Физическая работоспособность в структуре функционального состояния школьников 11-12 лет и информативные показатели её диагностики

Аннотация: Посредством использования многомерного статистического анализа комплекса параметров функционального состояния детей 11-12 лет выделен относительно независимый фактор «физической работоспособности». На этой основе определены наиболее информативные показатели физической работоспособности, предназначенные для ее диагностики у мальчиков и девочек данной возрастной группы.

Физическая работоспособность, как известно, является компонентом, более сложной функциональной системы, ответственной за адаптацию к мышечной деятельности, природным и социальным факторам. Уровень физической работоспособности относится к важным количественным и, одновременно, качественным критериям здоровья школьника, характеризующим адаптационные возможности его организма в широком диапазоне доступных нагрузок [11, 14, 15]. Очевидно, что функциональные резервы работоспособности и механизмы энергообеспечения мышечной деятельности существенно различаются при выполнении работы различной интенсивности и продолжительности [5]. Поэтому не существует единого теста, позволяющего оценить разные аспекты физической работоспособности [1, 2, 4, 13, 14]. Невозможно, в частности, используя один тест определить мощность и емкость источника энергообеспечения, поскольку эти биоэнергетические параметры связаны нелинейной зависимостью [14].

В этой связи перед специалистами встает проблема обоснования комплекса наиболее информативных и, одновременно, удобных для практического применения показателей, пригодных для всесторонней оценки физической работоспособности детей на разных этапах возрастного развития.

Цель исследования – выявить наиболее информативные показатели физической работоспособности как фактора, характеризующего функциональное состояние организма мальчиков и девочек 11-12 лет.

Методика

В исследовании приняли участие дети 11-12 лет, отнесенные по состоянию здоровья к основной медицинской группе (n = 181). Родители обеспечили письменное согласие на основе полной информации на участие их ребенка в обследовании. Испытуемые не имели каких-либо противопоказаний для выполнения тестовых нагрузок.

Для изучения физической работоспособности в процессе исследования использовали гетерогенную батарею функциональных и эргометрических тестов. Определяли максимальное потребление кислорода (МПК), интенсивность накопления пульсового долга (ИНПД), мощность нагрузки при пульсе 170 уд/мин (PWC170) [7], ватт-пульс (ВтП), максимальную силу (МС) и предельное время работы (t₁, t₂) при выполнении «до отказа» нагрузок большой (2 Вт/кг) и субмаксимальной (4 Вт/кг) мощности [14]. По данным выполнения работы «до отказа» определяли величины мощности нагрузок, максимальное время реализации которых составляло 1 (W1), 40 (W40), 240 (W240), 900 с (W900), коэффициенты, отражающие емкость аэробного (b) и соотношение возможностей аэробного и анаэробно-гликолитического источников (a). Расчеты проводили на основе уравнения Мюллера [8, 14].

Комплекс контрольных упражнений включал: бег 20 метров с хода; прыжок в длину с места; челночный бег 4 х 9 м; шестиминутный бег; поднимание туловища из положения «лёжа на спине» за 1 минуту; наклон вперёд. Определяли также общую оценку физической подготовленности (ОФП). Обработка данных осуществлялась с использованием стандартной программы в пакете Statistica. Применялся факторный анализ – метод главных компонент – с последующим вращением референтных осей по Варимакс-критерию [3, 6]. Факторная обработка проводилась на основе использования 76 показателей функционального состояния.

Результаты и их обсуждение

Посредством многомерного статистического анализа комплекса показателей функционального состояния детей 11-12 лет в его структуре выделен относительно независимый фактор «физическая работоспособность». В состав данного фактора вошли 12 переменных, характеризующих физическую работоспособность и двигательную подготовленность детей 11-12 лет (табл. 1). С данным фактором положительно коррелировали W₄₀, W₂₄₀, W₉₀₀,  t₁, коэффициенты a и b уравнения Мюллера, абсолютные значения PWC₁₇₀, показатель максимальной силы, результаты шестиминутного бега, и отрицательно ИНПД_2Вт/кг и время челночного бега. В состав данного фактора вошел также и коэффициент, характеризующий продуктивность когнитивной деятельности после окончания уроков в школе.

Таблица 1

Физическая работоспособность как фактор в структуре функционального состояния детей 11-12 лет

Примечание: Расшифровку других аббревиатур см. в разделе «Методика».

Наибольшие весовые нагрузки по данному фактору имели W₉₀₀ (r = 0,70), t₁ (r = 0,69), ИНПД_2Вт/кг (r = –0,67), коэффициент b уравнения Мюллера (r = 0,66), W₂₄₀ ( r= 0,61). Все эти показатели характеризуются высокой факторной информативностью. Поэтому каждый из них может быть использован для диагностики общей физической работоспособности школьников 11-12 лет.

Большинство показателей, характеризующих аэробные, анаэробные алактатные и анаэробные гликолитические возможности организма, объединились в этом факторе с параметрами двигательной подготовленности. Вместе с тем важно отметить, что значительная часть показателей физической работоспособности и двигательной подготовленности выделилась в другой фактор, объединяющий, главным образом, количественные и качественные показатели эффективности когнитивной деятельности. На основе полученных экспериментальных материалов можно выступить в поддержку предположения о существовании единого универсального фактора работоспособности, который проявляется как на уровне интеллектуальной, так и мышечной деятельности [12].

В процессе исследования структуры функционального состояния детей 5-6 лет также идентифицирован независимый фактор «общая физическая работоспособность» [9]. Этот фактор с различными весовыми коэффициентами объединил большинство используемых показателей физического состояния. Аналогичный по содержанию фактор «общей физической работоспособности» выделен и в структуре функционального состояния школьников 9-10 и 13-14 лет [10]. Полученные результаты выступают в поддержку представления о необходимости использования наряду с термином «специальная физическая работоспособность», понятия «общая физическая работоспособность» [5, 7, 10 и др.].

Заключение

На основе факторного анализа в структуре функционального состояния школьников 11-12 лет выделен относительно независимый фактор «физическая работоспособность». Определены наиболее информативные показатели общей физической работоспособности мальчиков и девочек данной возрастной группы: W₉₀₀, t₁, ИНПД_2Вт/кг, коэффициент «b», W₂₄₀. Все эти показатели характеризуются высокой факторной информативностью. Поэтому каждый из них может быть использован для диагностики общей физической работоспособности школьников 11-12 лет.

Полученные результаты выступают в поддержку представления о необходимости использования наряду с термином «специальная физическая работоспособность» понятия «общая физическая работоспособность».

Работа поддержана грантом РФФИ (проект № 17-06-00159а).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Аулик И. В. Определение физической работоспособности в клинике и споpте. М.: Медицина, 1990. 192 с.
2. Борилкевич В. Е. Физическая работоспособность в экстремальных условиях мышечной деятельности. Л.: Из-во ЛГУ, 1986. 96 с.
3. Боровиков В. П. STATISTICA. Искусство анализа данных на компьютере. Для профессионалов. СПб.: Издательский дом «Питер», 2003. 344 с.
4. Волков Н. И., Олейников В. И. Биоэнергетика спорта: Монография. М.: Советский спорт, 2011. 160 с.
5. Давиденко Д. Н., Мозжухтн А. С., Ващук О. В., Телегин В. В. Физиологические резервы работоспособности // Характеристика функциональных резервов спортсмена. Л.: ГДОИФК, 1982. С. 11-17.
6. Иберла К. Факторный анализ: Пер. с нем. М.: Статистика, 1980. 398 с.
7. Карпман В. Л., Белоцерковский З. Б., Гудков И. А. Тестирование в спортивной медицине. М.: Физкультура и спорт, 1988. 208 с.
8. Корниенко И. А., Сонькин В. Д., Тамбовцева Р. В. Возрастное развитие энергетики мышечной деятельности: Итоги 30-летнего исследования. Сообщение II: «Зоны мощности» и их возрастные изменения // Физиология человека. 2006. Т. 32. № 3. С. 46-50.
9. Криволапчук И. А. Факторная структура функционального состояния детей 5-6 лет // Физиология человека. 2014. Т. 40. № 5. С. 48-56.
10. Криволапчук И. А., Чернова М. Б. Факторная структура функционального состояния мальчиков 13-14 лет // Физиология человека. 2017. Т. 43. № 2. С. 43-55.
11. Криволапчук И. А., Чернова М. Б., Полянская Н. В. Факторная структура физической работоспособности детей 7-8 лет // Гигиена и санитария. 2016. № 7 (95). С. 636-642.
12. Криволапчук И. А. Энергообеспечение мышечной деятельности детей 5-6 лет и комплексная оценка физической работоспособности // Физиология человека. 2009. Т. 35. № 1. С. 76-87.
13. Солопов И. Н., Горбонёва Е. П., Чёмов В. В., Шамардин А. А., Медведев Д. В., Камчатников А. Г. Физиологические основы функциональной подготовки спортсменов: Монография. Волгоград: ВГАФК. 2010. 351 с.
14. Сонькин В. Д., Тамбовцева Р. В. Развитие мышечной энергетики и работоспособности в онтогенезе. М.: Книжный дом «ЛИБРОКОМ». 2011. 368 с.
15. Сухарев А. Г. Здоровье и физическое воспитание детей и подростков. М.: Медицина. 1991. 272 с.

Материал поступил в редакцию 15.09.2018
© Чернова М. Б., Баранцев С. А., Герасимов М. М., Савушкина Е. В., 2018