Автор: admin

Исследования, проведенные с девочками 9—10 лет, показали, что возрастное изменение энергообеспечения мышечного сокращения у них значительно отличается от такового у мальчиков. У девочек аэробные механизмы развиты слабее, и у них уже в младшем школьном возрасте затраты кислорода на одну и ту же работу оказываются более низкими, что можно связать с большим участием гликолитических механизмов. Кстати, уже в этом возрасте мальчики по выносливости достоверно превосходят девочек. Существенный сдвиг ПАНО в сторону более низкой мощности выполняемой работы происходит у девочек в 11 лет.

Имеющиеся литературные и наши данные показывают, что у мальчиков новый этап развития мышечной энергетики связан с пубертатным скачком роста и значительным увеличением массы скелетных мышц. Узловой период перестройки на новый уровень функционирования приходится на возраст 12—13 лет. Об этом свидетельствует резкое увеличение абсолютного PWC170 и абсолютного и относительного ватт-пульса. В дальнейшем изменения идут более плавно.

Приведенные материалы показывают, что различные проявления энергетического обмена, сказывающиеся как на возрастной динамике изменения обмена покоя, так и в терморегуляции и мышечной деятельности, тесно между собой связаны. Усиление темпов роста, сопряженных с нарастанием массы скелетных мышц и других тканей, характеризующихся низкой метаболической активностью, приводит к снижению интенсивности обмена покоя, что отражается на состоянии механизмов терморегуляции. Перестройки физиологических функций сопряжены с периодами наиболее значительного изменения интенсивности энергетического обмена. Сопоставляя эти изменения, можно выделить возрастные этапы, когда такие проявления энергетического обмена, как обмен покоя, терморегуляторная теплопродукция и энергообеспечение мышечной деятельности, развиваются постепенно и узловые периоды характеризуются быстрыми перестройками и переходом на новый уровень функционирования. Наши данные позволяют выделить узловые периоды, приходящиеся у девочек на 6 и 10 лет, а у мальчиков на 7, 9 и 12 лет. Наиболее рельефно возрастные изменения сказываются у мальчиков в развитии энергообеспечения мышечной работы, а у девочек в развитии терморегуляторной функции.

Увеличение аэробных возможностей у детей 9—11 лет можно видеть также при анализе параметров, определяющих величину PWC170 (мощность выполняемой работы при пульсе 170). Наиболее отчетливо это видно при определении физической работоспособности по формуле, предложенной Л. И. Абросимовой и В. Е. Карасик. Применив эту формулу, кроме обычной величины, характеризующей абсолютное и относительное PWC170, можно рассчитать величину ватт-пульса — количество выполняемой внешней механической работы на одну систолу сердца. Эта величина зависит от увеличения при работе сердечного выброса и усвоения тканями кислорода. У детей в возрасте 9—11 лет достоверно увеличивается относительный ватт-пульс. Поскольку известно, что возрастные изменения на этом этапе развития связаны со снижением относительной (по отношению к массе тела) величины систолического выброса, можно полагать, что увеличение систолической работы в данном случае связано с увеличением потребления кислорода работающими мышцами, что в свою очередь определяется возможностями мышечных митохондрий.
Однако обычно учитываются средние значения аэробных возможностей, определяемых чаще всего по величине относительного МПК. Исследование МП К показывает, что у детей даже в 8—9-летнем возрасте может быть достигнута величина потребления кислорода порядка 70— 73 мл/мин • кг — такие величины среди взрослых были зарегистрированы только у спортсменов высшей квалификации. При этом становятся понятными появляющиеся в литературе сведения о высоком уровне выносливости младших школьников к физическим нагрузкам умеренной интенсивности (зона аэробного обеспечения), например к медленному бегу. Имеются данные, свидетельствующие о том, что дети хорошо справляются и с большими дистанциями, вплоть до марафонских. В исследованиях, проведенных Л. Г. Евсеевым [1977], было показано, что у учащихся 1 класса общеобразовательной школы путем проведения специальных упражнений на уроках физкультуры можно в течение учебного года достичь значительного — на 214% — увеличения выносливости в беге со скоростью 2,3—2,5 м/с. В конце учебного года во время контрольных испытаний 40% детей 8-летнего возраста пробежали 6000 м и более. Таким образом, можно считать, что исследуемый возрастной этап является чувствительным для воспитания у детей выносливости к умеренной физической нагрузке, при которой аэробные возможности организма играют значительную роль. Приведенные данные относились к исследованиям, проведенным с мальчиками.

Малая кислородная задолженность после работы уменьшает время восстановления, что также способствует повышению двигательной активности. Сигналом повышения концентрации молочной кислоты в крови является срабатывание буферной системы и выделение добавочного (неметаболического) С02 — Ехс С02. Появление в крови лактата или добавочной углекислоты в выдыхаемом воздухе служит сигналом того, что при данной мощности работы или скорости бега активизировались гликолитические механизмы, а мышечная работа достигла анаэробного порога (ПАНО). У взрослых это наступает, когда частота сокращений сердца достигает 130 уд/мин. Если верно выдвинутое выше предположение об особой организации энергетики у детей младшего школьного возраста, величина ПАНО у них должна значительно отличаться от таковой у взрослых. Мы проверили правильность этого предположения, исследуя величину ПАНО по мощности работы на велоэргометре, при которой, согласно данным В. Jssekutz, К. Rodahl [1961], начинается выделение неметаболического С02.

Работа, выполненная В. Д. Сонькиным, была проведена на детях 7—8, 9—11, 12—13 и 16—17 лет. У 7—8-летних детей ПАНО достигался при мощности выполняемой работы 14,7 кГм/мин • кг, а по частоте сокращений сердца — 155 ± 5,2 уд/мин. У 9—10-летних детей уровень мощности при ПАНО 15,2 кГм/мин • кг или при частоте пульса — 179± 3,2 уд/мин. У подростков уровень мощности при ПАНО уже несколько снизился, до 12,2 кГм/кг • мин, а частота пульса составила 161 ± 5,7 уд. мин. Обследование 16—17-летиих юношей-школьников, не занимавшихся специально спортом, показало, что у них уровень ПАНО понизился до 11,7 кГм/мин • кг, а частота сокращений сердца при этом — до 145 ± 7,0 уд/мин, т. е. приблизилась к величинам, характерным для взрослых людей, не имеющих спортивной подготовки. Таким образом, у младших школьников наблюдается более широкая зона аэробного энергообеспечения.

Развитие такого типа аэробной энергетики мышц продолжается до 11 лет. В 12 лет наступает новый переломный период, о наличии которого свидетельствуют данные морфологии. Опираясь на биохимическую технику исследования биопсийных материалов, В. Ericsson показал, что у мальчиков 12 лет по сравнению с 11-летними в четырехглавой мышце бедра заметно возрастает активность гликолитических ферментов.

Величина МПК характеризует аэробные возможности скелетных мышц и является результатом максимальной активации окислительных процессов в митохондриях. Удивляет очень высокий уровень энергетических возможностей скелетных мышц. В этом возрасте, по-видимому, особых ограничений со стороны сердечно-сосудистой и дыхательной систем нет, т. е. их возможности в 6—7-летнем возрасте достаточно высоки. Поданным А. Ф. Тура, кислородная емкость крови уже в этом возрасте не отличается от таковой у взрослых, а величина сердечного выброса, рассчитанная на 1 кг массы тела, даже больше, чем у взрослых. При расчете на 1 кг массы мышц потребление кислорода составит 151 мл/кг • мин, в то время как у взрослых — 138 мл/кг • мин. По-видимому, узловой период в возрасте 6 лет связан с усилением развития митохондриального аппарата скелетных мышц. Исследования показывают, что и в дальнейшем, в младшем школьном возрасте, энергообеспечение двигательной деятельности идет по пути увеличения возможностей аэробных механизмов. Исследование содержания цитохромов показывает, что если в 5— 7-летнем возрасте концентрация цитохрома а составляла 4,8 нМ/г мышечной массы, то в 9—11-летнем возрасте количество достигает максимума — 6,6 нМ/г. У взрослых людей в той же мышце (vartus lat. га. quadriceps femori) содержится цитохрома а только 3—4 нМ/г.

Эти факты объясняют странные на первый взгляд результаты измерения МПК у детей младшего школьного возраста. Действительно, если большинство авторов подтверждают, что в этом возрасте относительные величины МПК не изменяются или немного увеличиваются, то расчет МПК на единицу мышечной массы показывает, что в возрасте 9—11 лет в этом двигательном режиме мышцы могут потреблять 170— 180мл02/кг мышечной массы в мин. Соответствующее развитие митохондриального аппарата с мощно функционирующей цитохромоксидазой может объяснить столь значительные аэробные возможности.

В исследованиях было показано, что понижение температуры среды, активируя у детей первых месяцев жизни несократительный термогенез, не меняет уровень электрической активности мышц сгибателей. Можно полагать, что ортотоническая поза ребенка первых месяцев жизни есть результат собственных рефлексов мышц, которые тотчас активируются при попытках разогнуть конечность. Эти рефлексы определяют соотношение длин сгибателей и разгибателей и соответствующее положение конечностей.

Исследование содержания цитохрома а в мышцах новорожденных показало, что развитие митохондриального аппарата в этом возрасте самое минимальное (0,9 нМ/г сырой массы). Имея в виду, что относительная масса скелетных мышц также мала (не более 22%), можно легко подсчитать, что имеющиеся в мышцах митохондрии не смогут обеспечить высокий уровень обмена у детей первых месяцев жизни, в особенности при стимуляции термогенеза. Действительно, трудно ожидать высокого уровня развития энергетики от малодифференцированной мышечной ткани. Такой вид мышечная ткань имеет до конца первого года жизни, т. е. до периода, когда дети начинают осваивать сложный акт ходьбы в вертикальном положении.

Дальнейшее развитие энергообеспечения мышечного движения идет за счет увеличения аэробных возможностей. По данным морфологов, одним из существенных переломных периодов является возраст 6 лет. С этим периодом мы уже встречались при анализе возрастных изменений базального метаболизма и терморегуляции. Этот период характеризуется развитием регуляции сосудов. По-видимому, это касается не только кожных сосудов. Поданным В. Е. Карасик, именно в этом возрасте отчетливо выявляются региональные изменения кровоснабжения мышц. Это очень важный период становления гемодинамической системы, обеспечивающей удовлетворение увеличивающейся потребности в кислороде функционирующих групп мышц. Не удивительно, что с этого возраста отмечается высокий уровень максимального потребления кислорода (МПК), рассчитанного на единицу массы тела. По данным Р. О. Astrand, эта величина близка к 50 мл 02/кг, т. е. к уровню, наблюдаемому у более старших детей и у взрослых (нетренированных) мужчин.

Добавление новых легочных структур ведет к росту динамического сопротивления, а увеличение диаметра существующих структур, наоборот, — к его снижению. Как будет показано ниже, расширение воздухоносных путей в отдельные периоды преобладает над их удлинением, поэтому с возрастом детей бронхиальное сопротивление снижается. Наиболее заметно оно снижается за период от рождения до 1 года (с 35,7—50,0 и до 25,3—28,2 см Н20/л/с), в 6—7 лет (с 9,4—9,8 до 6,2—6,5 см Н20/л/с). За период от 1 года до 6 лет и от 8 до 12 лет снижение R происходит плавно. В 11—12 лет оно уже составляет 5,8—6,0 см Н20/л/с.

Рассмотренная динамика объемных скоростей дыхания, силы максимального выдоха и динамического сопротивления свидетельствует об улучшении бронхиальной проходимости с возрастом детей. У детей до 1 года ее корреляция с массой и длиной тела несущественная, после 1 года она прогрессивно увеличивается.
Динамическая растяжимость легких (С в л/см Н20) минимальная у детей 1 года жизни (0,027—0,032 л/см H2Q). Следующие 5 лет она непрерывно увеличивается, наиболее интенсивно в 5—6 и 6—7 лет; к 8 годам она удваивается (0,058—0,075 л/см Н20), затем плавно растет до 11—12 лет (0,083—0,094 л/см Н20), после чего снова имеет место резкий скачок увеличения.

Эластичность легочной ткани и грудной клетки (Е в см Н20/л), будучи обратной величиной растяжимости, повторяет динамику развития последней, однако эластичность уменьшается с возрастом детей.

Поскольку с возрастом растяжимость легких и грудной клетки детей повышается, логично ожидать снижения эластического компонента работы дыхания, так как для растяжения легких на вдохе требуется меньшее усилие мышц. Однако такая четкая зависимость имеет место, когда при разной растяжимости вдыхается одинаковый объем газа.

Функциональная значимость органов, участвующих в дыхании, разнообразна, поэтому, описывая их морфологические особенности, рассмотренные в возрастном аспекте, мы заострили внимание лишь на тех из них, которые лежат в основе физиологических возрастных проявлений.

Данные литературы по возрастному развитию функции дыхания в онтогенезе сильно разнятся. Причиной этого может быть и влияние экологических факторов, и наслоение явлений акселерации, и просто условное деление детей на возрастные группы без учета физиологической правомерности такого деления.
Множество исследователей уделяют значительную роль в развитии функции дыхания таким периодам: новорожденности, до 1 года, от 5 до 7 лет и от 11 до 12 лет, когда отмечаются сомое интенсивное изменение показателей изучаемой функции.

Формирование нервных центров и периферических рецепторов, участвующих в регуляции дыхания, в онтогенезе у детей мало изучено. Как установлено в эксперименте на животных Е. И. Голубевой, до момента рождения центральные механизмы регуляции дыхания наделяются ретикулярными структурами мозга и среднего мозга, сенсорной корой и рядом образований лимбической системы. В дальнейшем, постнатальном развитии в регуляцию дыхательной функции легких включаются новые структуры: парафасцикулярный комплекс зрительного бугра, мамиллярное тело, задний и латеральный гипоталамус. Эффектор ный отдел дыхательной системы структурно оформляется и достигает зрелости уже в эмбриогенезе — к 24—28-й неделе.

В свете современных представлений в ответ на нарушение гомеостаза в ЦНС ребенка формируется системная реакция, звенья которой включаются в процессе онтогенеза гетерохронко. Однако уже с первых дней жизни реакция охватывает все уровни ЦНС, включая и новую кору мозга.