МУНИЦИПАЛЬНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
«СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА № 11»

Конкурс научно-исследовательских работ школьников

образ жизни и здоровье населения

Влияние двигательной активности
на функциональное состояние сердца подростка

                                            Выполнил:  

Полозов Михаил Николаевич

9 «А» класс

МОУ «СОШ № 11»

г. Находка

Руководитель:

Портнягина Раиса Николаевна

учитель физической культуры

МОУ «СОШ № 11»

г. Находка

2010 г.

Введение        

Глава 1.        Влияние занятий физической культурой и спортом на растущий организм.        

1.1.        Связь между урежением сердечных сокращений и двигательной активностью        

1.2.        Адаптивные перестройки сердца, связанные с мышечной деятельностью.        

Глава 2.        Функциональные пробы для определения индивидуального тренировочного пульса
и работоспособности сердца        

2.1.        Определение индивидуального тренировочного пульса по формуле Кервонена учеников 11 класса        

2.2.        Метод определения функционального состояния сердца. Проба Руфье-Диксона        

Заключение        

Литература        

Приложение        

Введение

Двигательная активность — не только особенность высокоорганизованной живой материи, но и необходимое условие самой жизни.

В век информационно -  коммуникативных технологий всё больше внимания уделяется умственному труду, что ведёт к неуклонному  снижению доли активной двигательной деятельности и приводит к нарушению слаженности в работе двигательного аппарата и внутренних органов.

Коснулась ли проблема гипокинезии выпускника современной школы?

Эта проблема заинтересовала меня. Ведь от активности скелетной мускулатуры зависит резервирование энергетических ресурсов, экономное их расходование в условиях покоя и как следствие этого — увеличение продолжительности жизни.

В качестве объекта исследования мы взяли учеников одиннадцатого класса МОУ

« СОШ№11».

Предметом исследования будет функциональное состояние сердца одиннадцатиклассников в сравнении с нормативными параметрами.

Мы предполагаем, что одним из показаний состояния здоровья служит медленный темп сокращений сердца в покое и способность организма во время физической нагрузки к мобилизации функциональных возможностей и более экономичному выполнению мышечной работы.

Целью нашей работы является доказательство того, что состояние сердца зависит от уровня физической работоспособности и тренированности.

Для достижения поставленной цели в работе предусматривается решение ряда  задач:

1.        Ознакомиться с литературой по теме влияния двигательной активности на сердечно-сосудистую систему.

2.        Провести функциональные пробы для определения индивидуального тренировочного пульса и работоспособности сердца.

3.        Анализ результатов на основе полученных данных.

Для решения данных задач мы используем определённые методы

1. анализ литературы о влиянии физической нагрузки на сердце
2. метод проведения функциональных проб
3. сравнительный анализ результатов с нормативными показателями

Данная работа имеет прикладную значимость, так как полученные данные индивидуально тренировочного пульса и результаты функциональной пробы Руфье-Диксона можно использовать на тренировочных занятиях с целью раскрытия потенциальных резервов тренированности подростков и проследить структурные изменения, составляющие основу долговременной адаптации.

Этапы работы над проектом:

1 этап — подготовительный

2 этап — поисково-исследовательский

3 этап — трансляционно-оформительский

Продолжительность проекта:

Начало проекта: 25 сентября 2009 года

Завершение проекта: 15 января 2010 года

Глава 1.        Влияние занятий физической культурой и спортом на растущий организм.

1.1.        Связь между урежением сердечных сокращений и двигательной активностью

Систематические занятия физической культурой и спортом оказывают глубокое влияние на растущий организм. С помощью физических нагрузок активизируется деятельность всех органов и систем, повышается способность организма подростков к мобилизации функциональных возможностей и более экономичному выполнению мышечной работы. Экспериментальные исследования учёных дают надёжные основания для заключения о том, что активная двигательная деятельность сдерживает возрастные инволюционные изменения, способствуют удлинению активной творческой жизни.

Систематические занятия спортом способствуют ускорению формирования сердца подростков, сокращают период отставания его роста от темпов физического развития, ликвидируют тем самым дисгармоничность развития организма.

И.А.Аршавский (1,с 307) показал прямую связь между степенью нагрузки скелетных мышц и уровнем морфологических и функциональных возможностей органов кровообращения, в частности величины, массы сердца и его функций; выявлена связь между урежением сердечных сокращений, степенью развития скелетной мускулатуры и уровнем двигательной активности.

Деятельность сердца, в частности, ритм сердечных сокращений определяются характером роста и физического развития подростков. У занимающихся спортом детей в сравнении с их нетренированными сверстниками пульс отчётливо реже. Пульс — легкодоступный для определения, дающий важную информацию показатель. Не зря этот показатель, отражающий деятельность сердечно – сосудистой системы, называют зеркалом здоровья. (5, с. 20)

Среди болезней века на первом месте стоят расстройства и заболевания сердечно — сосудистой системы. Многие из них являются результатом недостаточной двигательной активности. Предупреждение заболеваний сердечно – сосудистой системы средствами физической культуры — реальный путь к оздоровлению подрастающего поколения. Мера оздоровительного влияния физических упражнений обусловлена скоростью развёртывания адаптационных перестроек в сердце и сосудах, полнотой реализации наследственной программы срочной и долговременной адаптации. В таком случае, может быть, школьник должен бегать с утра и до вечера и чем больше он будет двигаться, тем лучше? Тоже нет.

Суммарная величина двигательной активности не должна быть не слишком большой, чтобы не превышать возможности детей, не слишком малой, иначе она утратит тренирующее значение и не удовлетворит биологическую потребность организма. Только при оптимальной величине суточной двигательной активности будет достигнут наибольший оздоровительный эффект.

Оптимальная величина, рекомендуемая в качестве гигиенической нормы отображена в таблице (по данным  А.Г.Сухарева) (см. Приложение 5)

 1.2.        Адаптивные перестройки сердца, связанные с мышечной деятельностью.

Сердце, адаптированное к физической нагрузке, обладает высокой сократительной способностью. Оно сохраняет высокую способность к расслаблению в диастоле при высокой частоте сокращений, что обусловлено улучшением процессов регуляции обмена в миокарде и соответствующим увеличением его массы(гипертрофией сердца).

Гипертрофия — нормальный морфологический феномен усиленной сократительной деятельности (гиперфункции) сердца. Если плотность капиллярного русла на единицу массы сердца при этом повышается или сохраняется на уровне, свойственном нормальному миокарду, гипертрофия происходит в обычных физиологических рамках. Сердечная мышца не испытывает недостатка в кислороде при напряжённой работе. Более того, функциональная нагрузка на единицу сердечной массы падает. Следовательно, и тяжёлая физическая нагрузка будет переноситься сердцем с меньшим функциональным напряжением. Оздоровительный эффект физической нагрузки становится очевидным фактом.

Тренированное, умеренно гипертрофированное сердце в условиях относительного физиологического покоя имеет пониженный обмен, умеренную брадикардию, сниженный минутный объём. Оно работает на 15-20% экономичнее, чем нетренированное. При систематической мышечной работе в сердечной мышце тренированного сердца снижается скорость гликолитических процессов: энергетические продукты расходуются более экономично. Морфологические перестройки сердца проявляются в увеличении как мышечной массы, так и клеточных энергетических машин — митохондрий. Увеличивается также масса мембранных систем, обеспечивающих рецепцию управляющих сигналов с адренергических и холинергических нервных волокон. Иначе говоря, чувствительность сердца к симпатическим влияниям, усиливающим его функции, при мышечной работе повышается. Одновременно совершаются и механизмы экономизации: в покое и при малой интенсивной нагрузке сердце работает с низкими энергозатратами и наиболее рациональным соотношением фаз сокращения. Структурные изменения, вызванные рациональной тренировкой, не сопровождаются снижением удельного кровообращения. Функциональная нагрузка на единицу массы сердца в условиях покоя снижается. Если сократительная масса сердца увеличивается на 20 – 40%, то функциональная нагрузка на единицу массы уменьшается на соответствующую величину. Это один из наиболее надёжных и эффективных механизмов сохранения потенциальных ресурсов сердца. Юные спортсмены, имеющие физиологически гипертрофированное сердце, хорошо адаптируются к физическим нагрузкам умеренной мощности. При выполнении нагрузки предельной мощности у них отчётливо проявляется гипердинамический синдром. Восстановительные процессы отличаются высокой скоростью. Полезная производительность сердца возрастает по сравнению с нетренированными примерно в два раза. Между тем нагрузка на единицу массы тренированного сердца при максимальной работе возрастает до 25%. Иначе говоря, перегрузка такого сердца практически исключается даже при весьма напряжённой мышечной работе, характерной для современного спорта.

ЧСС в покое зависит от возраста и направленности спортивных тренировок. Нормативные параметры ЧСС в зависимости от возраста и направленности спортивных тренировок представлены в виде таблицы (см. Приложение 1)

Глава 2.        Функциональные пробы для определения индивидуального тренировочного пульса и работоспособности сердца

2.1.        Определение индивидуального тренировочного пульса по формуле Кервонена учеников 11 класса

Деятельность сердца строго ритмично. Для определения ЧСС положите руку в области верхней части сердца (пятое межреберье слева), и вы почувствуете его толчки, следующие через равные промежутки времени. Есть несколько методов регистрации пульса. Наиболее простой из них пальпаторный, заключающийся в прощупывании и подсчёте пульсовых волн. В состоянии покоя пульс можно считать 10, 15, 30 и 60- секундными интервалами. После физической нагрузки считайте пульс 10- секундными интервалами. Это позволит установить момент восстановления пульса до исходного значения и зафиксировать наличие аритмии, если она имеется.

В результате систематических занятий физическими упражнениями происходит понижение частоты пульса. После 6-7 месяцев тренировочных занятий пульс снижается на 3-4 уд./мин., а после года занятий — на 5-8 уд./мин.  

В состоянии переутомления пульс может быть как учащённым, так и замедленным. При этом нередко наступает аритмия, т.е. удары ощущаются через неравные промежутки времени. Определим индивидуальный тренировочный пульс (ИТП) и оценим деятельность сердечно-сосудистой системы учеников 11 класса.

Для этого используем формулу Керванена (см. статью Б.А.Андреянова в журнале «Физическая культура в школе», 1997, №6, с. 63).

–         от цифры 220 надо отнять свой возраст в годах

–        от полученной цифры отнять число ударов своего пульса за минуту в покое

–        умножить полученную цифру на 0,6 и прибавить к ней величину пульса в покое

Если мне 16 лет и пульс в покое составляет 60 уд./мин., то расчёты покажут, что мой ИТП равен 146 уд./мин. ((220-16-60) х 0,6 + 60 = 146

Однако сохранить постоянной эту величину пульса во время занятий трудно. Поэтому при расчётах мы ориентируемся на верхнюю и нижнюю границы тренировочного пульса.

Для определения максимально возможной нагрузки на сердце надо к величине тренировочного пульса прибавить 12. В приведённом выше примере она составляет 146 + 12 = 158 уд./мин. Допускать дальнейшее повышение ЧСС нельзя. Это верхний предел. Для определения минимальной нагрузки следует отнять от величины ИТП 12. Это будет 146-12 = 134 уд./мин. Это значит, что занятия при более низком пульсе будут неэффективны.

Проведём исследование в 11 классе. В исследовании приняли участие 21 человек  Все измерения проводились до начала занятий в спортивном зале школы. Ребятам был предложен отдых в положении лёжа на матах в течение 5 минут. После чего методом пальпации на запястье подсчитан пульс за 30 сек. Полученный результат умножили на 2. После чего по формуле Кервонена был рассчитан индивидуальный тренировочный пульс – ИТП.

Данные результаты помещены в таблицу. См. приложение 4.

Для того, чтобы проследить разницу ЧСС между результатами тренированных и нетренированных учащихся, разделили класс на 4 группы: активно занимающиеся физкультурой и спортом; активно занимающиеся физкультурой; учащиеся с низкой двигательной активностью; учащиеся, имеющие отклонения в здоровье и относящиеся к подготовительной группе здоровья. В данном случае мы использовали метод опроса и данные медицинских показаний, помещённых в классном журнале на листе здоровья. Выяснилось, что активно занимаются спортом 3 человека, 11 человек занимаются только физкультурой, 7человек имеют отклонения здоровья и противопоказания в выполнении некоторых физических упражнений (подготовительная группа).

Данные с результатами пульса внесли в таблицу, учитывая двигательную активность учащихся. (См. Приложение 2).

В данной диаграмме видно, что у тренированных учащихся пульс в покое намного ниже, чем у нетренированных сверстников. Поэтому и ИТП тоже ниже. Это говорит о том, что организм тренированных школьников при более низкой ЧСС получает тренировочный эффект, т.е. адаптированное к физическим нагрузкам  сердце работает в щадящем экономичном режиме.

2.2.        Метод определения функционального состояния сердца.
Проба Руфье-Диксона

Существуют прямые и косвенные, простые и сложные методы определения физической работоспособности.

К числу простых и косвенных методов определения PWC относим функциональную пробу Руфье и её модификацию – пробу Руфье Диксона, в которых используются значения частоты сердечных сокращений в различные по времени периоды восстановления после относительно небольших физических нагрузок.

Проведём пробу Руфье.

Испытуемые-ученики 11 класса находятся в положении лёжа на спине в течение 5 минут. После чего определяем ЧСС за 15сек.(Р1). Затем в течение 45сек. Испытуемые выполняют 30 приседаний. После окончания нагрузки испытуемые ложатся и у них вновь определяем частоту пульса за первые 15сек.(Р2), а потом за последние 15сек. с первой минуты периода восстановления (Р3).

Оценку работоспособности сердца производим по формуле:

Индекс Руфье =

Результаты оцениваются по величине индекса от 0 до 20.

Оценка работоспособности сердца.

Индекс Руфье менее 0 – атлетическое сердце;

0,1-5 – «отлично» (очень хорошее сердце);

5,1-10 – «хорошо» (хорошее сердце);

10,1-15 – «удовлетворительно» (сердечная недостаточность средней степени);

15,1-20 – «плохо» (сердечная недостаточность сильной степени).

Результаты данной пробы нас не порадовали, т к. даже с учётом небольших погрешностей в расчётах, мы видим, что отличный и хороший показатель состояния сердца имеют лишь 11 человек из 21 испытуемого;

6чел.- удовлетворительный результат (сердечная недостаточность средней степени);

3чел.- плохой показатель работоспособности сердца.

Данные пробы Руфье мы внесли в сводную таблицу (см. Приложение 4).

В группу учащихся с удовлетворительным и плохим показателем попали именно те, кто имеют отклонения здоровья различной степени или ведут малоактивный образ жизни (низкая двигательная активность). Это ещё раз доказывает тот факт, что состояние сердца напрямую связано с его адаптированностью к физическим нагрузкам

По полученным расчётным данным индекса Руфье составили диаграмму. (см.Приложение 3).

Заключение  

По результатам проведённых функциональных проб в 11 классе МОУ «СОШ № 11» мы можем сделать следующие выводы.

Многие ученики данного класса два-три года назад занимались активно физкультурой и спортом, но перейдя в старшее звено школы из-за большой загруженности школьными предметами, или из-за собственной лени, перестали посещать спортивные секции. Если в  7 классе посещали спортивные секции-10 человек, в 9 классе-6 человек, то уже в 11 классе учеников, занимающихся в спортивных  секциях,  осталось трое (только они имеют отличный показатель работоспособности сердца). Это не могло не сказаться на состоянии здоровья нетренированных учеников, в том числе и на работоспособности сердца. Долгое времяпрепровождение у компьютера, за учебным столом, выполняя домашние задания и т.д. для многих послужило причиной снижения двигательной активности и ухудшения функциональной работоспособности сердца.

Можем ли мы утверждать, что проблема гипокинезии коснулась учеников данного класса? Да, такая проблема имеет место быть.

Из проведённых функциональных проб мы видим, что при малой двигательной активности работоспособность сердца ухудшается. Уже по ЧСС в покое мы можем судить о функциональном состоянии сердца, т.к. чем чаще пульс в покое, тем выше индивидуальный тренировочный пульс и тем дольше период восстановления после физической нагрузки. Адаптированное к физическим нагрузкам сердце в условиях относительного физиологического покоя имеет умеренную брадикардию и работает экономичнее.

Полученные в ходе исследования данные, подтверждают тот факт, что только при высокой двигательной активности можно говорить о хорошей оценке работоспособности сердца. Будущим выпускникам школы следует помнить, что снижение двигательной активности может привести и к снижению умственных способностей.

Литература

1. Каюров В.С. «Книга учителя физической культуры» - М., «Физическая культура и спорт», 1973
2. Синяков А.Ф. «Познать себя» (самоконтроль физкультурника). – М.:Советский спорт, 1990
3. Тихвинский С.Б., Хрущёв С.В. «Детская спортивная медицина» – М., Медицина, 1980
4. Фомин Н.А., Вавилов Ю.Н. «Физиологические основы двигательной активности». – М.: Физкультура и спорт, 1991
5. Хрущёв С.В., Круглый М.М. «Тренеру о юном спортсмене» – М.: Физкультура и спорт, 1982

Приложение 1

Таблица 1.

ЧСС в покое в зависимости от возраста и направленности спортивных тренировок

Приложение 2

Таблица 2.

Показания пульса учеников 11класса по группам

Показатель ЧСС в покое, ИТП. (индивидуальный тренировочный

пульс учеников 11 класса

Приложение 3

Оценка работоспособности сердца учеников 11 класса

Приложение 4

Сводная таблица данных ЧСС в покое, ИТП, оценки работоспособности

Приложение 5

Таблица нормы суточной двигательной активности старшеклассников