Изменение базовых показателей в онтогенезеК базовым (основным) показателям, характеризующим человека, относятся длина и масса тела. По мнению ряда исследователей, длина тела наследственно запрограммирована и в незначительной степени зависит от внешних факторов. Даже такой мощный фактор, как голод, не может сломить развитие этого процесса. Дж. Таннер наблюдал за индийскими детьми в периоды неурожая – длина тела снизила интенсивность роста, но улучшилось питание – нормализовалась интенсивность роста. Через 2 года длина тела достигла средних величин свойственных жителям этого штата. Сравнение показателей длины тела в одних и тех же регионах показало, что существуют периодические колебания в длине тела, В одни годы длина тела увеличивается даже у новорожденных, в другие она снижается. Анализ длины тела новорожденных за 100 лет по историям родильных домов г. Москвы показали, что длина тела изменяется по кривой, имеющей форму синусоиды. Данные колеблются в пределах: max – 54,0 см – в 1900, 1910, 1928 гг. и min – 51,5 см – в 1985 г.; в 1930 г. – 50,4 см; в 1942 г. – 50,3 см; в 1960 г. – 51,4 см. Среднее значение за 100 лет для мальчиков составляет 53,2+0,45 см, а у девочек – 51,6+0,27 см. Волны колебаний длины тела новорожденных имеют минимум две причины: одна – ухудшение социального статуса, неурожайные годы; вторая – биологические с интервалом 8-9 лет, по мнению одних авторов, и 11-13 лет – по мнению других. В природе много периодически меняющихся биологических систем от микроциклов, исчисляемых секундами, до десятилетий. Это не проявление случайностей или низкоэффективной самоорганизации, а преимущество деятельности системы «биологический вид – окружающая среда», которая по всей вероятности направлена на сохранение вида. Не служит исключением и человеческий организм. По мнению Чижевского, синхронизатором многолетних циклов служат циклы солнечной активности 11-, 23-, 80-90-летние и большей протяженности. Гелиофизические факторы, колебания магнитного поля земли, магнитные бури, возникновение солнечных пятен – вспышки и излучения различных диапазонов оказывают воздействие на биохимические реакции в каждой клетке организма и, как следствие, в организме в целом. Все эти не подчиняемые воле человека процессы «жизни» Вселенной влияют на интенсивность ростовых процессов. Некоторые исследователи считают их причиной феномена акселерации. Длина тела. В ростовых процессах в постнатальном периоде огромную роль играют производные эндокринной системы. По мнениюгенетиков, заключенная в генах информация реализуется во взрослом организме с той интенсивностью и скоростью, которую «допускает» внешняя среда (в самом широком смысле). В постнатальный период наиболее важным гормоном, воздействующим на ростовые процессы, является соматотропин, или гормон роста. Это полипептид, выделяемый клетками гипофиза и подталамической областью. Гормон обладает видовой, а точнее надвидовой специфичностью. Расшифруем это понятие. Ростовыми процессами человека управляют только гормоны человека или человекообразных обезьян. Высокий анаболический эффект появляется только при взаимодействии с инсулярным аппаратом, щитовидной железой. Возрастная динамика воздействия СТГ изучена пока недостаточно. Известно, что высокая активность в послеродовом периоде длится всего 7- 10 дней. С года и до 7 лет действие этого гормона стабильно, а затем повышается. С 9 (10) до 14 (15) лет активность гормона возрастает. После 16 (18) лет активность снижается. По мнению немецких исследователей, возраст нарастания активности СТГ – период, наиболее благоприятный для направленного тренировочного воздействия на суставно-связочный, мышечный и костный аппараты. Имеются данные, противоречащие приведенным. Полагают, что активация гормона начинается с 3-летнего возраста. В подтверждение этой точки зрения можно привести результаты продольных наблюдений Т.Е. Цаплевой за девочками, занимающимися художественной гимнастикой с 3-летнего возраста. Выявлено увеличение скорости роста (ее интенсивности) длины тела, прироста мышечной массы при почти постоянном количестве жировой массы. Это наблюдение является подтверждением существования периода вытяжения. Существенная роль в ростовых процессах принадлежит щитовидной железе и ее гормонам, но сложность методов использования и малое количество работ не дают четкой возможности определить ее долю в ростовых процессах. С наступлением подросткового периода начинается новая фаза роста, находящаяся под контролем стероидных гормонов, выделяемых надпочечниками и гонадами (половыми железами). Названные железы выделяют три группы гормонов: кортизон, который остается на всем протяжении жизни в неизменной концентрации, альдостерон, который контролирует концентрацию электролитов в тканевой жидкости, и андрогены, существующие в значительном количестве только в подростковом периоде. Аналогичную функцию в женском организме несут эстрогены. Андрогены (А) и эстрогены (Э) в достаточной мере наследственно детерминированы. Большая наследственная детерминация андрогенов выявляется у лиц мужского пола, а эстрогенов – в женской группе. Функциональная активность эндокринных желез зависит от огромного числа эндо-и экзогенных факторов, которые в сумме сказываются на проявлении функциональных показателей. Отдельной группой стоят физические и эмоциональные стрессы. При длительном тренировочном процессе наблюдается у спортсменов «направленный» стероидогенез, формируются определенный тип экскреции гормонов и повышенное содержание их в крови. Особенно ярко это проявляется у спортсменов силового троеборья (пауэрлифтинга) и штангистов. Повышенное содержание гормонов хорошо наблюдается при пересчете на единицу длины, массы, поверхности тела, абсолютной массы мышц, определенных по методу Р.И. Дорохова (1984). Повышение уровня андрогенов особенно наблюдается у высококвалифицированных спортсменов. Надо отметить, что количество андрогенов повышается с возрастанием тренировочного стажа. У женщин-спортсменок со стажем не менее 7 лет наблюдается угнетение эстрогенной функции. Повышение экскреции 17-КС у юношей и девушек наблюдается при занятиях спортом и частых эмоциональных стрессах. У брошенных детей, живущих постоянно в стрессовых ситуациях и систематически голодающих, снижаются ростовые процессы. Длина тела у этих детей достоверно ниже возрастной нормы (min – 2,6 см; max — 4,8 см) 3,6+0,8 см, КВ = 22,2%. Нормальной вариацией длины тела лиц, проживающих в Центральной полосе России, для мужчин является 155-187 см (172 + 4,6 см, КВ = 9,2%), для женщин – 144-175 см (162+6,2, КВ =5,8%). При нарушении деятельности желез внутренней секреции может проявляться нанизм, когда длина тела не превышает 125-130 см, или гигантизм – длина тела для женщин 195 см и выше, для мужчин -более 200 см. Прекращение роста в длину у женщин отмечается к 16-17 годам, а у мужчин – в 18-19 лет. В период от I9 до 60 лет длина тела остается постоянной. После 60 лет длина тела уменьшается за счет уменьшения высоты хрящей в среднем на 0,5 – 1,0см за 5 лет. Продольные размеры тела колеблются у новорожденных мальчиков от 50,3 до 53,2 см, у девочек – от 49,4 до 52,2 см. Выявить корреляционную связь между длиной тела новорожденных и родителей практически не удается. Это характерно почти для всех живородящих существ. В постнатальный период на первом году жизни происходит активная прибавка длины тела, которая колеблется от 22 до 27 см. К году длина тела у мальчиков составляет 74-78 см, а у девочек – 7 1-75 см. В период от одного года до семи лет годичные прибавки постепенно уменьшаются. В период онтогенеза с 9 до 13 лет девочки превосходят по длине тела мальчиков. Различия могут достигать 6-10 см. Наиболее часто они колеблются в пределах 4,7+2,3 см, КВ = 49%.После 13 лет у субъектов мужского пола увеличивается интенсивность ростовых процессов. Ростовые процессы длины тела прекращаются улиц женского пола в 17 лет (76%) и в 20 лет у лиц мужского пола (86%). Знание закономерностей прибавки длины тела имеет огромное значение, так как дает право судить о нормальном развитии ребенка. Эти знания важны и для последующей оценки ростовых процессов, связанных с функцией эндокринной системы. За первый год длина тела увеличивается на 20-25 см, прирост происходит неравномерно от месяца к месяцу. Если за первые четыре месяца ребенок прибавляет 8-10 см, то за последние 4 месяца года – 4-6 см. За второй год длина тела увеличивается на 10 см, намечается половой диморфизм. Мальчики увеличивают длину тела на 2-3 см больше. Темп снижения скорости роста постепенно от месяца к месяцу уменьшается. В эти годы необходимы пассивные и активные упражнения, развивающие мышечную систему, так как формируются такие сложные движения, как сидение, стояние у опоры, ходьба, постепенно переходящая в бег. Ребенок учится приседать, подниматься на носки, переносить центр массы тела относительно опоры, сохраняя равновесие. Это сложный период установления взаимосвязи мышечной системы, суставно-связочного аппарата с ЦНС. Импульсы идут от периферии (двигательного аппарата) к центрам мозга – в ответ на эти импульсы идут обратные сигналы к двигательному аппарату, но совсем не обязательно к тем мышцам, от которых сигналы пришли к мозгу Многократные повторения формируют двигательные навыки. Важно понять, что двигательный навык – это не одна и та же цепь нервных клеток, которые управляют конкретным движением. Одно и то же движение никогда не выполняется по одной траектории. Конечный эффект может быть одним и тем же, но путь достижения различным. Чтобы научиться выполнять простейшее движение «управление ложкой» при еде, его надо повторить сотни раз, чтобы составить «словарик» выполнения этого движения при меняющихся ситуациях. Третий год жизни. Ребенок уже научился управлять телом, приобрел определенные навыки и умения, он стал адекватно отвечать на словесные команды и выполнять определенные движения! Формируется устойчивая связь первой и второй сигнальных систем. Ребенка не следует уже обучать управлению отдельными физическими качествами, что продолжается в детских садах согласно переписываемым из года в год программам физического совершенствования. Поясним – под «развитием физических качеств» понимается естественный процесс развертки генетической программы без внешних воздействий. Под «совершенствованием» понимается аналогичный процесс развития физических качеств, но при направленном вмешательстве (тренировки) воспитателя, учителя физической культуры, тренера. С трех лет начинается и преддошкольный период развития, который тянется до 5,5 лет и переходит в дошкольный. С трех лет можно и следует заниматься физическим воспитанием, развивая комплексно физические качества. Наиболее рационально проводить занятия, используя элементы художественной гимнастики. В четыре года девочки, систематически занимающиеся художественной гимнастикой участвуют в соревнованиях. Примерно 25-36% девочек плохо усваивают упражнения и легко теряют навык их выполнения без периодических повторений. Эти девочки имеют дефицит длины тела на 1,5-2,5 сигмы и относятся к ВР «С». Дошкольный период оканчивается 7 годами – длина тела в среднем 122 + 6,7 см (КВ = 5,4%). двигательные качества сформированы вполне удовлетворительно. Ребенок управляет своей силой, быстротой, ловкостью, но степень овладения этими качествами различна, умение и навык применять их в нестандартных условиях также существенно отличаются и имеют корреляционную связь с длиной тела (отражение вариантов биологического развития). Длина тела в основном зависит от интенсивности роста костной ткани как в длину, так и в ширину (толщину), от роста и дифференцировки хрящевых тканей. Масса тела. Вторым базовым показателем является масса тела, которая характеризует в значительной мере уровень зрелости ребенка, его готовность выполнять движения различной сложности. Масса тела увеличивается от рождения до 25 лет. После 25 лет масса тела на протяжении 15-20 лет остается постоянной. Прирост массы тела происходит за период роста на 55-60 кг, так как увеличивается в 20 раз, длина тела увеличивается только в 3,25-3,55 раза, или на 110-125 см. Размах интенсивности роста отражает скорость активности прироста клеточных элементов, а также является следствием того, что масса тела состоит из различных тканей, которые имеют свои, биологически запрограммированные периоды и увеличиваются с разной скоростью. В последние годы Р.Н. Дорохов и В.Е. Петрухин предложили при оценке соматических типов пользоваться следующей схемой: Масса тела = Общая жировая масса + Мышечная масса + Костная масса + Вода. J.Harris и др. (1930) приводит схему четырех разновидностей рост тканей внутренних органов (рис. 2.4), объясняя тем самым неравномерны прирост массы тела. Проблема регуляции массы тела интересует многих людей не только с эстетической точки зрения, но Многие недооценивают роль физических упражнений в регуляции массы тела. Существующее расхожее мнение о том, что физически упражнения только увеличивают аппетит и стимулируют прирос массы – крайне спорно. Экспериментальные исследования доказали что правильно построенные физические упражнения с учетом состава тела прекрасный регулятор его массы. Масса тела меняется в основном за счет изменения жирового обмена, перестроить который возможно рациональным индивидуальны питанием. Особенно это важно в детском возрасте, когда закладывается основа обменных процессов. Жировая ткань представляет особый вид соединительной ткани, состоящей из плотной массы жировых клеток с коллагеновыми и эластиновыми волокнами, лимфоидными и тучными клетками, фибробластам и капиллярами. В жировой ткани содержится около У мужчин в среднем в 18-20 лет содержится 14% жира, у женщин – 24-26%. Масса тела без жира – термин не весьма удачный, так как обезжирить тело невозможно даже при длительном голодании. Часто пользуются формулой: МБЖ = (2,04 × 10) (D), для мужчин (в кг),
Формул для определения жировой ткани у детей и подростков почти нет, а имеющиеся существенно различаются. Жировая масса у одних и тех же подростков летом и зимой различается. Толщина 10 жировых складок зимой 102 мм, в летнее время – 85 мм. Подростки, не занимающиеся спортом, прибавляют на 2,5-2,8 кг больше за счет жировой массы. Регулярные занятия гимнастикой приводят к снижению подкожной клетчатки особенно над активно работающими мышцами, но увеличиваются жировые складки на боковой стенке живота, на бедрах. Возрастные изменения массы тела. Большинство работ, касающихся массы тела, посвящены изменениям жировой массы как легко изменяющейся, так и легко измеряемой, Измерения проводятся в большинстве случаев с помощью калипера или ультразвука. Измерения с помощью калипера вполне удовлетворяют запросы врачей и тренеров. Изменение жировой массы легко реагирует на стрессовые ситуации, возникающие в предсоревновательных и соревновательных ситуациях. Возрастные изменения имеют свои подъемы и спады. У мальчиков минимальная величина складки на задней поверхности плеча наблюдается в 8 лет, а максимальная – в 12,5 лет. Улиц женского пола все эти процессы происходят на 1 год раньше. У жителей Центральной полосы России с 8 до 16 лет увеличение жира происходит с 3,8 до 8,9 кг. Оценка обезжиренной массы тела также имеет волнообразный характер и связана с особенностями физических нагрузок, питания, региона проживания. Удельный вес тела. Удельный вес тела – интегральный показатель, который имеет корреляционные связи не только с морфологическими показателями, характеризующими компонентный состав тела, но и со спортивными достижениями, особенно в плавании. С возрастом удельная плотность меняется у 9-10-летних – 1,062 г/см, у 13-14-летних – 1,073 г/см. Улиц женского пола эти показатели ниже и более постоянны. Максимальные значения отмечаются в 13-14 лет; в это же время снижаются результаты в плавании. Приведенные данные характерны для лиц со средним развитием мышечной массы. На удельный вес оказывает большое влияние развитие мышечной массы и мощность развития скелета. Среди лиц, специализирующихся в силовом троеборье, штанге, гиревом спорте, с мышечной массой больше 48-52% плавучесть тела равна нулю. Они могут на полном вдохе спокойно опуститься на дно бассейна. Аналогичные данные описаны у лиц, занимающихся бодибилдингом, однако тщательные исследования показали, что удельный вес их мышечной массы несколько меньше, чем у лиц, занимающихся тяжелой атлетикой. Несколько противоречивые данные приводят американские исследователи. По их данным, основной показатель удельного веса – это развитие мышечной массы – он и должен учитываться при определении «плавучести». Следует обращать внимание на развитие мышечной массы плечевого пояса и толщины жировой складки над этими мышцами. По нашим данным, это имеет смысл, так как ОЦМ при развитии мышц верхней части тела смещает «центр плавучести» в сторону головы. Наблюдения за лицами, систематически занимающимися аэробикой (и её разновидностями), показали, что со стажем занятий уменьшаются обхваты бедра, плеча, талии, таза, но увеличивается масса тела, возрастают плотность тела, удельный вес, но уменьшается поверхность тела. Бег трусцой также приводит к снижению удельного веса, потере жировой массы. За 2 года систематических занятий уменьшение удельного веса достигло достоверных величин, как и потеря жировой массы. Мышечная система. Точно оценить массу мышечной массы у живого человека чрезвычайно трудно. Существует множество различных методов: биохимические, метрические в различных модификациях. Чаще всего используют метрические методы. Считается, что у новорожденного ребенка скелетных мышц 21-23% массы тела, или 0,75-0,77 кг. По данным Anson, которые принято считать наиболее точными, у мужчины 70 кг мышечная масса составляет 28 кг: Для возрастной группы 20-35 лет эта величина лежит в пределах 22-36 кг, или для мужчин интервал колебаний составляет 31,4-51,4%. а для субъектов женского пола – 16,7-35,2%. Rossle et Roule приводят для женщин несколько иные цифры. В возрасте 22-35 лет – 29,6% массы тела. Принято считать, что «средняя европейская женщина» имеет массу тела 58 кг, а мышечную массу – от 10,3 до 20,8 кг. Величины мышечной массы различных частей тела колеблются в широких пределах. Скелетная мускулатура взрослого человека содержит 79% воды, внеклеточная жидкость – 18,5%, белки – 17,2%, жир – 2,6%. Гликогена на 100 г мышечной ткани – 1,4 г, в различных мышечных группах его содержится различное количество. Содержание крови в 1 кг мышц колеблется от 20 до 45 мл. Количество мышечной ткани за жизнь у мужчин возрастает в 10 раз, у женщин – в 14 раз. Средние данные прибавки мышечной массы по годам жизни представлены в табл. 2.2. Изменение мышечной массы после 17 лет связано с внешними воздействиями (питанием, физическими нагрузками, генетическими особенностями). Мышечная система относится к так называемым «открытым» системам, которая реагируют на внешние воздействия (тренировки).
Какие же функции в организме выполняет скелетная мускулатура? Не может быть в живом организме такой расточительности, чтобы 40% массы тела выполняло только одну функцию – передвижение звеньев тела и передвижение тела в пространстве. Действительно, мышечная система несет множество различных функций: 1) перемещает тело в пространстве, 2) сохраняет положение и позу, 3) развивает силу для перемещения груза больше массы тела, 4) при работе выделяется тепло, поддерживающее нормальную температуру тела, 5) выполняет работу против силы притяжения и давления воздушного столба, 6) способствует продвижению крови к периферии и от периферии к центру, 7) является рецепторным полем, сигнализирующим ЦНС о положении звеньев тела, 8) выделяет гормоноподобное вещество, способствующее гипертрофии мышечного волокна, 9) натягивает фасциальные футляры, что способствует механическому удерживанию поперечного расширения работающей мышцы и т.д. Мышцы – симметричные образования, то есть парные органы. П.Ф. Лесгафт выделил мышцы «красные» и «белые», или ловкие и сильные. Наиболее подробно у спортсменов различных специализаций мышцы изучены на ультрамикроскопическом и биохимическом уровнях и классифицированы по активности АТФазы миозина и названы тип I и тип II. Тип I был назван «медленные окислительные». Они имеют много митохондрий, содержащих окислительные ферменты, обильно кровоснабжаются. II тип волокон был разделен на два подтипа – FJ быстрые гликолитические или быстрые окислительно-гликолитические FOJ. Различия заключались в том, что вторые волокна имели большое количество гликогена и высокий уровень ферментов, необходимых для синтеза АТФ без кислорода, но митохондрий мало. FOJ волокна имеют лучшие характеристики – быстрый гликолиз и высокий уровень окислительных ферментов. У одного и того же человека может быть разное количество волоков с описанными характеристиками. Разброс окислительных волоков может варьировать от 3 до 98% (М = 50-59%).У мужчин и женщин разное количество окислительных волокон (табл. 2.3).
В работах спортивных морфологов есть данные, что пятимесячные занятия на тредбане по часу в день 4 раза в неделю с нагрузкой 75-90% от максимальной увеличивают количество медленных волокон (тип I). Беговые нагрузки, плавание, спринтерские дистанции приводят к утолщению этих волоков по сравнению с волокнами II типа, количество капилляров увеличивается вокруг этих волокон. При длительных умеренных нагрузках раскрываются резервные капилляры в микроциркуляторном модуле и образуются новые капилляры. Кратковременные нагрузки приводят к рабочей гиперемии мышц. Выделяют два этапа рабочей гиперемии: раскрытие резервных путей кровотока и сдавление капилляров и удержание постоянной рабочей гиперемии. Следует отметить, что мышечная система весьма тренируема, как сама, так и системы, её обеспечивающие. Тренированные предварительно лица более активно реагируют увеличением кровотока как при пассивном, так и активном напряжении мышц. Наиболее активные изменения отмечены в артериолах, просвет которых увеличивается, венулы реагируют с некоторым запозданием. По управлению напряжением отдельных мышц при волевом напряжении приводит В.Н. Чернова (1998), используя оригинальную методику раздельной пневматической тонометрии. Исследования показали, что управление напряжением и расслаблением мышц имеет высокую (достоверную) связь с квалификацией спортсмена и его специализацией. Преобладание в тренировках точных движений для достижения результата приводит к высокой точности напряжения мышц. Спортсмены высокой квалификации могут точно определять напряжения отдельных мышц, У спортсменов, занимающихся силовым троеборьем, штангистов и гиревиков точность определения напряжения мышц существенно различается (особенно при малых напряжениях), но они почти не имеют различий при определении углов перемещения звеньев тела.
Приросты силы мышц происходят в онтогенезе не равномерно, а по закономерностям, специфичным для конкретной группы мышц на этапе онтогенеза от 14 до 18 лет (пубертатный период). Можно выделить три варианта прироста силы: возрастающий, снижающийся и параболический (рис. 2.6). Изучение силы мышц у подростков с обычным двигательным режимом – занятия физической культурой по программе общеобразовательных школ – позволили разработать приводимую выше таблицу «должных» величин для лиц МеС типа обычного варианта биологического развития. Приводятся значения относительной силы мышц для 13 Разработка аналогичных таблиц для лиц различных вариантов развития и соматических типов позволит тренерам ориентироваться в перспективности развития силы мышц и ориентации спортсменов ДЮСШ в видах спорта для дальнейшего спортивного совершенствования.
III. ЧАСТНАЯ ТЕЛЕСНАЯ КОНСТИТУЦИОЛОГИЯ
|
МБЖ = (1,75 × 10) (D), для женщин (в кг). D – длина тела (в см).
Изменение силы мышц в онтогенезе. Новые методы исследования позволили получить и новые данные по силе мышц у детей и подростков. Выявлены конкретные изменения силы мышц в зависимости от изменения суставного угла между звеньями тела, на которые действуют мышечные группы. Сила мышц и ее изменение по мере сгибания или разгибания изменяется в суставах неодинаково, она связана с формой сустава. В качестве примера приведем динамограмму абсолютной силы сгибателей и разгибателей тазобедренного сустава (рис. 2.5). Максимальное значение силы разгибателей соответствуют углу 90, минимальные – 30. Сила сгибателей имеет обратное значение — максимальное при угле в тазобедренном суставе – 30, минимальное соответствует углу 90. Математически соотношение этих показателей описывается кардиоидой. Зная значения силы в любых двух углах можно математически рассчитать ее значение при любых положениях бедра относительно вертикали, проведенной через центр тазобедренного сустава (Н. Р. Дорохов, 1996).
основных мышечных групп.
