодого организма. Если деятельность гипофиза в детстве недостаточна, то у человека на всю жизнь остается очень маленький — карлико­вый — рост. Наоборот, если активность гипофиза в детстве чрезмер­но велика, то это ведет к гигантизму — рост 240—250 см. Однако у таких высоких людей мышечная сила часто бывает пониженной. Поэтому они быстро утомляются и не могут достичь высоких ре­зультатов в спорте.

На рост молодого организма влияют еще и гормоны зобной же­лезы, расположенной в области шеи. Развитие этой железы закан­чивается к 8—10 годам, затем она постепенно атрофируется, уменьшается в весе. Гормоны зобной железы способствуют росту ребенка и задерживают развитие половых желез. При уменьшении ее активности ускоряется наступление половой зрелости.

Половое созревание, сопровождающееся значительными морфо­логическими и функциональными изменениями организма, обеспе­чивается развитием половых желез, выделяющих специальные гор­моны. Развитие этих желез происходит скачкообразно. Половые же­лезы девочек—яичники—остаются очень маленькими и почти не функционируют до 7 лет. С 7 до 14 лет их вес удваивается. При этом усиливается и образование половых гормонов. На 15-м году жизни вес яичников возрастает в среднем в 8 раз, соответственно повышается и их гормональная деятельность. Также неравномерно развиваются половые железы — семенники — у мальчиков.

Половое созревание резко замедляет рост тела и удлинение его трубчатых костей.

О половом созревании обычно судят по появлению и развитию вторичных половых признаков, т. е. тех особенностей, которые не­посредственно не связаны с половой деятельностью, но являются характерным отличием мужского и женского организма. К этим признакам относятся особенности в строении скелета, развитии мус­кулатуры, тембре голоса и др.

В период полового созревания нередко резко изменяется и пси­хика подростка, его поведение. Это обусловлено изменениями выс­шей нервной деятельности. Очень благоприятное воздействие на организм в это время оказывают регулярные физические упражне­ния, занятия спортом.

Физиологические особенности детей, подростков и юношей, как уже говорилось выше, должны учитываться при выборе спортивной деятельности и дозировании тренировочных и соревновательных нагрузок. Эти данные подробно излагаются в специальных курсах физического воспитания. Ниже даются лишь некоторые примеры.

В младшем школьном возрасте необходимо совершенствовать координацию движений, развивать быстроту и стимулировать развитие как двигательной, так и сердечно-сосудистой и дыхательной систем организма. В связи с этим рекомендуются занятия фигурным катанием на коньках, настольным теннисом, плаванием.

Не­сколько позднее (с 9—10 лет) можно начинать занятия акробатикой, спортивной гимнастикой, баскетболом, волейболом и другими видами спорта.

С 12—13 лет разрешается заниматься легкой атле­тикой, бегом на лыжах и коньках, футболом, хоккеем и др.

Старшие школьники при хорошем состоянии здоровья могут быть допущены к занятиям любым видом спорта. При этом следует ограничивать лишь очень длительную работу, требующую высокого развития выносливости.

Васильева В. В., Коссовская Э. Б., Степочкина Н. А. Физиология человека / Под ред. В. В. Васильевой. - М.: Физкультура и спорт, 1973. - 192 с. § 55. Физиологические особенности детей школьного возраста. - С. 169-179.

Читайте также: