Физиологические аспекты адаптации курсантов академии ФСИН России к физическим нагрузкам

Аннотация

В статье рассмотрены некоторые аспекты адаптации к физическим нагрузкам курсантов Академии ФСИН России. Было обследовано 98 курсантов с высокой (48 курсантов) и низкой (50 курсантов) успешностью физического обучения. С целью анализа вариабельности сердечного ритма использовался аппаратно-програмный комплекс "Варикард" и программное обеспечение ISKIM-6. Результаты исследования указывают на имеющиеся различия механизмов адаптации в группах.

Полный текст

Проблема адаптации молодых людей к военной службе на протяжении многих лет не теряет своей актуальности. Служба в армии значительно изменяет условия жизнедеятельности индивидуума, предъявляя высокие требования к функциональным возможностям организма, требует значительного использования физиологических резервов [5]. Одним из значимых факторов, влияющих на молодого человека в процессе освоения военной специальности, являются значительные физические нагрузки. Целью нашей работы явилось изучение физиологических механизмов адаптации курсантов Академии ФСИН России к физическим нагрузкам. Материалы и методы В нашем исследовании принимали участие 98 курсантов мужского пола Академии ФСИН России г. Рязань. Осуществлялась регистрация динамики результатов нормативов по физической подготовке в течении 3-х лет (1-3 курс) по 9 упражнениям: на развитие общей выносливости – бег 3 км, марш-бросок 5, 6 и 10 км; силовой выносливости – подтягивание на перекладине, подъем переворотом, комплексное силовое упражнение; скоростно-силовых качеств – бег 100 м, челночный бег 10 * 10 м [8]. Для оценки состояния вегетативной нервной системы применялся математический анализ вариабельности сердечного ритма (ВСР) [2] с использованием аппаратно-програмного комплекса «Варикард 1.2» (Россия). Регистрация кардиоинтервалов производилась в положении сидя, трижды (в каждом случае по 3 минуты): в состоянии покоя, с 1 по 3 минуту после физической нагрузки (степ-теста), с 5 по 7 минуту после физической нагрузки. Основой степ-теста явилось восхождение на скамейку высотой 0,5 м с частотой 30 циклов в минуту (120 шагов) в течении 5 минут. Результаты исследования, после формирования выборок, заносились в табличный процессор и в дальнейшем оценивались с помощью Microsoft Office Excel 2003 Windows XP, статистического пакета STATISTICA for Windows Ru v 5.5. Статистические показатели оценивались с помощью t-теста, методами корреляционного анализа с соответствующими критериями надежности (m – вероятностная ошибка; t – критерий Стьюдента; r – коэффициент прямолинейной корреляции среди показателей групповых свойств). Результаты и их обсуждение Успешность выполнения нормативов по физической подготовке курсантами определяется: во-первых, уровнем функционального состояния, являющихся результатом целого ряда адаптивных перестроек организма в ответ на комплекс психофизических воздействий (регулярность физических тренировок; выраженность психических нагрузок, воздействующих на волевую и психоэмоциональную сферу; разнообразные влияния внешней среды и т.д.); во-вторых, степенью сформированности двигательного навыка [7]. Исследуя уровень физической подготовленности, мы определяли комплексное развитие всех вышеуказанных составляющих, а соответственно, и уровень адаптационных возможностей курсантов. В нашем исследовании, курсанты, имеющие итоговые результаты по трем годам обучения по 5-ти и более упражнениям выше среднего арифметического по всей группе были отнесены к первой группе (48 человек, что составило 49 % от общего числа обследуемых); оставшиеся курсанты – ко второй группе (50 человек, 51 %). Результаты выполнения контрольных нормативов по всем упражнениям в этих группах статистически достоверно различались. Теория функциональных систем П. К. Анохина [1] рассматривает результат как системообразующий фактор, объединяющий отдельные компоненты системы в единое целое. Исходя из данной концепции, считается, что различные физиологические функции используются системой только для достижения результата и только в той мере, которая необходима для этого [6]. Следовательно, качественные характеристики связей отдельных систем друг с другом могут быть использованы для оценки степени объединения их в единое целое. Таким образом, с точки зрения системного подхода, для оценки показателей гомеостазиса человека, необходимо принимать во внимание, не только абсолютные величины показателей, но и характеристики связей между подсистемами. В процессе обучения, учитывая регулярные занятия физической культурой курсантов, происходило развитие двигательных навыков, в ходе которого, возникали корреляционные связи между различными типами физических упражнений, что позволило выявить взаимосвязи между различными видами двигательной деятельности, тем самым, косвенно определить степень сформированности временных нервно-мышечных связей, определяющих двигательный навык. При регулярных тренировках динамика роста результатов имеет вид логистической кривой, состоящей из трех фаз, каждая из которых имеет свои особенности [7]. Первая фаза характеризуется началом занятий определенным видом упражнений, развитием общей и специфической физической подготовленности, овладением техническими навыками. В контексте нашего исследования, особенностью корреляционной матрицы этой фазы явилось наличие краткосрочных слабых связей между упражнениями относящимся к разным типам, что связано с недостаточной техникой и, соответственно, активным привлечением для их выполнения дополнительных мышечных групп (например, при беге – мышц плечевого пояса). Вторая фаза отражает стабильный рост результатов, связанный с повышением спортивного мастерства, что характеризуется разрывом краткосрочных слабых связей между физическими упражнениями разных типов и формированием новых, более сильных между упражнениями одного типа. При третьей фазе отмечается замедление роста результатов в определенных видах двигательной деятельности и относительная стабилизация уровня физической подготовленности в целом. В ходе исследования были отмечены значительные различия в числе и силе корреляционных связей по выделенным группам. Так, в группе курсантов с высокими результатами выполнения контрольных упражнений, выявлено 11 связей, из них 2 средней силы, 9 слабых; в группе с низкими результатами – 6 связей, из них 2 средней силы, 4 слабых (см. рисунок № 1). То есть, в основном, определялись слабые корреляционные связи между различными типами физических упражнений, что может указывать на первую, начальную фазу спортивного совершенствования. Однако, отмеченный в нашем исследовании, рост результатов выполнения упражнений на силовую выносливость, формирование более сильных связей между однотипными упражнениями (на общую и силовую выносливость), указывает на начало второй фазы. Таким образом, большее количество корреляционных связей в группе с высокими результатами указывает на более активные процессы физического развития курсантов за период наблюдения, что может являться косвенным подтверждением более высоких адаптационных возможностей данной категории, по сравнению с группой с низкими результатами. В многочисленных исследованиях вариабельность сердечного ритма, как результат деятельности регуляторных систем, рассматривается в рамках концепции, в которой сердечно-сосудистая система выступает в роли индикатора адаптационных реакций всего организма [3]. В нашем исследовании проводилось изучение особенностей вариабельности сердечного ритма в состоянии покоя и после физической нагрузки (степ-теста). В состоянии покоя в выделенных группах статистически значимых различий по показателям ВСР выявлено не было, что соответствует имеющимся в литературе отдельным сведениям об отсутствии особенностей регуляции сердечного ритма у лиц, не относящихся к категории высококвалифицированных спортсменов [4]. При физической нагрузке, согласно двуконтурной модели Р.М. Баевского [2], происходит активация регуляторных систем и вмешательство в процессы управления центральных звеньев регуляторного механизма. Анализ ВСР показал ожидаемое увеличение спектральных индексов в обеих группах. Однако, степень их увеличения по группам значительно разнилась. При сравнении степени увеличения спектральных индексов в состояния покоя и на 5-7-ой минуте отдыха для первой группы определялось: LF/HF – 175,5 %, VLF/HF – 116,7 %, (VLF+LF)/HF- 90,9 %; для второй группы LF/HF – 246,4 %, VLF/HF – 334,2 %, (VLF+LF)/HF- 269,6 %, соответственно. То есть, более выраженная активация центрального контура при нагрузке происходила в группе с низкими результатами выполнения физических упражнений. Использование метода корреляционной графической модели, позволило нам определить взаимосвязь между различными видами двигательной деятельности и особенностями регуляции сердечного ритма. Наиболее выраженные корреляционные связи определялись в группе с низкими результатами, причем в состоянии покоя отмечалось большее их количество, нежели после физической нагрузки. Так, количество корреляционных связей в группе с высокими результатами выполнения контрольных упражнений в покое равнялось 20, на 1-3-ей минуте после нагрузки – 9, на 5-7-ой минуте – 9; в группе с низкими результатами – 32, 32 и 29, соответственно. То есть, в группе с низкими результатами, количество корреляционных связей практически не изменялось, что, при увеличивающемся воздействии центрального контура регуляции, оказывало существенное влияние на показатели двигательной активности, в отличии от группы с высокими результатами, где при нагрузке происходило резкое уменьшение корреляционных связей, а усиление центральных влияний было не столь выражено. На рисунке № 2 представлены корреляционные связи между спектральными показателями ВСР и результатами выполнения упражнений на развитие общей выносливости и скоростно-силовых качеств. Выводы 1. В исследуемых группах превалируют слабые корреляционные связи между физическими упражнениями, что может указывать на начальную фазу роста физической подготовленности. Вместе с тем, большее количество корреляционных связей, наличие более сильных связей между упражнениями на силовую и общую выносливость наблюдается у курсантов с высокими результатами выполнения нормативов физической подготовки, что указывает на более активно протекающие процессы физического развития, более высокие адаптационные возможности данной категории, по сравнению с низкорезультативной группой. 2. Показатели вариабельности сердечного ритма в исследуемых группах в состоянии покоя статистически значимо не различаются. Однако, количество корреляционных связей между результатами выполнения физических упражнений и показателями ВСР в группе с высокими результатами существенно меньше, чем в группе с низкими результатами, как в состоянии покоя, так, и особенно, при физической нагрузке, что указывает на имеющиеся различия механизмов вегетативной регуляции. Можно предположить, наличие более выраженного влияния центрального контура регуляции на показатели двигательной активности во второй группе, по сравнению с первой.