Книга: Физиология человека. Общая. Спортивная. Возрастная
Назад: 1. Общие физиологические закономерности роста и развития организма человека
Дальше: 3. Физиологические особенности организма детей среднего и старшего школьного возраста и их адаптация к физическим нагрузкам

2. Физиологические особенности организма детей дошкольного и младшего школьного возраста и их адаптация к физическим нагрузкам

Детский организм – сложная саморегулирующаяся система, развитие которое определяется как заложенный в него генетической программой, так и воздействием факторов внешней среды. Сформированное в детские годы оптимальное функциональное состояние организма служит основой хорошего здоровья людей зрелого и пожилого возраста.
Одной из важнейших задач возрастной физиологии является нормирование физических нагрузок для детей с учетом различного их возраста. Достаточное и правильно организованное физическое воспитание становится действенным средством сохранения и укрепления здоровья, улучшения физического и функционального развития детей и подростков.

2.1. Развитие центральной нервной системы, высшей нервной деятельности и сенсорных систем

Организм детей первых лет жизни значительно отличается от организма людей более старшего возраста. Уже в первые дни адаптации к жизни вне материнского организма ребенок должен осваивать самые необходимые навыки питания, приспосабливаться к различным температурным условиям среды, реагировать на окружающие лица и т. п. Все реакции приспособления к условиям новой среды требуют быстрого развития мозга, особенно его высших отделов – коры больших полушарий.
Различные зоны коры созревают не одновременно. Раньше всего (в первые же годы жизни) созревают проекционные зоны коры (первичные поля) – зрительные, моторные, слуховые и др., затем вторичные поля (периферия анализаторов) и позднее всего, вплоть до взрослого состояния – третичные, ассоциативные поля коры (зоны высшего анализа и синтеза). Так, моторная зона коры (первичное поле) в основном сформирована уже к 4 годам, а ассоциативные поля лобной и нижнетеменной области коры по занимаемой территории, толщине и степени дифференцирования клеток к возрасту 7–8 лет созревают лишь на 80 %, особенно отставая в развитии у мальчиков по сравнению с девочками.
Быстрее всего формируются функциональные системы, включающие вертикальные связи между корой и периферическими органами и обеспечивающие жизненно необходимые навыки – сосания, защитных реакций (чихания, моргания и пр.), элементарных движений. Очень рано у детей грудного возраста в районе лобной области формируется центр опознания знакомых лиц. Однако медленнее происходит развитие отростков корковых нейронов и миелинизация нервных волокон в коре, процессы налаживания горизонтальных межцентральных взаимосвязей в коре больших полушарий. В результате этого для первых лет жизни характерна недостаточность межсистемных взаимосвязей в организме (например, между зрительной и моторной системой, что лежит в основе несовершенства зрительно-двигательных реакций).
Детям первых лет жизни требуется значительная длительность сна, с небольшими перерывами для бодрствования. Общая длительность сна в возрасте 1 года составляет 16 часов, 4–5 лет -12 часов, 7-10 лет – 10 часов, а у взрослых – 7–8 часов. Особенно велика у детей первых лет жизни длительность фазы «быстрого» сна (с активацией обменных процессов, электрической активности мозга, вегетативных и моторных функций и быстрыми движениями глаз) по сравнению с фазой «медленного» сна (когда все эти процессы замедляются). Выраженность фазы «быстрого» сна связывают со способностью мозга к обучению, что соответствует активному познанию внешнего мира в детском возрасте.
Электрическая активность мозга отражает разобщенность различных территорий коры и незрелость корковых нейронов – она нерегулярна, не имеет доминирующих ритмов и выраженных фокусов активности, преобладают медленные волны. У детей в возрасте до 1 года в основном встречаются волны с частотой 2–4 колебания в 1 с. Затем преобладающая частота колебаний электрических потенциалов нарастает: в 2–3 года – 4–5 колеб./с; в 4–5 лет – 6 колеб./с; в 6–7 лет – 6–7 колеб./с; в 7–8 лет -8 колеб./с; в 9 лет – 9 колеб./с; усиливается взаимосвязанность активности различных корковых зон. К возрасту 10 лет устанавливается основной ритм покоя – 10 колеб./с (альфа-ритм), характерный для взрослого организма.
Для нервной системы у детей дошкольного и младшего школьного возраста характерна высокая возбудимость и слабостъ тормозных процессов, что приводит к широкой иррадиации возбуждения по коре и недостаточной координации движений. Однако длительное поддержание процесса возбуждения еще невозможно, и дети быстро утомляются. При организации занятий с младшими школьниками и особенно с дошкольниками нужно избегать долгих наставлений и указаний, продолжительных и монотонных заданий. Важно строго дозировать нагрузки, так как дети этого возраста отличаются недостаточно развитым ощущением усталости. Они плохо оценивают изменения внутренней среды организма при утомлении и не могут в полной мере выразить их словами даже при полном изнеможении.
При слабости корковых процессов у детей преобладают подкорковые процессы возбуждения. Дети в этом возрасте легко отвлекаются при любых внешних раздражениях. В такой чрезвычайной выраженности ориентировочной реакции (по И.П. Павлову, рефлекса «Что такое?») отражается непроизвольный характер их внимания. Произвольное же внимание очень кратковременно: дети 5–7 лет способны сосредотачивать внимание лишь на 15–20 минут.
У ребенка первых лет жизни плохо развито субъективное чувство времени. Чаще всего он не может правильно отмеривать и воспроизводить заданные интервалы, укладываться во времени при выполнении различных заданий. Сказывается недостаточная синхронизация внутренних процессов в организме и малый опыт сопоставления собственной активности с внешними синхронизаторами (оценкой длительности протекания различных ситуаций, смены дня и ночи и пр.). С возрастом чувство времени улучшается: так, например, интервал 30 секунд точно воспроизводят лишь 22 % 6-летних, 39 % 8-летних и 49 % 10-летних детей.
Схема тела формируется у ребенка к 6 годам, а более сложные пространственные представления – к 9 10 годам, что зависит от развития полушарий мозга и совершенствования сенсомоторных функций.
Недостаточное развитие лобных программирующих зон коры обусловливает слабое развитие процессов экстраполяции. Способность к предвидению ситуации в 3–4 года у детей практически отсутствует (она появляется в 5–6 лет). Им трудно остановить бег у заданной черты, вовремя подставить руки для ловли мяча и т. п.
Высшая нервная деятельность детей дошкольного и младшего школьного возраста характеризуется медленной выработкой отдельных условных рефлексов и формирования динамических стереотипов, а также особенной трудностью их переделки. Большое значение для формирования двигательных навыков имеет использование подражательных рефлексов, эмоциональность занятий, игровая деятельность.
Дети 2-3-х лет отличаются прочной стереотипной привязанностью к неизменной обстановке, к знакомым окружающим липам и усвоенным навыкам. Переделка этих стереотипов происходит с большим трудом, приводит зачастую к срывам высшей нервной деятельности. У 5-6-летних детей увеличивается сила и подвижность нервных процессов. Они способны осознанно строить программы движений и контролировать их выполнение, легче перестраивают программы.
В младшем школьном возрасте уже возникают преобладающие влияния коры на подкорковые процессы, усиливаются процессы внутреннего торможения и произвольного внимания, появляется способность к освоению сложных программ деятельности, формируются характерные индивидуально-типологические особенности высшей нервной деятельности ребенка.
Важное значение в поведении ребенка имеет развитие речи. До 6 лет у детей преобладают реакции на непосредственные сигналы (первая сигнальная система, по И.П. Павлову), а с 6 лет начинают доминировать речевые сигналы (вторая сигнальная система).
Развитие сенсорных систем в основном происходит на протяжении дошкольного и младшего школьного возраста.
Зрительная сенсорная система особенно быстро развивается на протяжении первых трех лет жизни, затем ее совершенствование продолжается до 12–14 лет. В первые две недели жизни формируется координация движений обоих глаз (бинокулярное зрение). В два месяца отмечаются движения глаз при прослеживании предметов. С 4-х месяцев глаза точно фиксируют предмет, движения глаз сочетаются с движениями рук. Фиксация глаза на объекте повышает точность восприятия, так как при этом изображение попадает на наиболее чувствительную область сетчатки – в центральную ямку. В 6 месяцев появляются реакции антиципации – предварительного движения глаз к сигналу.
У детей первых 4–6 лет жизни глазное яблоко еще недостаточно выросло в длину. Хотя хрусталик глаза имеет высокую эластичность и хорошо фокусирует световые лучи, но изображение попадает за сетчатку, т. е. возникает детская дальнозоркость. В этом возрасте еще плохо различаются цвета. (У новорожденных, например, число колбочек в 4 раза меньше, чем у взрослых.) С учетом этих особенностей для детских игр и упражнений с предметом необходимо подбирать крупные и яркие предметы (кубики, мячи и пр.). С возрастом проявления дальнозоркости уменьшаются, растет число детей с нормальной рефракцией. Но уже в первые годы школьной жизни растет число детей с близорукостью из-за неправильной посадки при чтении, систематического рассматривании предметов на близком расстоянии от глаз (табл. 18). Близорукость появляется из-за того, что возникающее при этом напряжение глазодвигательных мышц, сводящих глаза на близком предмете, приводит к удлинению глазного яблока. В результате фокусировка лучей происходит перед сетчаткой, вызывая развитие близорукости.

 

Таблица 18
Возрастные изменения рефракции глаза

 

Большое значение для улучшения зрительной функции имеет эмоциональный характер занятий с детьми, использование различных игр. Острота зрения постепенно повышается: в 1 год -0,1, в 2 года – 0,4, в 4 года – 0,7, в 5 лет – 0,9; к 7–8 годам она достигает нормальной величины взрослого человека – 1,0. В процессе игры острота зрения у детей повышается на 30 %.
При переходе от дошкольного к младшему школьному возрасту по мере улучшения взаимосвязи зрительной информации и двигательного опыта улучшается оценка глубины пространства. Поле зрения резко увеличивается с 6 лет, достигая к 8 годам величин взрослого человека.
Зрительные сигналы играют ведущую роль в управлении двигательной деятельностью ребенка на протяжении первых 6 лет жизни. Обработка зрительных сигналов мозгом еще несовершенна. Она в основном ограничена анализом отдельных признаков предмета, происходящим в зрительных центрах затылочной области коры, и генерализованным распространением этой информации на другие центры коры.
Качественная перестройка зрительных восприятий происходит в возрасте 6 лет, когда начинается вовлечение в анализ зрительной информации ассоциативных нижнетеменных зон мозга. При этом значительно улучшается механизм опознания целостных образов.
Созревание лобных ассоциативных зон обеспечивает в возрасте 9-10 лет еще одну качественную перестройку зрительного восприятия, обеспечивая тонкий анализ сложных форм картины внешнего мира, избирательное восприятие отдельных компонентов изображения, активный поиск наиболее информативных сигналов окружающей среды.
К возрасту 10–12 лет формирование зрительной функции в основном завершается, достигая уровня взрослого организма. Этот этап отражается в ЭЭГ установлением в затылочной области коры четкого альфа-ритма (8-12 колеб./с), свойственного взрослому человеку.
Слуховая сенсорная система ребенка имеет важнейшее значение для развития речи, обеспечивая не только восприятие речи посторонних лиц, но и играя формирующую роль системы обратной связи при собственном произношении слов. Именно в диапазоне речевых частот (1000–3000 Гц) наблюдается наибольшая чувствительность слуховой системы. Ее возбудимость на словесные сигналы заметно повышается в возрасте 4 лет и продолжает увеличиваться к 6–7 годам. Однако острота слуха у детей в 7-13 лет (пороги слышимости) все же ниже, чем в 14-19 лет, когда достигается наиболее высокая чувствительность. У детей особенно широк диапазон слышимых звуков – от 16 до 22 000 Гц. К возрасту 15 лет верхняя граница этого диапазона снижается до 15 000-20 000 Гц, что соответствует уровню взрослых людей.
Слуховая сенсорная система, анализируя продолжительность звуковых сигналов, темпа и ритма движений, участвует в развитии чувства времени, а благодаря наличию двух ушей (бинауральный слух) включается в формирование пространственных представлений ребенка.
Двигательная сенсорная система созревает у человека одной из первых. Формирование проприорецепторов (мышечных веретен и сухожильных рецепторов) начинается уже со 2–4 месяца внутриутробного развития и продолжается после рождения до 4–6 лет. Подкорковые отделы двигательной сенсорной системы созревают раньше, чем корковые: к возрасту 6–7 лет объем подкорковых образований увеличивается до 98 % от конечной величины у взрослых, а корковых образований – лишь до 70–80 %.
В возрасте 1,5–2 месяцев осуществляется лишь грубый анализ проприоцептивной информации. В дальнейшем тонкость анализа повышается. Это резко улучшает возможность регуляции двигательной активности и выработки новых навыков. Условные рефлексы на проприоцептивные раздражители вырабатываются с 3-4-недельного возраста ребенка, постоянно совершенствуя сферу его моторных возможностей. Вместе с тем пороги различения силы мышечного напряжения у дошкольников все еще превышают уровень показателей взрослого организма в несколько раз. К 12-14-летнему возрасту развитие двигательной сенсорной системы достигает взрослого уровня. Повышение мышечной чувствительности может происходить и далее – до 16–20 лет, способствуя тонкой координации мышечных усилий.
Вестибулярная сенсорная система является одной из самых древних сенсорных систем организма и в ходе онтогенеза она развивается также довольно рано. Рецепторный аппарат начинает формироваться с 7-недельного возраста внутриутробного развития, а у 6-месячного плода достигает размеров взрослого организма.
Вестибулярные рефлексы проявляются у плода уже с 4-месячного возраста, вызывая тонические реакции и сокращения мышц туловища, головы и конечностей. Рефлексы с вестибулярных рецепторов хорошо выражены на протяжении первого года после рождения ребенка. С возрастом у ребенка анализ вестибулярных раздражений совершенствуется, а возбудимость вестибулярной сенсорной системы понижается, что уменьшает проявление побочных моторных и вегетативных реакций. При этом многие дети проявляют высокую вестибулярную устойчивость к вращениям и поворотам. Раннее возникновение контактов вестибулярной сенсорной системы с моторной системой и с другими сенсорными системами позволяет ребенку к 2–3 годам освоить основной фонд движений и начинать занятия физическими упражнениями с первых лет жизни – плаванием с первых недель жизни, гимнастикой и фигурным катанием с 3–4 лет и т. п.
Во время внутриутробного развития и с первых дней жизни у ребенка имеется кожная чувствительность, которая обеспечивается тактильной, болевой и температурной рецепцией.
Тактильная сенсорная система развивается рано, обнаруживая уже у новорожденных общее двигательное возбуждение при прикосновениях (особенно в области лица, губ). Однако ее невысокий уровень в первые годы жизни (повышены как абсолютные, так и дифференциальные пороги) связывают с недостаточно развитым процессом обработки получаемой информации. Тактильная чувствительность увеличивается с ростом двигательной активности ребенка и достигает максимальных значений к возрасту 10 лет.
Болевая рецепция представлена уже у новорожденных, особенно в области лица, но в раннем возрасте она еще недостаточно совершенна. С возрастом она улучшается. Пороги болевой чувствительности снижаются от грудного возраста до 6 лет в 8 раз.
Температурная рецепция у новорожденных проявляется резкой реакцией (криком, задержкой дыхания, обобщенной двигательной активностью) на повышение или понижение температуры окружающей среды. Эта реакция с возрастом сменяется более локальными проявлениями, время реакции укорачивается от 2-11 секунд в первые месяцы жизни до 0,13-0,79 секунды у взрослых. У детей первых лет жизни обнаруживаются различия реакций на охлаждение тела. Так, у детей в возрасте 3–6 лет при повышенной тревожности, развитии невротических состояний, вегетодистонии отмечены случаи плохой адаптируемости к охлаждению (по изменениям экстероцептивных рефлексов, двигательной активности, времени реакции, умственной работоспособности и другим показателям). При проведении закаливания у таких детей ухудшается терморегуляция, что требует особой осторожности.
Вкусовые и обонятельные ощущения имеются уже с первых дней жизни, но они еще непостоянны и неточны, часто бывают неадекватны раздражителям, носят обобщенный характер. Чувствительность этих сенсорных систем заметно повышается к возрасту 5–6 лет у дошкольников и в младшем школьном возрасте практически достигает взрослых значений. Время реакции на вкусовые раздражения сокращается почти в 10 раз (от 2–3 секунд у новорожденных до 0,3–0,6 секунды в 9-10 лет).

2.2. Физическое развитие и опорно-двигательная система

Пропорции тела ребенка в первые годы жизни существенно отличаются от взрослых сравнительно большей длиной головы и более короткими конечностями.
На протяжении первого года жизни и в возрасте 6 лет происходит заметный прирост длины тела. В первые два года жизни усиленно растут мышцы, обеспечивающие стояние и ходьбу. В возрасте 2–4 лет преобладает рост длиннейшей и большой ягодичной мышц, в 7-12 лет – двуглавой мышцы голени. Заметно увеличивается длина сухожилий по сравнению с длиной основной массы мышцы в «брюшке». Интенсивный рост стоп наблюдается у девочек после 7 лет, а у мальчиков после 9 лет. От 5–7 лет до 10–11 лет быстро увеличивается длина конечностей, превышая скорость роста тела. Прирост массы тела отстает от скорости увеличения длины тела.
В костях и скелетных мышцах у детей много органических веществ и воды, но мало минеральных веществ. Гибкие кости могут легко изгибаться при неправильных позах и неравномерных нагрузках. Легкая растяжимость мышечно-связочного аппарата обеспечивает ребенку хорошо выраженную гибкость, но не может создать прочного «мышечного корсета» для сохранения нормального расположения костей. В результате возможны деформации скелета, развитие асимметричности тела и конечностей, возникновение плоскостопия. Требуется особое внимание к организации нормальной позы детей и использованию физических нагрузок.
Мышечные волокна ребенка тонкие и слабые, они гораздо менее возбудимы, чем у взрослых. Их рост в толщину продолжается до 30–35 лет, в длину – до 20–25 лет. С интенсивным ростом мышечных волокон происходит относительное уменьшение ядерной массы на единицу площади скелетных мышц – по сравнению с новорожденными их масса снижается к возрасту 6 лет в 4–5 раз, к возрасту 10–14 лет – в 6 раз.
Происходит перестройка иннервационного аппарата мышц. В дошкольном и младшем школьном возрасте увеличиваются размеры и дифференциация элементов мышечных, суставных и сухожильных рецепторов, достигая достаточного совершенства к 6-ти годам. На протяжении данного возрастного периода происходит перераспределение положения мышечных веретен в скелетных мышцах – от равномерного их расположения в мышце у новорожденных к сосредотачиванию веретен в концевых областях мышц, где они подвергаются большему растяжению и соответственно точнее информируют мозг о движении мышц. До 11–12 лет происходит также созревание нервно-мышечных синапсов, улучшая проведение моторных команд.
Мышечная масса детей невелика. Она составляет у новорожденных всего 20 % от веса тела, у детей 2–3 лет – 23 %, в 7–8 лет – 27 %, у 15-летних подростков – 32 %, в то время как у взрослых нетренированных людей – около 44 %, у спортсменов – порядка 50 %.
До 9-10 лет у ребенка тонус мышц-сгибателей превышает тонус разгибателей. Детям трудно длительное время сохранять вертикальную позу при стоянии, поддерживать выпрямленное положение спины при сидении.
Мышцы конечностей (особенно мелкие мышцы кисти) относительно слабее, чем мышцы туловища. Недостаточное развитие мышечно-связочного аппарата брюшного пресса может вызывать образование отвисшего живота и появление грыж при поднятии тяжестей. Сила мышц мальчиков в дошкольном и младшем школьном возрасте равна силе мышц девочек.
Несмотря на повышение абсолютной мышечной силы в возрасте 4–5 лет, относительная сила практически не изменяется, так как растет и масса тела ребенка. Лишь с возраста 6–7 лет прирост силы оказывается больше прироста массы тела, и начинает нарастать относительная сила мышц. При этом увеличиваются прыгучесть и скоростно-силовые возможности детей.
К моменту рождения ребенка все волокна его мышц являются медленными. По ходу онтогенеза происходит развитие быстрых волокон, которое завершается лишь в 14–15 лет.

2.3. Особенности крови, кровообращения и дыхания

В дошкольном и младшем школьном возрасте кровь по количеству и составу отличается от крови взрослого организма.
Количество крови у дошкольников относительно массы тела заметно больше (в 4 года – 11 % от массы тела, в 6–7 лет – 10 %), приближаясь к взрослому уровню в период младшего школьного возраста (в 11 лет – 8 %, у взрослых – 5–8%).
По мере взросления детей в их крови повышается количество эритроцитов и гемоглобина, а количество лейкоцитов снижается (табл. 19). У дошкольников в составе лейкоцитов
сравнительно больше лимфоцитов, но меньше нейтрофилов. Соответственно у них снижена фагоцитарная функция и наблюдается высокая восприимчивость к инфекционным заболеваниям. Затем количество нейтрофилов повышается, а лимфоцитов снижается до взрослого уровня к моменту полового созревания. Количество тромбоцитов с возрастом практически не изменяется.
Сердце детей первых лет жизни отличается малыми размерами и шаровидной формой. Рост его объема следует за ростом массы тела. Это нарастание в дошкольном и младшем школьном возрасте имеет постепенный характер.
Минутный объем крови у 4 11 – летних детей примерно в 2 раза меньше, чем у взрослых. Небольшие размеры сердца и слабость сердечной мышцы определяют малый систолический (ударный) объем крови (20–30 мл), а в сочетании с высокой эластичностью и широким просветом сосудов – низкий уровень артериального давления (см. табл. 19).

 

Таблица 19
Возрастная динамика функциональных показателей и развития физических качеств у детей дошкольного и младшего школьного возраста (по: Е.К. Аганянц и др., 1991)

 

Выраженное в этом возрастном периоде преобладание симпатических влияний на сердце обусловливает высокую частоту сердечных сокращений в состоянии покоя. Величина ЧСС очень лабильна, легко изменяется при любых внешних раздражениях (при испуге, различных эмоциях, физических и умственных нагрузках и пр.). Величина ЧСС у новорожденных достигает 120–150 уд./мин, у дошкольников – порядка 100 уд./мин, в младшем школьном возрасте – около 90 уд./мин. Противоположные влияния парасимпатического (блуждающего) нерва на сердце постепенно нарастают в первые годы жизни и заметно усиливаются к младшему школьному возрасту, вызывая дальнейшее снижение ЧСС в состоянии покоя.
При небольшой длине кровеносного русла время кругооборота крови очень невелико – у новорожденных всего 12 секунд, у 3-летних – 15 секунд (у взрослых 20–22 секунды).

 

Рис. 50. Длительность дыхательного цикла и дыхательный объем у мальчиков и мужчин
(по: А.З. Колчинской, 1973)

 

По мере роста и развития ребенка совершенствуется его дыхательный аппарат. Дыхание у детей частое и поверхностное. Легочная ткань мало растяжима. Бронхиальное древо недостаточно сформировано. Грудная клетка сохраняет еще конусовидную форму и имеет малую экскурсию, а дыхательные мышцы слабы. Все это затрудняет внешнее дыхание, повышает энерготраты на выполнение вдоха и уменьшает глубину дыхания. Дыхательный объем дошкольника в 3–5 раз меньше, чем у взрослого человека (рис. 50). Он постепенно увеличивается в младшем школьном возрасте (см. табл. 19), но еще заметно отстает от взрослого уровня.
Из-за неглубокого дыхания и сравнительно большого объема «мертвого пространства» эффективность дыхания у детей невысока. Из альвеолярного воздуха в кровь переходит меньше кислорода, много его оказывается в выдыхаемом воздухе. Кислородная емкость крови в результате мала – 13–15 об.% (у взрослых – 19–20 об.%).
Частота дыхания у детей повышена. Она постепенно снижается с возрастом. В силу высокой возбудимости детей частота дыхания чрезвычайно легко нарастает при умственных и физических нагрузках, эмоциональных вспышках, повышении температуры и других воздействиях. Дыхание часто оказывается неритмичным, появляются задержки дыхания Вплоть до 11-летнего возраста отмечается недостаточность произвольной регуляции дыхания. Особенно это отражается на речевой функции дошкольников.
Наиболее интенсивно размеры альвеол, объем и масса легких растут на протяжении первого года жизни. От 1 года до 8 лет объем легких увеличивается в 2 раза, но он еще наполовину меньше, чем у взрослого.
Такие показатели, как длительность задержки дыхания, максимальная вентиляция легких, ЖЕЛ, определяются у детей с 5-летнего возраста, когда они могут сознательно регулировать дыхание.
Жизненная емкость легких дошкольников в 3–5 раз меньше, чем у взрослых, в младшем школьном возрасте – в 2 раза меньше (см. табл. 19). В возрасте 7-11 лет отношение ЖЕЛ к массе тела (жизненный показатель) составляет 70 мл/кг (у взрослого -80 мл/кг).
Минутный объем дыхания на протяжении дошкольного и младшего школьного возраста постепенно растет. Этот показатель за счет высокой частоты дыхания у детей меньше отстает от взрослых величин: в 4 года – 3,4 л/мин, в 7 лет – 3,8 л/мин, в 11 лет – 4–6 л/мин.
Продолжительность задержки дыхания у детей невелика, так как у них очень высокая скорость обмена веществ, большая потребность в кислороде и низкая адаптация к анаэробным условиям. У них очень быстро снижается содержание оксигемоглобина в крови и уже при его содержании 90–92 % в крови задержка дыхания прекращается (у взрослых задержка дыхания прекращается при значительно более низком содержании оксигемоглобина – 80–85 %, а у адаптированных спортсменов – даже при 50–60 %). Длительность задержки дыхания на вдохе (проба Штанге) в возрасте 7-11 лет порядка 20–40 с (у взрослых – 30–90 с), а на выдохе (проба Генча) – 15–20 с (у взрослых – 35–40 с).
Величина МВЛ у детей младшего школьного возраста достигает всего 50–60 л/мин (у нетренированных взрослых людей она порядка 100–140 л/мин, а у спортсменов – 200 л/мин и более).
На протяжении первого года жизни у детей преобладает грудной тип дыхания, а в возрасте 3–7 лет начинает формироваться брюшной тип. Уже с возраста 7–8 лет начинают проявляться половые различия в показателях внешнего дыхания: у мальчиков ниже частота дыхания, больше глубина дыхания, ЖЕЛ, МОД, дыхание более экономично.

2.4. Особенности пищеварения, обмена веществ и энергии

В дошкольном возрасте у ребенка сформированы молочные зубы, которые позволяют ему перейти от молочного питания к более грубой пище. С 5–6 лет начинается смена молочных зубов на постоянные, которая в основном заканчивается к периоду полового созревания, и только третьи большие коренные зубы (зубы «мудрости») формируются вплоть до возраста взрослого человека.
С появлением молочных зубов у ребенка начинается выраженное слюноотделение. Оно усиливается на протяжении первого года жизни и продолжает совершенствоваться по количеству и составу слюны с увеличением разнообразия пищи.
Размеры желудка постепенно увеличиваются, к 6–7 годам он приобретает форму, характерную для взрослого организма. К этому возрасту заметно развиваются мышцы, обеспечивающие движения желудка и перистальтику кишечника. У детей дошкольного и младшего школьного возраста еще малочисленны и недоразвиты пищеварительные железы. Желудочный сок беднее ферментами, активность их еще мала. Это затрудняет процесс переваривания пищи. Низкое содержание соляной кислоты снижает бактерицидные свойства желудочного сока, что приводит к частым желудочно-кишечным расстройствам у детей.
В дошкольном возрасте интенсивно развиваются функции поджелудочной железы и печени ребенка. В возрасте 6–9 лет активность желез пищеварительного тракта значительно усиливается, пищеварительные функции совершенствуются. Принципиальное отличие пищеварения в детском организме от взрослого заключается в том, что у детей представлено только пристеночное пищеварение и отсутствует внутриполостное переваривание пищи.
Недостаточность процессов всасывания в тонком кишечнике в некоторой степени компенсируется возможностью всасывания в желудке, которая сохраняется у детей до 10-летнего возраста.
Особенностью обменных процессов в детском организме является преобладание анаболических процессов (ассимиляции) над катаболическими (диссимиляции). Растущему организму требуются повышенные нормы поступления питательных веществ, особенно белков. Для детей характерен положительный азотистый баланс, т. е. поступление азота в организм превышает его выведение.
Использование питательных продуктов идет в двух направлениях:
• для обеспечения роста и развития организма (пластическая функция);
• для обеспечения двигательной активности (энергетическая функция).
В связи с большой интенсивностью обменных процессов для детей характерна более высокая, чем у взрослых, потребность в воде и витаминах. Относительная потребность в воде (на 1 кг массы тела) с возрастом снижается, а абсолютная суточная величина потребления воды нарастает: в возрасте 1 года необходимо 0,8 л, в 4 года – 1 л, в 7-10 лет – 1,4 л, в 11–14 лет – 1,5 л.
В детском возрасте также необходимо постоянное поступление в организм минеральных веществ: для роста костей (кальций, фосфор), для обеспечения процессов возбуждения в нервной и мышечной ткани (натрий и калий), для образования гемоглобина (железо) и др.
Энергетический обмен у детей дошкольного и младшего школьного возраста значительно (почти в 2 раза) превышает уровень обмена у взрослых, снижаясь наиболее резко в первые 5 лет и менее заметно – на протяжении всей последующей жизни. Суточный расход энергии растет с возрастом: в 4 года – 2000 ккал, в 7 лет – 2400 ккал, в 11 лет – 2800 ккал.

2.5. Особенности терморегуляции, процессов выделения и деятельности желез внутренней секреции

Дети отличаются недостаточно налаженными механизмами теплообмена. Они легко перегреваются и легко теряют тепло. Грудные дети реагируют на охлаждение бурными хаотическими движениями, которые их согревают. В теплоотдаче у них велика роль процессов испарения водяных паров при дыхании.
В первые годы жизни в организме ребенка преобладают процессы химической терморегуляции. Благодаря высокому уровню обменных процессов организм ребенка быстро нагревается. Температура кожи и внутренняя температура тела у дошкольника (37,4-37,6 °C) выше, нем у взрослых.
Обилие кровеносных сосудов в коже обусловливает быстрый перенос тепла от температурного ядра тела к его оболочке, а недостаточная рефлекторная регуляция просвета кожных сосудов не обеспечивает защиту от больших тепловых потерь. При небольшой мышечной массе дети имеют низкую теплоизоляцию покровных тканей. Высокие теплопотери обусловлены также и относительно большой поверхностью маленького тела. Все это вызывает быстрое охлаждение тела ребенка и требует особого внимания к его закаливанию.
С переходом к младшему школьному возрасту границы терморегуляции расширяются, а механизмы теплообмена совершенствуются. Нарастание мышечной массы улучшает теплоизолирующие свойства покровов тела, совершенствование сосудистых реакций облегчает регуляцию теплообмена на поверхности кожи. Улучшается регуляция потоотделения, уточняется информация от терморецепторов тела и деятельность центров терморегуляции. Все это позволяет лучше поддерживать постоянство температуры тела в различных условиях среды и при разных формах деятельности. Дети младшего школьного возраста по сравнению с дошкольниками меньше подвержены перегреванию и переохлаждению, хотя их устойчивость к изменениям температурных режимов все еще недостаточно совершенна.
Важнейшая роль в процессах выделения принадлежит почкам. Формирование размеров, веса и функций почек интенсивно продолжается до 13–15 лет. У дошкольников вес почек к 7-летнему возрасту удваивается по сравнению с годовалым возрастом, в возрасте 11 лет вес увеличивается в 1,5 раза по сравнению с 5-летним возрастом.
Функции почек у дошкольников все еще несовершенны. В возрасте 4–5 лет в деятельности почек преобладают процессы фильтрации, и лишь к 10–11 годам достигают взрослого уровня процессы обратного всасывания (реабсорбции). В составе мочи с возрастом увеличивается количество натрия и мочевины и уменьшается количество мочевой кислоты.
Мочеиспускание у детей первых лет жизни гораздо чаше, чем у взрослых, что объясняется высоким уровнем обмена веществ (особенно воды и углеводов). У годовалых детей мочеиспускание происходит 16–20 раз в сутки, в младшем школьном возрасте -7-8 раз. При этом количество образующейся за сутки мочи у детей меньше; в 1–2 года – 0,6 л, в 3–4 года – 0,9 л, в 5–6 лет -1 л, в 7–8 лет – 1,2 л, в 9-10 лет – 1,5 л.
С первого года жизни начинается формирование условно-рефлекторного механизма произвольного мочеиспускания, который к 2–3 годам выражен отчетливо. Однако многие дети (5-10 %) с возбудимой и неуравновешенной нервной системой часто страдают от ночного недержания мочи (энуреза). С устранением невротических состояний эти явления исчезают.
В нормальной жизнедеятельности растущего организма велика роль желез внутренней секреции. Секретируемые ими гормоны (соматотропин, инсулин, глюкокортикоиды, половые гормоны) уменьшают проницаемость клеточных мембран, обеспечивая доступ в клетки питательных и регуляторных веществ. Они непосредственно действуют на генетический аппарат в клеточных ядрах, регулируя считывание наследственной информации, усиливая синтез РНК и соответственно процессы синтеза белка и ферментов в организме. С участием гормонов формируются в развивающемся организме процессы адаптации к различным условиям внешней среды, в том числе к стрессовым ситуациям.
Выявлены ритмические колебания гормональной активности (суточные биоритмы, циклические изменения секреции ряда гормонов на протяжении 3–5 дней и др.), имеющие характерные индивидуально-типологические особенности и критический период в 7-летнем возрасте.
Еще до рождения ребенка начинают функционировать некоторые железы внутренней секреции, которые имеют большое значение и в первые годы после рождения (эпифиз, вилочковая железа, гормоны поджелудочной железы и коры надпочечников).
Гормоны коркового слоя надпочечников (кортикоиды) регулируют обменные процессы в организме, способствуя налаживанию белкового, углеводного и жирового обмена. Их среднесуточная секреция временно снижается в 7-летнем возрасте, но затем снова нарастает вплоть до взрослого состояния.
Эпифиз в дошкольном возрасте осуществляет важнейшие процессы регуляции водного и солевого обмена в детском организме. Активная деятельность эпифиза подавляет в этот период нижележащие структуры гипоталамуса.
С ослаблением тормозных влияний эпифиза после 7-летнего возраста нарастает активность гипоталамуса и формируется тесная взаимосвязь его функций с гипофизом, т. е. оформляется гипоталамо-гипофизарная система, передающая влияния ЦНС через различные железы внутренней секреции на все органы и системы организма.
Усиление роли гормонов мозгового слоя надпочечников (адреналина, норадреналина) и повышение значимости симпатических влияний в организме (т. е. оформление симпатоадреналовой системы) происходит несколько позже – к началу переходного периода.
Секреция гормона гипофиза соматотропина нарастает постепенно, а в возрасте 6 лет усиливается более значительно, обусловливая заметную прибавку роста ребенка. Самый значительный подъем секреции этого гормона приходится на переходный период, вызывая резкое увеличение длины тела. В развитии процессов роста наряду с соматотропином участвует гормон поджелудочной железы – инсулин, который обеспечивает анаболические процессы в организме, накопление углеводных ресурсов. Нарушение гормональной функции поджелудочной железы встречается уже в детском возрасте, чаще всего в возрасте 6-12 лет, приводя к заболеванию сахарным диабетом. Этому способствуют нарушения режима и питания детей – недостаточность двигательной активности, переедание, ожирение.
Огромное значение для правильного роста и развития ребенка имеет гормональная активность щитовидной железы, масса которой к младшему школьному возрасту увеличивается в 10 раз: от 1 г у новорожденного до 10 г в 10 лет. Щитовидная железа регулирует обмен веществ и энергии, окислительные процессы в митохондриях. От секреции ее гормонов зависит рост и дифференцировка тканей и органов, скорость заживления ран, формирование правильных пропорций тела и нормальное развитие психики ребенка. Гипофункция щитовидной железы в детском возрасте (в том числе связанная с недостатком поступления в организм йода) приводит к развитию кретинизма – задержке роста и развития, непропорциональному строению тела, инфантилизму и умственной отсталости.
Резкую реакцию растущего организма вызывает недостаточная функция паращитовидных желез, регулирующих кальциевый обмен в организме. При их гипофункции содержание кальция в крови падает, повышается возбудимость нервной и мышечной тканей, развиваются судороги. Гиперфункция паращитовидных желез приводит к вымыванию кальция из костей и повышению его концентрации в крови. Это способствует излишней гибкости костей, деформации скелета и отложению кальция в кровеносных сосудах и других органах.
Раннее развитие вилочковой железы (тимуса) обеспечивает высокий уровень иммунитета в организме. Она влияет на созревание лимфоцитов, рост селезенки и лимфатических узлов. При нарушении ее гормональной активности у детей грудного возраста резко снижаются защитные свойства организма, исчезает в крови гамма-глобулин, имеющий большое значение в образовании антител, и ребенок погибает в возрасте 2–5 месяцев.
Вилочковая железа оказывает тормозное влияние на половые железы. Однако к началу переходного периода (после 10–11 лет) она претерпевает обратное развитие, и заметно усиливается секреция гормонов половых желез. У девочек уже с 8–9 лет появляются признаки полового созревания – возникают жировые отложения по женскому типу (на бедрах и животе), с 10–11 лет начинается увеличение грудных желез, а у мальчиков с 10–11 лет усиливается рост половых органов. Обратное развитие (инволюция) вилочковой железы приводит к глубоким изменениям клеточного и гуморального иммунитета. Повышается восприимчивость детей младшего школьного возраста к различным инфекциям, развитию опухолей.
В целом, в период младшего школьного возраста (7-11 лет) организм ребенка отличается гармоничным развитием и стабильным гормональным статусом. Оптимальное соотношение секреции различных гормонов обеспечивает нормальный уровень физического и умственного развития, устойчивость реакций организма на внешние воздействия.

2.6. Физиологические особенности адаптации детей дошкольного и младшего школьного возраста к физическим нагрузкам

Особенности адаптации детей дошкольного и младшего школьного возраста к физическим нагрузкам связаны с уровнем морфофункционального созревания организма.

2.6.1. Возрастные особенности управления движениями

У детей дошкольного и младшего школьного возраста нервные центры характеризуются высокой возбудимостью, относительно слабым развитием процессов торможения (особенно условно-рефлекторного внутреннего торможения). Дети отличаются быстрой утомляемостью, недостаточным развитием произвольного внимания и сильно выраженными ориентировочными реакциями.
Малый двигательный опыт, слабое отражение в сознании функциональных изменений в организме при физических нагрузках обусловливают недостаточное развитие субъективных ощущений усталости. К тому же дети не умеют в нужной мере отражать изменения своего внутреннего состояния в речевых отчетах. Даже в возрасте 8–9 лет в 41 % случаев у них вообще отсутствует ощущение усталости, а при его наличии в 77 % случаев дети сообщают о наступлении усталости лишь после окончания работы. Это требует особого внимания к тщательной дозировке мышечных нагрузок, особенно при работе с дошкольниками.
Возрастные особенности управления движениями связаны с постепенным созреванием различных отделов ЦНС (спинного мозга, подкорковых отделов и затем коры больших полушарий). Если подкорковые механизмы в большей степени готовы в первые дни и недели развития ребенка, то корковые отделы созревают позже и поэтапно: сначала первичные проекционные поля, затем вторичные (например, первичное моторное поле созревает к 4 году жизни, вторичное моторное поле – лишь к 6–7 годам), а развитие третичных полей затягивается до зрелого возраста. Дети дошкольного и младшего школьного возраста отличаются недостаточно развитыми взаимосвязями между нейронами в коре больших полушарий. Это отражается в малом числе выраженных взаимосвязей (синхронности и синфазности) электрической активности различных точек коры (рис. 51).
С основными этапами созревания мозга связаны и этапы изменений процессов управления движениями.
В возрасте 1–4 месяцев ребенок не способен к организации произвольных движений из-за высокого мышечного тонуса и отсутствия зрительно-двигательных взаимосвязей. Лишь с 4-х месяцев движения глаз сочетаются с движениями рук и эти связи закрепляются в ЦНС.

 

Рис. 51. Возрастная динамика межцентральных взаимосвязей в ЭЭГ
(по данным разных авторов)

 

В возрасте 5 месяцев – 1 года осуществляется формирование зрительно-двигательной системы и становление вертикальной позы, но еще слишком мала координация произвольных движений.
В возрасте 1–2 лет точность произвольных движений еще низка из-за отсутствия налаженной координации мышц-антагонистов. Начинают формироваться примитивные акты ходьбы и бега. Локомоции включают элементарные спинальные рефлексы (миотатические, рефлексы опоры, ритмические, перекрестные на уровне симметричных сегментов спинного мозга, перекрестные сочетательные рефлексы верхних и нижних конечностей). Они управляются спинальными механизмами и запускаются локомоторным центром среднего мозга, который находится под контролем коры больших полушарий. Переломный момент перехода от отдельных шагов к сложному локомоторному акту ходьбы определяется включением в систему управления древних автоматизмов – циклоидных форм движений, регулируемых подкорковыми ядрами. Лишь после этого ходьба становится циклической цепью двигательных актов, «мелодией» движения. Однако ходьба ребенка еще далека от совершенства, а бег малыша – семенящий, характеризуется отсутствием полетной фазы.
В возрасте 3–6 лет главным регулятором произвольных движений при их программировании и текущем контроле становятся зрительные обратные связи, формирующие единую зрительно-двигательную функциональную систему. Ведущим механизмом является механизм рефлекторного кольцевого регулирования. В процессе движения от нервных центров поступают по прямым связям моторные команды к работающим мышцам, а от зрительных, мышечных и других рецепторов тела по обратным связям передается информация о результатах движения и вносятся сенсорные поправки в моторные программы. При занятиях физическими упражнениями с детьми этого возраста важно использовать различные зрительные ориентиры, помогающие в освоении двигательных навыков.
Начиная с 5-6-летнего возраста (по мере созревания двигательной сенсорной системы) осуществляется переход к доминирующей роли проприоцептивных обратных связей. За период от 5 до 8 лет устанавливаются выраженные координационные взаимоотношения между мышцами-антагонистами, что резко улучшает качество двигательных актов.
В возрасте 6 лет формируется представление о схеме тела, связанное с важным этапом развития задних третичных полей (нижнетеменных зон коры). Приобретается адресная точность передачи моторных команд к различным звеньям тела, а сами команды становятся более тонкими и сложными.
Постепенно совершенствуется координация движений в ходьбе и беге. При ходьбе увеличивается амплитуда движений, угол разворота стоп, что повышает устойчивость тела, стабилизируются пространственные и временные параметры шагов. Правильная координация движений рук и ног при ходьбе у ребенка в 3 года наблюдается в 10 %, в 4 года – в 50 %, в 6–7 лет – в 80 % случаев. С 5–6 лет появляется способность совершать прыжки двумя ногами вместе, нарастает дальность и точность прыжков.
В возрасте 7–9 лет деятельность зрительно-двигательной системы начинает полностью контролироваться хорошо выраженными проприоцептивными обратными связями, которые приобретают значение ведущего механизма управления движениями. Механизм кольцевого рефлекторного регулирования достигает своего совершенства.
В 7–8 лет при беге хорошо выражена безопорная фаза. Это заметно повышает скорость бега. В возрасте 5–6 лет средняя скорость бега у мальчиков составляет 4,07 м/с, в 7–8 лет -4,83, в 9-10 лет – 5,09, в 11–12 лет – 6,85, в 17–19 лет – 8,46 м/с (Бальсевич В.К., 2000). Однако опорные реакции еще отличаются от взрослого типа – они «вялого» типа, характеризуются медленным развитием усилий. Координация движений при ходьбе и беге, как оказалось, имеет генетически закрепленный индивидуальный характер. Биомеханические исследования показали, что только у однояйцевых (манозиготных) близнецов имеется сходство динамических кривых опорных реакций.
У детей младшего школьного возраста с ростом скоростносиловых возможностей повышается высота вертикального прыжка. У мальчиков она на 2–4 см больше, чем у девочек.
К 9-летнему возрасту у детей завершается формирование представления о схеме пространства, что отражает очередной этап созревания заднего третичного поля коры. Ребенок хорошо ориентируется в пространстве, обладает достаточным глазомером. Однако в 7–9 лет еще недостаточно развиты процессы экстраполяции, планирования действий в предстоящие моменты. Это происходит из-за более медленного созревания передних третичных полей – ассоциативных лобных зон коры.
С 9-летнего возраста начинается развитие механизмов центральных команд, когда ребенок программирует предстоящие кратковременные движения, не имея обратной информации от периферических афферентов о результатах действия. При таком программном управлении все движение должно быть точно запрограммировано еще до его начала, так как поправки в эти команды могут вноситься лишь при повторных выполнениях двигательных актов. Включение этих механизмов отражает созревание передних третичных полей коры больших полушарий, функцией которых является предвидение будущих событий, процессы предпрограммирования.
В возрасте 10–11 лет механизм центральных команд (программного управления) уже полностью включен в моторную деятельность ребенка. Это означает, что дети этого возраста используют все механизмы управления произвольными движениями, присущие взрослому человеку.
И все же регуляция движений еще и в этом возрасте недостаточно совершенна. При высокой скорости ходьбы и бега, работы на пальцевом эргографе электрическая активность в ЭМГ работающих мышц может сохраняться и в нерабочие моменты, когда у взрослых наблюдается пауза в их активности. Это приводит к лишним энерготратам, большему утомлению мышц, ухудшает координацию и эффективность движений.
Итак, основные этапы развития моторных функций и совершенствования управления движениями у детей следующие. Первый год жизни – формирование основных поз; до 3 лет – создание основного фонда движений; в возрасте 3–6 лет – созревание механизма кольцевого рефлекторного регулирования с ведущей ролью зрительных обратных связей; в возрасте 7–9 лет – усовершенствование кольцевого рефлекторного механизма с ведущей ролью проприоцептивных обратных связей; в 10–11 лет – созревание механизма центральных команд (программного управления).
Большое значение в регуляции двигательной активности детей дошкольного и младшего школьного возраста имеет развитие межполушарных отношений. В первые годы жизни у детей доминирующим является правое полушарие. Еще не сформированы индивидуальные особенности функциональной асимметрии. Они формируются постепенно на протяжении дошкольного и младшего школьного возраста. Зачастую у детей многие функции перекладываются на неведущую конечность (например, левшей часто обучают основные действия выполнять правой рукой – есть, писать и т. п.). Такое переучивание приводит к иннервационному конфликту, когда управление движениями осуществляется неадекватными для данного организма механизмами. В результате не только ухудшаются моторные реакции, но и могут развиваться стрессовые состояния, неврозы, заикания.
Недостаточная функциональная зрелость левого полушария головного мозга у детей и преобладание у них функций правого полушария требует использования в физическом воспитании преимущественно наглядных методов обучения, прочувствования движений, использования подражательных реакций, а высокая эмоциональность детей, обусловленная большой ролью подкорковых влияний (ретикулярной формации, лимбических структур), – широкого применения различных игровых средств.
Особенно важно учитывать, что у маленьких детей в связи с поздним развитием лобных долей еще не налажена речевая регуляция движений. В 2–3 года ребенок не может выполнять двигательные действия не только под внешнюю команду, но даже под свою собственную команду «раз-два!». Эта способность постепенно формируется к 4–5 годам с развитием речевой функции и речедвигательных межцентральных взаимосвязей. Тогда не только внешняя речь посторонних лиц, но и собственная шепотная, а затем и внутренняя речь становится регулятором двигательного поведения. Налаживание речевой регуляции движений облегчает формирование двигательных навыков. Известно, что мы запоминаем из того, что читали 10 %, из того, что слышали – 20 %, что видели – 30 %, что слышали и видели – 50 %, что говорили – 70 %, что говорили и делали – 90 %.

2.6.2. Особенности возрастного развития физических качеств

Физические качества у детей формируются гетерохронно, в разные возрастные периоды. Для развития каждого качества имеются определенные сенситивные периоды онтогенеза, когда может быть получен наибольший его прирост. Они имеют специфические особенности проявления и индивидуальную программу развития, определяемую генетически.
Быстрота проявляется в элементарных и комплексных формах. На протяжении дошкольного и младшего школьного возраста происходит постепенное нарастание физиологической лабильности нервных центров и подвижности нервных процессов. Соответственно умеренно развиваются различные показатели быстроты – время двигательной реакции, скорость одиночного движения и максимальный темп движений. Основное ускорение развития быстроты начинается с 10-летнего возраста.
Время простой двигательной реакции на свет в 2 3 года составляет 0,6–0,8 с, к возрасту 5–7 лет это время сокращается до 0,3–0,4 с, но оно еще вдвое превышает величины у взрослых. Показатели быстроты у девочек и мальчиков не различаются в дошкольном возрасте, но в младшем школьном возрасте становятся лучше у мальчиков. С 5– до 10-летнего возраста время реакции сокращается у мальчиков с 286 до 203 мс, у девочек – с 287 до 231 мс (табл. 20).

 

Таблица 20
Возрастная динамика развитая физических качеств у мальчиков
(по: В.К. Бальсевич, 2000)

 

Сокращение времени реакции неодинаково для различных групп мышц, а величины этого показателя зависят от врожденных свойств нервной системы детей – их индивидуально-типологических особенностей.
Около 20–25 % 6-7-летних здоровых детей характеризуются низкой подвижностью нервных процессов. Это так называемые «медлительные» дети. Они имеют общее развитие, соответствующее возрастным нормам, но их реакции замедленны, а работоспособность ниже почти в 2–3 раза по сравнению с «быстрыми» детьми. Такие дети могут усваивать лишь ту информацию, которая подается в медленном темпе (с интервалами в 2 с) и теряют в среднем около 60 % информации, подаваемой быстрее (с интервалами в 0,5 с). У них плохо развита координация движений. На нагрузки в условиях дефицита времени они реагируют учащением сердцебиений и дыхания, эмоциональной напряженностью. В их ЭЭГ отмечается неустойчивая активность, мало выражены волны альфа-ритма, в 70 % доминируют тета-ритмы (4–7 колеб./с). Эти дети составляют основной контингент отстающих в школе. У них замедлена обучаемость двигательным навыкам, более низкий (на 20–30 %) темп движений, затруднены переключения движений по скорости, направлению, форме. Эти дети требуют особого внимания со стороны родителей, педагогов, тренеров. При их обучении следует избегать сложных двигательных программ, трудного выбора в условиях дефицита времени, переделок двигательных навыков, высокого темпа движений.
Скорость одиночных движений различна для разных мышечных групп и в разном возрасте. В 4 5 лет она больше для проксимальных частей конечностей, чем для дистальных. С 6–7 лет начинает преобладать скорость движений мышц, управляющих дистальными сегментами: у детей 4–5 лет больше скорость одиночных движений мышц плеча и бедра, а с 6–7 лет нарастает скорость движений пальцев.
Максимальный темп движений постепенно растет в дошкольном и младшем школьном возрасте, увеличиваясь за этот период в 1,5–2 раза. Особенно интенсивно он прогрессирует у мальчиков.
Повышение темпа движений связано с ростом подвижности нервных процессов, лабильности нервных центров, скорости развития возбуждения и скорости проведения в нервных и мышечных волокнах, а также с увеличением скорости расслабления мышц. В препубертатном периоде (около 10–11 лет) его прирост временно замедляется.
Широко распространен в практике теппинг-тест – количество постукиваний кистью в максимальном темпе за 10 с. За период с 5 до 11 лет этот показатель нарастает в среднем у мальчиков от 47,8 до 62,4 движения (см. табл. 20). Скорость бега увеличивается и за этот период нарастает у мальчиков примерно в 1,5 раза. Различия в скорости бега у мальчиков и девочек до 10–11 лет оказываются несущественными, а затем скорость больше нарастает у мальчиков. Время выполнения скоростных упражнений для детей дошкольного возраста – не более 2 с, а для младшего школьного возраста не должно превышать 5–6 с (для взрослых – 10–15 с).
Абсолютная мышечная сила в дошкольном и младшем школьном возрасте нарастает умеренно. Ее прирост связан с увеличением толщины и силы отдельных мышечных волокон, развитием мощных быстрых мышечных волокон в составе мышц и общим увеличением мышечной массы. В различных мышечных группах прирост мышечной массы, изменение состава волокон и мышечной силы происходит неравномерно. Основной прирост мышечной силы происходит после переходного периода онтогенеза (с 14 лет).
Относительная сила у дошкольников почти не изменяется, так как прирост мышечной силы не превышает прироста массы тела. Лишь с 6–7 лет, когда скорость прироста силы начинает опережать прирост веса, относительная сила ребенка начинает увеличиваться.
В возрасте 4–5 лет вес мышечной массы в 7–8 раз меньше, чем у взрослых, а сила мышц меньше в 9-14 раз. Вес мышечной массы новорожденных составляет 23 % массы тела, в 7–8 лет -27 % (у нетренированных взрослых – 44 %, у спортсменов – 50 % и более).
Сила мышц рук и ног у детей старшего дошкольного возраста (5–6 лет) заметно меньше, чем у детей младшего школьного возраста (7 8 лет). У дошкольников сила мышц туловища больше, чем мышц конечностей. За период от 4 лет до 7 лет сила различных мышц увеличивается примерно в 1,5–2 раза. Например, становая сила – от 18 до 29 кг, сила правой руки – от 7 до 12 кг, сила левой руки – от 5 до 10 кг. За период от 7 до 11 лет сила увеличивается еще в 1,5–2 раза (становая сила – до 65,4 кг, сила правой руки – до 21,4 кг, левой руки – до 19,5 кг). Сила мышц мальчиков и девочек в 7–8 лет одинакова, а в 10–11 лет в связи с более быстрым развитием женского организма сила девочек превышает силу мальчиков.
Повышенный мышечный тонус и превышение силы мышц-сгибателей над мышцами-разгибателями затрудняют у дошкольников сохранение выпрямленных поз. Им трудно долго сидеть с прямой спиной, сохранять вертикальное позу стоя дольше 2 мин. В 6–7 лет наибольшую силу имеют мышцы – сгибатели туловища, бедра и подошвенные сгибатели. В 9-11 лет увеличивается сила разгибателей этих звеньев тела. Мала сила мышц позвоночника – она составляет в 7–8 лет всего 35 % величины у взрослых. Отсутствие сильного «мышечного корсета» приводит к нарушению осанки, искривлению позвоночника при систематическом положении ребенка в неправильных позах. Слабость мышц стопы при больших отягощениях приводит к развитию плоскостопия. Указанные особенности мышечной системы на ранних стадиях развития требуют специального внимания при организации занятий физическими упражнениями с детьми.
Скоростно-силовые возможности ребенка развиваются постепенно, по мере повышения лабильности мотонейронов, скорости активации и вовлечения в работу отдельных двигательных единиц, возможности их синхронизации. Эти функциональные особенности определяют так называемую взрывную силу, которая проявляется в показателях бросков, прыжков, метаний. Ее показатели у дошкольников невелики – дети 5–6 лет осваивают лишь около половины прыжковых упражнений.
Некоторое увеличение прироста скоростно-силовых показателей (прыжков в высоту, длину, дальности бросков и пр.) наблюдается в 7–9 лет, но основной прирост происходит лишь после 11 лет (см. табл. 20). Средние показатели прыжка в длину с места в 4 года составляют 47 см, в 7 лет – 116 см; прыжка в высоту в 4 года – 14 см, в 7 лет – 26 см.
Общая выносливость (длительность бега со скоростью 70 % от максимальной) начинает увеличиваться в младшем школьном возрасте, когда достаточного развития достигают сердечно-сосудистая и дыхательная системы и увеличиваются значения МПК. В возрасте от 7 до 11 лет заметно увеличивается выносливость к аэробной работе (составляющей 50 % от максимальной мощности), но не растет выносливость к анаэробной работе (100 % максимальной мощности).
В возрасте 8-10 лет нарастает скоростно-силовая выносливость при прыжках вверх. Статическая выносливость при поддержании статических поз (см. табл. 21) и при выполнении статической работы (в упражнениях вис, упор и пр.) невелика. Статические усилия не рекомендуются дошкольникам, так как вызывают у них неблагоприятные реакции сердечно-сосудистой системы, сопровождаются сильно выраженным феноменом статических усилий (после рабочих усилений дыхания и сердцебиения) и требуют длительного восстановления. У младших школьников даже при небольших локальных напряжениях нарастание легочной вентиляции и потребления кислорода замедлено, электрическая активность работающих мышц резко увеличена, появляется напряжение на неработающих мышцах. С 8 до 11 лет статическая выносливость увеличивается на 40–50 %, ее интенсивное увеличение происходит в более старшем возрасте.
Ловкость – комплексное понятие, в ее структуру включаются способность быстро осваивать новые упражнения, координированно выполнять сложные движения и эффективно действовать в необычных условиях, создавая новые двигательные акты. Ловкость менее других качеств контролируется генетически и относится к наиболее тренируемым качествам.
Развитию ловкости у детей способствуют созревание высших отделов мозга (особенно третичных полей коры больших полушарий), совершенствование центральной регуляции моторных функций (налаживание регуляции мышц-антагонистов, межмышечной координации и пр.), улучшение функций скелетных мышц (более быстрое развертывание механических реакций при возбуждении мышечных волокон и др.).
Уже в дошкольном возрасте быстро растет точность метания в цель, точность прыжка. В структуре основных двигательных способностей у детей 3-6-летнего возраста ловкость составляет 52–57 %.

 

Таблица 21
Возрастная динамика равновесия в стойке на одной ноге(по: В.Б. Шварц, С.В. Хрущев, 1984)

 

Наибольшие сдвиги координационных способностей обнаруживаются после 7 лет – в младшем и среднем школьном возрасте. Совершенствование функций лобных долей в младшем школьном возрасте обеспечивает рост обучаемости детей, ускоряет формирование двигательных навыков, улучшает процессы программирования и предпрограммирования, внесения коррекций в моторные программы, повышает способность выделять из внешних сигналов наиболее информативные признаки, усиливает речевую регуляцию движений. Все это улучшает проявление ловкости у детей.
Различают ловкость «телесную» и «предметную». Их развитие протекает гетерохронно. Особенно выражена разновременность развития для отдельных показателей «предметной» ловкости.
Показатели координации и точности движений у 7 8-летних детей в 1,5–2 раза хуже, чем у 14-15-летних. Они резко ухудшаются при малейшей недостаточности зрительной информации. На 30–50 % они менее стабильны, чем у 11-12-летних детей.
Гибкость – одно из наиболее ранних по развитию качеств. Начиная с 4-летнего возраста она быстро совершенствуется на всем протяжении дошкольного и младшего школьного возраста благодаря хорошей растяжимости мышечных волокон и связочного аппарата у детей. Во всех возрастных периодах гибкость лучше выражена в женском организме по сравнению с мужским.

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.

2.6.4. Влияние систематических физических нагрузок на развитие функций, здоровье и работоспособность детей

Двигательная активность детей очень высока. Она совершенно необходима для нормального развития всех органов и систем организма, повышения устойчивости к неблагоприятным условиям внешней среды и снижения заболеваемости.
Число шагов, подсчитанных за сутки, неуклонно растет по мере повышения возраста детей (табл. 25). У отдельных 7-летних мальчиков суточное количество шагов может доходить до 20–22 тыс. Понятно, что существующий школьный режим не удовлетворяет этим требованиям. Потребность в двигательной активности в детских садах и начальной школе удовлетворяется примерно на 30–50 %.

 

Таблица 25
Нормы двигательной активности детей число шагов за сутей
(по данным Минздрава СССР, 1986)

 

Все большее значение приобретает проблема физиологической незрелости детей (Аршавский И.А., 1985). Число таких детей постоянно растет. Это доношенные дети, родившиеся в срок, с нормальным весом (3–3,5 кг) и длиной тела (50–52 см), но функционально незрелые.
Основным признаком физиологической незрелости является мышечная гипотония (тонкие и слабые мышечные волокна с низким мышечным тонусом), которая сопровождается пониженной двигательной активностью. Эти дети отличаются слабым типом нервной системы, малой выраженностью положительных эмоций (подавленное настроение, слезливость и пр.), эмоциональной нестабильностью, низкой устойчивостью к инфекционным и простудным заболеваниям (сниженный иммунитет), задержкой полового развития (инфантилизм), низкой умственной и физической работоспособностью. В возрасте 6 лет такие дети не готовы к поступлению в школу. Количество детей, не достигших «школьной зрелости» в 6-летнем возрасте, составляет около 18 %. У «незрелых» детей по сравнению со «зрелыми» умственная работоспособность ниже на 30–72 %, величина МПК (л/мин) у мальчиков ниже на 15,8 %, относительная величина МПК ниже на 7,6 %.
Главным фактором в борьбе с этим состоянием является правильно организованная двигательная активность. Только постепенное наращивание мышечной деятельности может нормализовать функционирование центральной нервной системы, сенсорных систем, секрецию эндокринных желез, работу органов кровообращения и дыхания и других систем организма.
Дети первых лет жизни приобщаются к систематическим занятиям плаванием, фигурным катанием, гимнастикой и акробатикой, прыжками в воду, теннисом. Начинается их подготовка к занятиям волейболом, баскетболом, лыжному спорту, легкой атлетике. Начало спортивной специализации в различных видах спорта, несмотря на процессы эпохальной и индивидуальной акселерации, должно быть, по мнению ряда специалистов, не ранним, а своевременным. Форсирование физических нагрузок недопустимо. Они должны соответствовать возрастным особенностям и индивидуальным возможностям детского организма.
Ранняя спортивная специализация при недостаточной адекватности применяемых нагрузок может задержать рост и развитие ребенка, ограничить спортивные достижения. При больших психоэмоциональных напряжениях и низких энерготратах спортивные упражнения могут задерживать развитие функций сердца. Имеются данные о том, что мальчики, начавшие заниматься плаванием в 10–13 лет, выполняли нормативы мастера спорта в 66 % случаев, а начавшие заниматься в 6–9 лет – только в 12,5 % случаев.
В то же время оптимальные систематические занятия физическими упражнениями совершенно необходимы растущему организму. Повышенный двигательный режим увеличивает темпы созревания всех органов и систем у дошкольников. Ускоряется развитие физических качеств.
Увеличение моторной плотности физкультурных занятий в дошкольных учреждениях на 20–25 % за счет введения элементов акробатики, различных игр и эстафет уже в течение года дает заметный прирост силы (особенно у мальчиков) и скоростно-силовых возможностей, повышая дальность прыжка по сравнению с обычным режимом при низкой моторной плотности занятий.
Наряду с увеличением объема общей двигательной активности у детей дошкольного возраста важное значение имеет использование мануальных упражнений (движений рук). Развитие ручной ловкости, координации мелких движений пальцев оказывает специфические воздействие на формирование речи ребенка. Это связано с тем, что моторные центры движений пальцев рук находятся в коре больших полушарий в непосредственной близости к моторному центру речи. Чем лучше развита способность к собственному осуществлению речевой функции и пониманию речи посторонних лиц, тем выше возможность осознанной речевой регуляции движений. У детей следует преимущественно использовать наглядные методы обучения. Демонстрации упражнений необходимо сопровождать словесными указаниями, приучать детей к речевым отчетам.
Величина основного обмена генетически детерминирована. Однако систематические физические упражнения сохраняют высокий его уровень, препятствуя возрастному снижению основного обмена и способствуя ускоренному приросту массы тела. Нарастание мышечной массы повышает мышечную силу, обеспечивает укрепление «мышечного корсета», стабильное сохранение позы, улучшает осанку ребенка.
При раннем начале систематических занятий физическими упражнениями следует особенно тщательно регламентировать статические нагрузки, вызывающие негативные реакции неокрепшего детского организма, не допускать асимметричных перегрузок отдельных мышечных групп для избежания непропорционального развития тела и функциональной асимметрии.
Длительные систематические закаливающие процедуры у детей дошкольного возраста (воздушные и водные ванны, игры на свежем воздухе) уравновешивают тонус симпатического и парасимпатического отделов нервной системы, ускоряют развитие механизмов физической терморегуляции. Они снижают возможность простудных заболеваний детей.
Младший школьный возраст является благоприятным для разучивания новых движений. Считают, что с 5 до 10 лет ребенок усваивает примерно 90 % общего объема приобретаемых в жизни двигательных навыков. При этом у юных спортсменов повышаются возможности варьирования движений во времени и пространстве, в зависимости от возникающих ситуаций, возрастает функциональная лабильность нервных и мышечных звеньев, подвижность нервных процессов в коре больших полушарий.
Большое значение при занятиях физическими упражнениями имеет интенсивность применяемых нагрузок. На протяжении периода младшего школьного возраста в пробах с велоэргометрическими нагрузками до отказа наибольший прирост объема выполняемой работы наблюдался лишь при выполнении нагрузок умеренной мощности (50 % от максимального темпа педалирования). Прирост длительности работы при нагрузках максимальной (100 %) и субмаксимальной (80 %) мощности – самый низкий. Самый большой прирост темпа педалирования и выносливости наблюдается в период от 7–8 до 9-10 лет, причем у мальчиков прирост больше, чем у девочек. Объем выполненной работы с большой мощностью (70 % от максимальной) за этот период почти удваивается.
Адаптация к циклической работе различной мощности у младших школьников сопровождается снижением уровня биоэлектрической активности мышц, улучшением координации мышц-антагонистов, что отражает совершенствование и экономизацию центральных регуляторных воздействий.
У тренированных школьников по сравнению со сверстниками, не занимающимися физическими упражнениями, отмечается ускорение процессов срабатывания и восстановления, появление периода устойчивого состояния во время работы, проявление синхронизации частоты дыхания и частоты шагов. У юных фехтовальщиков, борцов, боксеров уже после одного года систематических спортивных занятий отмечалось существенное сокращение времени двигательной реакции на свет и звук, повышение возбудимости зрительной и моторной систем, налаживание взаимосвязей моторной и вегетативных систем.
У юных спортсменов быстрее развертываются функции дыхания и сердцебиения, ускоряется повышение минутного объема дыхания и минутного объема кровотока. В возрасте 9-10 лет у девочек повышение минутного объема кровотока обеспечивается большим нарастанием ЧСС, а у мальчиков – преимущественным ростом систолического объема крови. Возрастной особенностью является то, что после окончания работы показатели систолического и минутного объема крови еще некоторое время (1–2 минуты) продолжают нарастать и лишь затем снижаются, в отличие от показателей ЧСС, которые сразу начинают снижаться.
У юных спортсменов развитие тренированности сопровождается меньшим проявлением спортивной брадикардии
в состоянии покоя, чем у взрослых. При больших нагрузках у юных спортсменов часто встречаются синусовые аритмии, которые могут свидетельствовать о физическом перенапряжении и нарушении автоматии сердца.
При систематических занятиях физическими упражнениями в период от 7–8 до 10–11 лет существенно увеличиваются аэробные возможности организма, особенно при работе 70–80 % мощности от максимальной. Аэробные возможности (потребление кислорода на единицу массы тела) и аэробно-анаэробные возможности у мальчиков быстрее нарастают в возрасте 9-10 лет, у девочек – на 1–2 года позже – в 11–12 лет. На начальных этапах адаптации детей к физическим нагрузкам их аэробные возможности особенно зависят от увеличения объема легких и внешнего дыхания. Удельный вес показателей вентиляционной системы на этих этапах составляет от 35 до 90 %.
У юных спортсменов младшего школьного возраста относительная величина МПК заметно превышает этот показатель у детей, не занимающихся спортом. Например, у юных конькобежцев 11–12 лет II юношеского разряда этот показатель составляет 47,7 мл/мин/кг, у нетренированных детей того же возраста 43,2-50 мл/мин/кг. У юных футболистов 11–12 лет относительная величина МПК (50 мл/мин/кг) также превышает возрастную норму. Анаэробное обеспечение кратковременных физических нагрузок (80-100 % мощности) развивается позже – у девочек лить к 10–11 годам, а у мальчиков – еще на 1–2 года позже. Концентрация лактата при работе на уровне МПК у детей 7-11 лет в 1,5–2 раза ниже, чем у взрослых.
Суточные энерготраты у юных спортсменов 7-10 лет достигают 2300 ккал (у взрослых спортсменов – до 5000–6000 ккал).
Анализ нормирования физических нагрузок с учетом возрастных особенностей показал, что для непрерывного выполнения циклической работы детьми 7–8 лет на протяжении 15 мин величина нагрузки не должна превышать 1/5 МПК (при мощности порядка 7 ктм/мин/кг), а в 10-летнем возрасте для 20-минутной работы – не более 1/3 МПК (8 кгм/мин/Кг). Предельная продолжительность циклических упражнений большой мощности (70 % максимальной) у младших школьников не должна превышать 4–5 минут; субмаксимальной нагрузки (80 %) – не более 50 с; максимальной нагрузки (100 %) – 10 с.
При развитии выносливости к различным циклическим упражнениям рекомендуемый темп ходьбы у 7-8-летних детей составляет 100 шагов в 1 мин, у 9-10-летних – 100–120. В лыжной подготовке наиболее эффективным для развития выносливости оказалось сочетание физических нагрузок большой и умеренной интенсивности (со скоростью 1,8–1,9 и 1,5–1,6 м/с).
Кратковременные статические нагрузки (длительностью не более 10–15 с) у детей 10–12 лет полезно использовать для совершенствования функций ЦНС, двигательного аппарата и сердечнососудистой системы. Однако их следует строго дозировать – величина поднимаемого веса при однократном выполнении у детей 8-10 лет не должна превышать 50 % массы собственного тела, а длительность упражнений – 10–20 с.
Для оценки общей работоспособности детей рекомендовано использовать адаптированный тест PWC170 с выполнением одной нагрузки вместо двух. Используют нашагивание на скамейку в течение 5 мин в таком темпе, который обеспечивает подъем пульса не менее чем на 40 уд./мин, т. е. до 140–160 уд./мин.
Величину физической работоспособности при этом рассчитывают по формуле;

 

 

где ЧСС0 – частота сердцебиений в покое, ЧСС1 – частота сердцебиений при работе (рекомендуемая ЧСС1 – 130 уд./мин), Wмощность работы.
Мощность работы высчитывается по формуле:

 

W = p × h × n × 1,2,

 

где n – 25 циклов/мин, р – масса тела (кг), h – высота ступеньки (м).

 

Для дошкольников рекомендуется работа в течение 2 мин; высота ступеньки в возрасте 4 года – 12–16 см, 5 лет – 18–24 см, 6 лет – 20–24 см. Для школьников: до 8 лет – подъем 2 мин на 35 см; 8-11 лет – 3 мин на 35 см; 12–18 лет – 4 мин на 40 см (девочки) и 45 см (мальчики).
Возрастные изменения показателя PWC представлены в табл. 26.
У юных спортсменов уровень общей физической работоспособности повышен по сравнению с нетренированными сверстниками. Так, например, у юных спортсменов 9-10 лет, занимающихся кикбоксингом, величина PWC170 составляет 540 кгм/ мин и относительная величина 16,3 кгм/мин/кг, а у нетренированных мальчиков 9-10 лет соответственно 392–398 кгм/мин и 12,2-12,4 кгм/мин/кг (см. табл. 26).

 

Таблица 26
Возрастная динамика показателей физической работоспособности у мальчиков (по данным разных авторов)

 

 

Систематические занятия физическими упражнениями укрепляют здоровье, повышают неспецифическую резистентность юных спортсменов к простудным заболеваниям и вирусным инфекциям. Многолетние наблюдения за девочками, начавшими заниматься художественной гимнастикой с 7 лет,
показали, что за прошедшие 3 года тренировок острые респираторные заболевания у них встречались в 3 раза реже, чем у нетренированных сверстниц, почти в 3 раза было меньше количество дней нетрудоспособности. Число заболеваний гриппом и количество дней нетрудоспособности у них было на 1/3 меньше, чем в контрольной группе нетренированных девочек. Величины средней продолжительности болезни были ниже у юных гимнасток.
Наряду с детьми, соответствующими по развитию физических качеств и работоспособности средним статистическим показателям, имеются отдельные индивиды с исключительными способностями. Известно, что некоторые дети в возрасте 7–9 лет имели МПК=70 мл и более (что характерно лишь для взрослых высококвалифицированных спортсменов), преодолевали марафонскую дистанцию, переплывали пролив Ла-Манш, могли подтянуться на перекладине 65 раз и отжаться от пола более 3 тыс. раз и т. п. Такие способности детерминируются генетически, и тренеры находятся в непрерывном поиске подобных талантов.
Назад: 1. Общие физиологические закономерности роста и развития организма человека
Дальше: 3. Физиологические особенности организма детей среднего и старшего школьного возраста и их адаптация к физическим нагрузкам

Антон
Перезвоните мне пожалуйста по номеру 8(963)344-98-23 Антон.