Деятельность сердца детей 7-9 лет при физических нагрузках и в условиях загазованного атмосферного воздуха

Кандидат биологических наук И.Б. Ишмухаметов, кандидат педагогических наук П.И. Ключник, Стерлитамакский педагогический институт

В настоящее время имеется ряд исследований, раскрывающих воздействие различных двигательных режимов на растущий организм детей, и в частности влияние физических упражнений на увеличение ударного и минутного объемов крови, на развитие брадикардии тренированности, на изменение некоторых электрокардиографических показателей сердца [1-4]. Вместе с тем остается малоизученным влияние мышечных тренировок на деятельность сердца детей, проживающих в условиях загазованного химической промышленностью и автотранспортом атмосферного воздуха.

Поэтому цель нашего исследования - изучение основных показателей работоспособности сердца детей 7-9 лет при повышенной двигательной активности в условиях загазованного атмосферного воздуха.

Задачи исследования. 1. Выявление изменения частоты сердечных сокращений, ударного и минутного объемов крови, электрокардиографических показателей у детей 7-9 лет в зависимости от степени загазованности атмосферного воздуха и уровня двигательной активности.

2. Разработка оптимального режима двигательной активности, способствующего развитию основных показателей деятельности сердца детей 7-9 лет, проживающих в условиях загазованного атмосферного воздуха.

Таблица 1. Недельный объем двигательной активности мальчиков 7-9 лет

Таблица 2. Изменение показателей ЧСС и УОК у детей 7-9 лет (М ± m)

Примечание.

'- достоверность по сравнению с началом исследований (р< 0, 05);

"-р < 0, 001; I - данные в начале исследования; II - через год; III - через два года.

Методы исследования. Исследование проводилось в двух средних общеобразовательных школах г. Стерлитамака республики Башкортостан, одного из крупных центров химической промышленности. Экспериментальная школа расположена в непосредственной близости от химических предприятий, где школьники проживали и учились (загазованные условия). В атмосферном воздухе данного района наблюдалась высокая концентрация летучих химических веществ. Контрольная школа находится в районе с относительно чистым атмосферным воздухом (незагазованные условия). Всего в обеих школах было обследовано 120 мальчиков в возрасте 7-9 лет, отнесенных по состоянию здоровья к основной медицинской группе. Все обследуемые раньше не занимались в физкультурных кружках и спортивных секциях. Физическое развитие и физическая подготовленность мальчиков были примерно одинаковыми.

Исследуемые дети в каждой школе были разделены на две группы. Как в экспериментальной, так и в контрольной школах учащиеся одной группы (по 30 чел.) занимались физическими упражнениями лишь на уроках физкультуры, проводимых 2 раза в неделю (низкая двигательная активность). Мальчики остальных двух групп помимо уроков физкультуры дополнительно, три раза в неделю, занимались общефизической подготовкой (высокая двигательная активность). В содержание дополнительных занятий включались легкоатлетические и гимнастические упражнения, лыжные гонки и подвижные игры на местности. Недельный объем двигательной активности детей этих групп был значительно выше, чем тех, которые ограничивались лишь уроками физической культуры (табл. 1).

Оценка функционального состояния сердца проводилась по таким основным показателям его работоспособности, как УОК и МОК в условиях покоя, частота сердечных сокращений (ЧСС), электрокардиографические показатели (ЭКГ-показатели) в состоянии покоя и при выполнении стандартной физической нагрузки. В качестве стандартной физической нагрузки использовался Гарвардский степ-тест, утвержденный Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ). Испытуемые выполняли трехминутное восхождение на ступеньку высотой 35 см [4]. ЧСС и ЭКГ-показатели регистрировались электрокардиографом "Малыш". Анализу подверглись интервалы R - R, амплитуда зубцов и длительность комплексов ЭКГ-показате-лей. УОК и МОК определялись реогра-фическим методом, для чего использовался комплекс "Курсор", созданный на базе реоплетизмографа РПГ-2.02. В процессе эксперимента применялась тетралолярная схема наложения электродов, предлагаемая W. Kubicek в модификации И.П. Вульфсона (1977), М.К. Осколковой (1980).

Исследование проводилось в течение двух лет. Показатели сердечной деятельности регистрировались в начале и в конце каждого учебного года. Полученные результаты обрабатывались на ПЭВМ методом математической статистики. Достоверность различий между исследуемыми группами определяли стандартными значениям критериев Стьюдента.

Результаты и обсуждение материала. Исследования показали, что систематические мышечные тренировки приводят к значительным изменениям показателей сердечной деятельности у испытуемых детей. Так, в условиях незагазованного атмосферного воздуха ЧСС в покое у мальчиков с высокой двигательной активностью снизилась за 2 года на 13, 11 уд/мин, а в загазованных условиях - 11, 29 уд/мин (р < 0, 05). Вместе с тем в контрольных группах (низкая двигательная активность) ЧСС изменилась за этот же период незначительно. Особенно это заметно в условиях загазованного атмосферного воздуха, где у испытуемых даже не обнаружено возрастного снижения ЧСС (табл. 2). Снижение ЧСС в покое у детей с высокой двигательной активностью, наблюдаемое в наших исследованиях, подтверждается работами и других авторов. Объясняется это развитием брадикардии тренированности в результате повышения тонуса блуждающего нерва, что приводит к более экономной форме работы сердца [2, 3, 5, б]. При этом улучшаются коронарный кровоток и обмен веществ в миокарде.

Показатели УОК и МОК у детей этого возраста в результате эксперимента претерпели ряд закономерных изменений. Так, к 9-летнему возрасту прирост УОК у мальчиков с высокой двигательной активностью в условиях загазованного воздуха оказался на 5, 43 мл меньше, чем у мальчиков с низкой двигательной активностью (р < 0, 05). Такая разница УОК у детей, находящихся в условиях загазованного воздуха, составила 9, 63 мл. Минутная производительность сердца у детей, проживающих в условиях незагазованного атмосферного воздуха, с разным уровнем двигательной активности возросла на значительную величину, в то время как в условиях загазованного воздуха достоверное изменение МОК обнаружено лишь у мальчиков с высокой двигательной активностью.

Увеличение УОК и МОК в результате физических тренировок определяется развитием гипертрофии миокарда, вследствие чего наблюдается более полное опорожнение желудочков сердца. Данный механизм обеспечения увеличения сердечной производительности раскрывается в ряде научных работ [7-9].

Проведенным исследованием установлено увеличение амплитуды зубцов S, Т и продолжительности комплекса Q-T у детей с высокой двигательной активностью. По данным ряда авторов [10, 11], большая амплитуда зубца S связана с усилением сократительной способности сердца, а увеличение высоты зубца Т обусловлено изменениями биоэнергетических процессов в миокарде. Предполагается, что значительную роль при этом играют и холинергические восстановительные реакции вегетативной нервной системы.

Выполнение испытуемыми стандартной физической нагрузки подтвердило положение о более надежной и экономной работе тренированного сердца. В условиях загазованного воздуха при выполнении стандартной нагрузки ЧСС у тренированных детей увеличилась по сравнению с состоянием покоя (в положении сидя) и составила 62, 00 уд/мин. В незагазованных условиях средняя ЧСС равна 60, 64 уд/мин. В то же время ЧСС у мальчиков с низкой двигательной активностью увеличилась более существенно и составила 71, 17 уд/мин, а у лиц с высокой двигательной активностью она возросла всего лишь до 65, 17 уд/мин (р < 0, 001).

Выполнение стандартной мышечной нагрузки выявило, что ЭКГ-показатели у детей с низкой двигательной активностью подверглись более значительным изменениям, чем у детей с высокой двигательной активностью.

Проведенные исследования показали более напряженную работу сердца у детей с низкой двигательной активностью по сравнению с тренированными детьми. Это подтверждается другими исследованиями [12, 13]. Кроме того, на наш взгляд, более значительная реакция сердца на стандартную мышечную нагрузку у детей с низкой двигательной активностью объясняется и влиянием загазованного атмосферного воздуха.

Выводы

1. Систематические занятия физическими ^ражнениями в течение двух лет способствовали урежению ЧСС а условиях покоя, увеличению УОК и МОК, а также амплитуды зубцов S, Т, длительности комплекса Q-T. Реакция сердца на стандартную мышечную нагрузку у тренированных мальчиков оказалась значительно меньше, чем у детей с низкой двигательной активностью.

2. Высокая двигательная активность не только способствует повышению функциональных возможностей сердца детей, но и ведет к увеличению устойчивости их организма к загазованным условиям атмосферного воздуха.

Список литературы

1. Абзалов Р.А. Изучение некоторых функциональных особенностей детского сердца и его регуляторных механизмов в условиях различных двигательных режимов: Дис.... канд. биол. наук. Казань, 1971. - 168 с.

2. Граевская Н.Д. Влияние спорта на сердечно-сосудистую систему. - М.: Медицина, 1975. - 279 с.

3. Жданов И.А. О механизме брадикардии тренированности: Автореф. дис. ... канд. биол. наук. Казань, 1973.

4. Хрущев С.В. Детская спортивная медицина. - М.: Медицина, 1991.-559с.

5. Дембо А.Г. Спортивная кардиология. - Л.: Медицина, 1989. - 460 с.

6. Ситдиков Ф.Г. Механизм адаптации сердца к длительному воздействию симпатической нервной системы: Автореф. дис. ... докт. биол. наук. Казань, 1974.

7. Чинкин А.С. К изучению механизмов брадикардии тренированности: Автореф. дис. ... канд. биол. наук. Казань, 1971.

8. Пресняков Н.М. Сократительная функция миокарда и показатели центральной гемодинамики у школьников: Автореф. дис. ... канд. биол. наук. М., 1979.

9. Фогельсон Л.И. Клиническая электрокардиография (3-е изд.). - М.: Медгиз, 1957. - 459 с.

10. Тупицын И.О. Возрастная динамика и адаптационные изменения сердечно-сосудистой системы школьников. М., 1985, с. 9-53.

11. Шамсиев С.Ш. Клиническая электрокардиография у детей. - Ташкент: Медицина, 1966. - 220 с.

12. Физиология развития ребенка /Под ред. Н.И. Козлова. - М.: Педагогика, 1983.

13. Kubicek W.Y. The minnesote impedance cardiograph. - theory and applications. - Biomed. Engin., 1974, N 9, p. 410-416.