Для оцінки фізичного розвитку населення, найперше дітей, застосовують методику антропометричних досліджень - антропометрію. До антропометричних показників належать соматометричні та соматоскопічні ознаки. Ізсоматометричних визначають довжину, масу тіла й окружність грудної клітки, ізстоматоскопічних - стан підшкірної жирової клітковини, розвиненість (надмірна, помірна, недостатня), розподіленість (рівномірна, нерівномірна), в яких місцях найбільші відкладення жиру, розвиненість м `язової системи, форми хребта, грудної клітки, форми ніг, площа опори стіп, постави, розвиненість статевого дозрівання за вторинними ознаками: у чоловіків (хлопчиків) - оволосіння на лобку, розвиток статевого члена, яєчок, у жінок (дівчат) - оволосіння на лобку, розвиток молочних залоз.

Статеве дозрівання проходить п'ять стадій. Показники антропометричних даних порівнюють із середніми антропометричними показниками відповідного віку і статі. Особливо важливе значення має вивчення фізичного розвитку дітей і підлітків під час медичних оглядів та диспансерного обстеження. Відставання у зрості, відсутність збільшення маси тіла є поганою ознакою для підростаючого організму [2, 5].

Ріст - це процес збільшення кількості та розмірів клітин органів і тканин організму. Динаміка росту змінюється залежно від вікового періоду і визначається на молекулярному і клітинному рівні швидкістю синтезу білка та поділу клітин. Найінтенсивніший ріст відбувається під час внутрішньоутробного розвитку завдяки процесам гіперплазії (збільшення кількості клітин). На період народження тіло плода досягає 48-57 см (у середньому 50-52 см). Після народження швидкість поступово сповільнюється. Від 1-2 років до початку пубертатного періоду, або періоду статевого дозрівання (у середньому 10-12 років у дівчат, 12-14 - у хлопців), ріст стабілізується з незначним прискоренням у 5-6 років. У пубертатному періоді швидкість росту знову збільшується і сягає максимуму через 2-3 роки після його початку. Стрибок росту припиняється у дівчат звичайно до 16 років, у хлопців - до 18, після чого організм продовжує рости протягом декількох років - у дівчат приблизно до 18, у юнаків - до 20. Унаслідок прискореного росту в дітей збільшуються середні показники зросту. Наприклад, у кінці 70-х років XX ст. середній зріст дівчат у 17-18 років становив 162-163 см, юнаків 175-176 сантиметрів.

До 18-20 років ріст в основному завершується, до 30 років довжина тіла збільшується незначно (до 0,5 см за рік) переважно за рахунок росту хребта. Від 30 до 50 років довжина тіла залишається сталою, а потім поступово зменшується (приблизно на 1 см на 10 років). Це пов'язано в основному зі скороченням хребта внаслідок його викривлення, зменшення еластичності та ущільнення міжхребцевих дисків.

Оскільки окремі частини тіла ростуть нерівномірно, то з віком пропорції тіла людини змінюються. Швидкість росту, а також розміри організму залежать від ряду генетичних, ендокринних і середовищних факторів. Генотип дитини визначає потенційні можливості її росту, а також сімейні (конституціональні) особливості. Спадкові риси найпомітніше виявляються у перших два роки і в пубертатному періоді [6, 20].

Швидкість росту і кінцеве значення переважно збігаються з даними батьків.

Вимірювання зросту є одним із методів антропометрії. Довжину тіла дітей до двох років вимірюють за допомогою горизонтального зростоміра. Довжину тіла дітей від двох років і старших вимірюють дерев'яним зростоміром - вертикально поставленою двометровою планкою 15 см завширшки. Унизу вона закінчується площиною розміром 70Ч70 сантиметрів. На планку-шкалу нанесено сантиметрові поділки. Уздовж по шкалі вільно пересувається перпендикулярно прикріплена планшетка. Для вимірювання зросту людина стає на площину прямо, спиною до шкали, торкаючись її потилицею, лопатками, сідницями і п'ятами. Коліна при цьому розігнуті, п'яти прилягають одна до одної, голова фіксується так, щоб зовнішні кути очей і слухових ходів були на одній горизонтальній лінії. Рухому планшетку щільно присувають до верхівки голови. Значення фіксують за нижнім краєм планшетки. Зріст ліпше вимірювати вранці, тому що увечері він звичайно зменшується на 1,0-1,5 см, що пов'язано з ущільненням міжхребцевих дисків під дією сили тяжіння.

Маса тіла - також антропометричний показник. її визначають зважуванням і використовують для оцінки фізичного розвитку, живлення та стану здоров'я людини. Для зважування дітей і дорослих застосовують медичні ваги. Масу тіла визначають з точністю до 100 грамів. Для об'єктивної оцінки маси тіла отриманий показник порівнюють із даними періодично поновлюваних антропометричних таблиць.

Під час внутрішньоутробного періоду маса тіла плода різко зростає: до З місяців вагітності сягає 20-25 г., у 6 місяців - 600 г., до 9 місяців - 2400 грам. У новонароджених, дітей грудного і ясельного віку маса продовжує збільшуватися у прямій залежності від статі і конституціональних особливостей. Різниця у масі тіла хлопчиків і дівчаток особливо значна у підлітковому віці (13-16 років у хлопчиків, 12-15 - у дівчаток). Маса тіла хлопчиків збільшується переважно за рахунок розвитку м'язів, а дівчаток - за рахунок жирової тканини (підшкірної клітковини). До 20 років маса жирової клітковини у чоловіків становить у середньому близько 20%, у жінок - близько ЗО% загальної маси тіла. Конституціональна різниця виявляється у тому, що в осіб гіперстенічного типу середні показники маси тіла більші, ніж в осіб астенічного типу. Нормостеніки займають проміжне становище.

На масу тіла істотно впливають характер харчування та рухова активність (фізичне навантаження). Переїдання і гіподинамія сприяють збільшенню маси тіла, особливо в осіб гіперстенічного типу та зі спадковою схильністю до повноти. Раціональне харчування, достатнє фізичне навантаження сприяють нормальному збільшенню маси тіла.

Найпростіший і найпоширеніший метод визначення ідеальної маси тіла запропонував французький антрополог Поль Брока. Цей метод випливає із твердження, що ідеальна маса в кілограмах дорівнює зросту в сантиметрах мінус 100. Однак зріст - це лише один із показників, що визначає найоптимальнішу масу. П. Брока не враховує таких важливих факторів, як стать, вік, тип будови тіла. Тому формула Брока вважається прийнятною лише для чоловіків 25-30 років нормального складу. У молодшому віці маса повинна бути меншою від ідеальної на 5-7 кілограмів.

У деяких країнах, зокрема в США, показники нормальної маси значно нижчі, ніж у нас. Там вважають за можливе відмовитися від поправок на вік і ставлять вимогу зберігати до старості масу тіла такою, якою вона була у 25-30 років. До 25-30-літніх чоловіків при зрості 167-170 см ідеальними вважають такі параметри: маса тіла 68-70 кг, окружність грудної клітки в спокійному стані 95-98 см (вимірюють при опущених руках на рівні сосків і під лопатками); окружність талії 75-78 см (вимірюють у найвужчому місці без втягування живота); окружність шиї 39^0 см (у найвужчому місці під «адамовим яблуком»); окружність плеча випрямленої руки 32-33 см (вимірюють посередині біцепса); окружність напруженого біцепса зігнутої руки 38-40 см; окружність стегна (під сідницею) 55-56 см; окружність гомілки (у найширшому місці) 37-38 сантиметрів [2, 8].

Видатні скульптори Стародавньої Еллади першими звернули увагу на те, що краса людського тіла залежить від пропорцій. У ті часи було виявлено деякі основні закономірності пропорцій тіла людини. Одна з них - це так званий квадрат: довжина розпростертих рук дорівнює зросту людини. Пізніше було зроблено безліч показників пропорцій тіла чоловіка. Ось деякі з них: довжина стегна повинна становити 1/4 від зросту, ширина плечей дорівнювати довжині стегна, окружність кулака - довжині передпліччя, а також довжині ступні, подвоєне коло зап'ястка - товщині шиї, подвоєна товщина шиї - ширині талії.

Для повного уявлення про фізичний розвиток людини (дитини), крім антропометричних даних, треба звернути увагу на інші показники: відкладення жиру, мускулатуру, кістяк, форму грудної клітки, хребет, поставу, форму стоп.

Відкладення жиру (розвиток підшкірної жирової клітковини) має три ступені: малий, середній і великий. Відкладення жиру вважають малим, якщо видно контур кісток плечового пояса, лопаток, відтягнута на животі складка шкіри із підшкірної клітковиною дуже тонка, помітні міжреберні проміжки. При великому відкладенні жиру виражені великі складки на животі, спині, стегнах, при середньому - згалужений рельєф кісток, ребер не видно. Різке виснаження або значне відкладення жиру (вище за вказані норми) є патологічним відхиленням у розвитку [6, 20].

Мускулатуру оцінюють також за трьома ступенями: малим, або слабким, середнім та сильним, або добрим. Ураховують загальний розвиток м'язової тканини - її кількість і тонус. При слабкій мускулатурі об'єм м'язів незначний. Тонус в'ялий. При сильній рельєф усіх м'язів дуже добре виражений, вони пружні, тверді на дотик, особливо при напруженні. Проміжну стадію називають середньою мускулатурою.

У дітей раннього і дошкільного віку існує стале співвідношення між параметрами кінцівок і грудною кліткою: потроєна окружність плеча дорівнює окружності грудей, сума окружності стегна і гомілки дорівнює потроєній окружності плеча або грудей. Наявність таких співвідношень вказує на правильний розвиток у дитини м'язового апарату [2, 9].

Кістяк людини характеризує масивність її фігури, кремезність, ширину плечей, суглобів. Розрізняють три типи кістяка: тонкий (вузькі плечі і грудна клітка, малі розміри кісток рук і ступнів); кремезний, широкий кістяк вважають вищим за середній; проміжний між ними - середній.

Форми грудної клітки. Розрізняють найчастіше такі: циліндричну, конічну і плоску. Прициліндричній формі грудна клітка спереду і збоку має вигляд рівномірно розвинутої у верхньому і нижньому відділах, нижні ребра мають середній нахил, підгрудний кут заокруглений, середньої величини.

Нижня частина грудної клітки конічної форми порівняно з верхньою ширша і виступає вперед; нижні ребра з малим нахилом; підгрудний кут великий, широкий.

Плоска грудна клітка звичайно подовжена, сплюснута; нижні ребра з великим нахилом; підгрудний кут звужений. У молодшому шкільному віці (від 7 до 12 років) найчастіше трапляються змішані форми, іноді - бочкоподібні. Бувають також деформації: куряча і лійкоподібна грудні клітки. Найчастіше вони виникають як наслідок рахіту. Лійкоподібна грудна клітка особливо сприяє порушенню екскурсії діафрагми і грудної клітки при диханні, погіршує легеневу вентиляцію [6, 20].

Лопатки за розташуванням бувають: нормальні (прилягають); крилоподібна (злегка або сильно відстають); паралельні або такі, що розходяться; симетричні або асиметричні (розташовані на одному або на різних рівнях).

Для оцінки фізичного розвитку людини, особливо дитини, велике значення має вимірювання окружності грудної клітки. Для цього користуються сантиметровою стрічкою, яку дітям після двох років і чоловікам накладають так, щоб ззаду вона проходила під кутом лопаток, а спереду по VI ребру (під сосками у чоловіків). Жінкам з нормально розвиненими молочними залозами накладають мірничу стрічку ззаду під кутами лопаток, спереду на рівні сосків під молочними залозами (на рівні IV ребра). Вимірювання проводять при рівному диханні в момент максимального видиху; руки повинні бути опущені. Окружність грудної клітки дорослої людини в такому стані дорівнює 82 сантиметрів.

Максимальна екскурсія грудної клітки становить 7-8 сантиметрів. Середня дихальна екскурія при нормальному вдиху і видиху дорівнює 2-3 см (орієнтовні середні дані). Окружність грудної клітки дорівнює приблизно половині зросту.

Передньо-задній (груднинно-хребтовий) діаметр на рівні ручки груднини дорівнює в середньому 16 см, на рівні нижнього краю тіла груднини - 19 сантиметрів. Поперечний діаметр на рівні сосків становить 26 сантиметрів. Відстань між XII ребром і гребенем клубової кістки при нормальній грудній клітці дорівнює 4-6 сантиметрів. У жінок усі розміри бувають трохи менші.

Окружність грудної клітки дітям до двох років вимірюють у лежачому стані. Стрічку підводять під кутом лопаток, а спереду - під соски. Вона повинна щільно прилягати до тіла дитини, але не сильно стискати грудну клітку. Руки повинні бути опущені. У перший рік життя окружність грудної клітки дитини дорівнює 45-48 см, на другому році - 45-51 сантиметрів. Дітям, старшим від двох років, окружність грудної клітки вимірюють стоячи, як дорослим. На третьому році життя вона становить 49-53 сантиметрів.

Хребет буває нормальним або з викривленнями (лордоз, кіфоз). Нормальний хребет має чотири помірних вигини: шийний і поперековий згини повернені опуклістю вперед (лордоз), грудний і крижовий - назад (кіфоз). При лордозі хребта характерна мала шийна кривизна і сильно виражена поперекова; при кіфозі різко виражені грудна і крижова кривизни. При скривленні хребта вбік виникає сколіоз, що звичайно пов'язано з неправильним положенням тіла під час сидіння за партою, захворюванням на рахіт.

Постава - це звична поза під час сидіння, стояння, ходіння. Правильною вважають поставу, при якій усі згини хребта рівномірно й помірно виражені, голова пряма, плечі, лопатки й гребені клубових кісток розташовані на одній лінії. Постава виробляється під час росту, фізичного розвитку і виховання в дітей навичок дотримання правильної пози. При неправильній поставі голова висунута вперед, живіт випнутий, грудна клітка приплюснута, плечі зведені вперед, а груди запалі, ноги зігнуті в колінних суглобах. До найпоширеніших порушень постави й деформацій хребта належать млява постава, плоска та сутула спина.

Для млявої постави характерні різко виражені шийні та грудні вигини хребта. Голова при цьому опущена, плечі зсунуті вперед, грудна клітка запала, лопатки відстають від спини, живіт виступає вперед, ноги в колінних суглобах злегка зігнуті.

При плоскій спині зменшені всі вигини хребта, плечі опущені вниз і злегка вигинаються вперед, живіт випнутий (особливо в нижній частині). При сутулій спині особливо сильно розвинений грудний вигин хребта, плечі трохи звисають вперед, зменшена поперекова кривизна, сильно випнутий живіт.

Форму ніг визначають залежно від направлення осі стегна і гомілки. Розрізнять три форми ніг: прямі (звичайні), Х-подібні та О-подібні. При прямих ногах, поставлених поряд, п'яти і коліна дотикаються, вісь стегна і гомілки становить пряму лінію, ступні паралельні.

При Х-подібних ногах вісь стегна і вісь гомілки утворюють кут, відкритий назовні, у стоячому стані коліна змикаються, а стопи розсунуті. При цьому поставити п'яти разом, випрямити ноги неможливо.

Ногам, які мають О-подібну форму, властивий дугоподібний вигин гомілок; вісь стегна і вісь гомілок утворює кут, відкритий усередину. При зімкнутих п'ятах коліна не змикаються, вони розсунуті.

Форма стопи. Стопа бере участь у механізмі опори і переміщення. За формою стопи бувають нормальні, сплощені та плоскі. Нормальною стопою вважають таку, при якій площина опори займає 35-54% загальної площини стопи. Ця форма має два добре виражених склепіння - зовнішнє і внутрішнє. Зовнішнє несе на собі основну масу тіла, внутрішнє виконує роль амортизатора. По склепінню стопи рівномірно розподіляється маса тіла, що має велике значення при перенесенні важких речей. Склепіння діє як пружина, пом'якшує поштовхи тіла під час ходіння.

При сплощеній стопі площина опори становить 50-60%, при плоскій - 60-100%.

При плоскостопості порушується опорна функція нижніх кінцівок, значно слабшає зв'язковий апарат стопи, зменшується сила та об'єм м'язів стопи, що призводить до зміни її форми - склепіння притискається і стопа стає плоскою.

2. Біохімічні зміни в організмі людини при різних видах м'язової діяльності

Будь-яка м'язова діяльність людини потребує певних витрат енергії АТФ, відновлення якої в організмі здійснюється різними шляхами, що залежать від характеру і тривалості виконуваної роботи. Відповідно до класифікації В.С. Фарфеля фізичні вправи можна розділити на чотири типи: максимальної, субмаксимальної, великої і помірної потужності. Граничний час вправ максимальної потужності складає 15-20 с, субмаксимальної - від 20 с до 2-3 хв., великої - до 30 хв. і помірної - до 4-5 годин. При цьому з неоднаковою інтенсивністю використовуються різні сполуки (в основному джерела енергії), що призводить до певних змін біохімічного складу організму [19, 273].

Як відомо, виконання будь-якої фізичної роботи починається в умовах недостатньої забезпеченості організму киснем.

При виконанні вправ максимальної потужності (біг на 100-200 м) кисневий запит може складати 7-14 л, а кисневий борг - 6-12 л, що складає 90-95% кисневого запиту. Це свідчить про те, що організм спортсменів, виконуючи подібні навантаження, засвоює за час роботи кількість кисню, яка дорівнює 5-10% загальної його потреби. Решта кисню, якого не вистачає, засвоюється після роботи. Цілком зрозуміло, що відновлення використаної енергії при цьому буде здійснюватися тільки анаеробним шляхом (за рахунок креатинфосфату і частково реакцій гліколізу). Тому при інтенсивному м'язовому навантаженні в м'язах, крім зміни співвідношення АТФ/АДФ на користь АДФ, спостерігається різке підвищення вмісту креатину, креатиніну (продукту розпаду креатину). При виконанні таких вправ швидкість гліколізу ще не досягає своїх найвищих значень, тому вміст молочної кислоти в м'язах незначний, а отже, мало змінюється і кількість глюкози, не відбувається мобілізація глікогену [19, 273].

Інтенсивне використання АТФ у процесі виконання вправ призводить до пригнічення пластичних процесів.

При виконанні більш короткочасних фізичних вправ (стрибки, штанга, гімнастичні вправи й ін.) ресинтез енергії здійснюється в основному креатинфосфатним шляхом, тому помітного підвищення рівня молочної кислоти в м'язах не спостерігається.

При виконанні вправ субмаксимальної потужності (біг на 400, 800 м і т. п.) енергетичне забезпечення відбувається в основному за рахунок гліколізу. Кисневий борг у цьому разі найбільший і складає біля 90% кисневого запиту, який за такої роботи може досягати від 20 до 40 л. У м'язах у результаті високої інтенсивності гліколізу у великій кількості накопичується молочна кислота, збільшується вміст продуктів обміну білків, значно знижується рівень глюкози і глікогену. Більш тривале виконання фізичних вправ субмаксимальної потужності (біг на 1500 м) характеризується активним підключенням аеробного шляху відновлення енергії. При цьому організм спортсменів задовольняє свою потребу в кисні майже наполовину. З включенням аеробного ресинтезу АТФ у м'язовій тканині підвищується активність ферментів окиснювального фосфорилювання, збільшується вміст проміжних сполук циклу Кребса і кінцевих продуктів повного окиснення вуглеводів. При виконанні фізичних вправ максимальної і субмаксимальної потужності внаслідок нестачі АТФ може спостерігатися переважний розпад фосфоліпідів мітохондріальних мембран, набрякання мітохондрій, яке призводить до роз'єднання процесів окиснювального фосфорилювання, що різко знижує його продуктивність [19, 274].

Вправи великої потужності (біг 3000, 5000 м. п.) забезпечуються енергією в основному за рахунок реакцій аеробного процесу, але ще при достатньо високому рівні розвитку гліколізу. Частка анаеробних процесів у енергозабезпеченні роботи швидко знижується в міру її тривалості. При такій роботі кисневий запит може досягати 90-150 л, а кисневий борг - 8-12 л, що складає біля 7-13%. Вміст молочної кислоти в м'язах у цьому разі буде незначним [19, 274].

Найбільш інтенсивні вправи помірної потужності (біг на наддовгі дистанції) відбуваються практично повністю в аеробних умовах. При цьому встановлюється відповідність між потребою організму в кисні і його надходженням. Кисневий запит може досягати 500-1500 л, а кисневий борг не перевищує 3-5 л (1% кисневого запиту). Анаеробний ресинтез АТФ використовується організмом тільки на початку роботи, а також при підвищенні її потужності на дистанції (біг на підйом, прискорення, фініш). Тому при тривалих помірних навантаженнях вміст молочної кислоти в м'язах буде мінімальним. У працюючих м'язах використовуються всі запаси вуглеводів, різко зменшується кількість резервного жиру, відбувається розпад м'язових білків [19, 274].

При фізичній діяльності особливо великі навантаження припадають на серце, яке здатне збільшувати свою працездатність до крайніх меж - 230-240 скорочень за хвилину. Серцевий м'яз пронизаний густою сіткою кровоносних капілярів, через які надходить кров, збагачена киснем, тому окиснення речовин у міокарді відбувається тільки аеробним шляхом.

У стані спокою основними джерелами енергії для серцевого м'яза є жирні кислоти, кетонові тіла і глюкоза, які переносяться кров'ю. При фізичному навантаженні міокард починає посилено Поглинати з крові й окиснювати молочну кислоту.

При використанні для роботи міокарду його енергетичних джерел (АТФ, креатинфосфату, глікогену) їх вміст у серці майже не змінюється, що свідчить про миттєве відновлення цих сполук.

Печінка - другий головний орган організму людини, у якому синтезуються ферменти, макроергічні джерела енергії, фосфоліпіди і розщеплюється основна кількість глікогену і жирних кислот відповідно до глюкози і кетонових тіл, якими постачаються всі тканини.

При тривалій діяльності м'язів (марафонський біг) у печінці підвищується утворення сечовини з аміаку - кінцевого продукту обміну білків (процес детоксикації), а також спостерігається тимчасове відкладення жиру (ожиріння печінки), що перешкоджає накопиченню глікогену. Його можна попередити включенням у дієту спортсменів харчових продуктів, які містять ліпотропні речовини - холін, метіонін і ін.

Рухова активність людини супроводжується значними біохімічними змінами в головному мозку, основна частина яких відбувається за рахунок енергетичного обміну. Жодний орган людського організму не поглинає так багато глюкози з крові (до 70%) і не відновлює так швидко використані джерела енергії (АТФ, глікоген), як головний мозок. Тому при найважчому стомленні зміни вмісту цих енергетичних сполук у мозковій тканині виражені мало [19, 274].

Важливу роль у функціонуванні головного мозку відіграє глутамінова кислота, яка у процесі фізичної діяльності організму активно декарбоксилюється і перетворюється в у-аміномасляну кислоту (ГАМК). Остання покращує кровообіг у мозку, пам'ять, бере участь у процесах збудження й охоронного гальмування. З огляду на це стимулювання синтезу у-аміномасляної кислоти в головному мозку на певних етапах виконання фізичних вправ може сприяти значному поліпшенню спортивних результатів.

Найбільш чутливим є біохімічний склад крові, який швидко змінюється і віддзеркалює всі хімічні зміни в тканинах організму людини.

На початку роботи, а також короткочасних дуже потужних вправ підвищується в крові концентрація глюкози. Це відбувається завдяки високій швидкості мобілізації глікогену і меншому використання глюкози м'язами. При роботі в умовах стійкого стану вміст її в крові майже такий, як і в стані спокою, тому що швидкість надходження в кров і швидкість використання глюкози м'язами практично однакові. При тривалій роботі концентрація глюкози в крові часто зменшується нижче рівня спокою, через те що запас глікогену печінки і швидкість його мобілізації знижуються, а потреба м'язів у глюкозі продовжує залишатися високою.

Вміст глюкози в крові залежить також від емоційного стану організму. Сильне емоційне збудження, як правило, викликає різке посилення надходження глюкози в кров, що пов'язано з певною регулюючою дією нервової системи і підвищеним виділенням гормонів адреналіну і норадреналіну [19, 276].

Одним з основних біохімічних показників крові, які віддзеркалюють інтенсивність гліколітичного процесу в м'язах, є концентрація молочної кислоти. Вона має здатність швидко дифундувати з працюючих м'язів у кров, але подальше доокиснення її під час напруженої роботи відбувається повільно. Тому вміст молочної кислоти в крові залежить від швидкості її утворення в м'язах. Остання ж обставина безпосередньо пов'язана з потужністю виконуваної роботи. У стані спокою концентрація молочної кислоти в крові складає 0,1-0,2 г/л. З початком виконання вправ утворення молочної кислоти в м'язах і надходження її у кров різко зростає. Хоча помітне збільшення її концентрації в крові виявляється не відразу, а через кілька хвилин після початку виконання вправ.

Під час виконання легкої і помірно важкої роботи з рівнем кисневого запиту біля 50% від максимального споживання кисню підвищення кількості молочної кислоти в крові невелике (до 0,4-0,5 г/л). При виконанні вправ з рівнем кисневого запиту 50-85% приріст її досягає вже 1-1,5 г/л. Порівняно швидко збільшується концентрація молочної кислоти в перші 2-10 хв. роботи, а потім залишається на тому ж рівні або знижується. Таким чином, максимальна кількість молочної кислоти в крові виявляється на початку роботи. Після інтенсифікації діяльності органів дихання і кровообігу швидкість утворення молочної кислоти дорівнює швидкості її усунення шляхом доокиснення [19, 276].

Під час виконанні вправ з кисневим запитом більш 85% від максимального споживання концентрація молочної кислоти в крові постійно збільшується і може досягати максимальних значень не під час роботи, а на 2-10-й хвилині після її виконання, тобто у відновному періоді. Таке явище може бути зумовлене уповільненою дифузією цієї речовини в кров при роботі, а також використанням енергії гліколізу для ресинтезу креатинфосфату після роботи. Максимальна концентрація молочної кислоти в крові добре тренованого спортсмена може досягати 2-2,5 г/л без помітного шкідливого впливу. Великі кількості молочної кислоти здійснюють несприятливий вплив, тому подальше посилення гліколізу не відбувається.

Молочна кислота при дисоціації утворює значну кількість іонів H⁺ частина яких зв'язується буферними системами м'язових клітин і крові. Як тільки буферна ємність систем вичерпається, відбувається зсув реакції середовища в кислу сторону. У цьому процесі беруть участь і інші кислоти, такі, як карбонатна, фосфатна, піровиноградна, проте найбільший внесок в утворенні іонів Н⁺ і закисленні середовища належить молочній кислоті. Виявлено, що між концентрацією молочної кислоти і рН крові існує обернено пропорційна залежність.

Зменшення рН викликає серйозні зміни в організмі. Так, при зниженні рН більш ніж на 0,2 одиниці порівняно з рівнем спокою зменшується активність багатьох ферментів клітин і крові. У першу чергу знижується активність ключового ферменту гліколізу фосфофруктокінази, у результаті чого знижується загальна швидкість цього процесу. Зменшення рН призводить також до порушення діяльності нервових клітин і розвитку в них охоронного гальмування. При цьому погіршується передача збудження з нерва на м'яз, знижується АТФ-азна активність міозину, унаслідок чого падає швидкість розщеплення АТФ.

У стані спокою рН крові складає 7,35-7,40. За умови м'язової роботи він може знижуватися до 7,0. Треновані спортсмени витримують зниження рН до 6,8, проте при цьому може спостерігатися нудота, запаморочення і сильні болі в м'язах.

Серед буферних систем крові, що зв'язують іони Н⁺ молочної кислоти, головну роль відіграє гідрокарбонатна. Надлишок молочної кислоти викликає розкладання цієї системи відповідно до рівняння [19, 277]:

У результаті цієї реакції утворюється надлишок CO₂, який називають «неметаболічним», тому що утворення його не пов'язано з процесами біологічного окиснення. Визначаючи цей не-метаболічний СОд у повітрі, що видихається, можна оцінити рівень гліколізу в працюючих м'язах.

При виконанні роботи змінюється в крові вміст жирних кислот і кетонових тіл, звичайно, в обернено пропорційній залежності відносно до кількості глюкози і молочної кислоти: використання їх зростає в міру збільшення тривалості роботи. Значно знижується в крові вміст фосфоліпідів, тому що їх ресинтез відстає від активного споживання цих сполук м'язами, печінкою, серцем.

У процесі виконання фізичних вправ змінюється також білковий склад крові. Загальна концентрація білка в плазмі крові зростає при короткочасних силових навантаженнях (за рахунок білків-ферментів, що виходять із працюючих клітин). При цьому змінюється співвідношення між різними білками. Збільшується кількість продуктів білкового розпаду. За умов тривалої роботи, коли змінюється проникність мембран, кількість білка в крові збільшується настільки, що можлива поява його в сечі.

3. Фізичний стан як основа програмування оздоровчого тренування

Розробка програм оздоровчого тренування потребує знань про доцільність вибору певних фізичних вправ, способів визначення раціональних обсягів рухової активності та нормування фізичних навантажень.

Вибір фізичних вправ у програмуванні оздоровчого тренування

1. Вибір фізичних вправ може бути довільним за умови їх бажаної інтенсивності (Б. Спок, М. Амосов та ін.).

2. Вибір фізичних вправ повинен здійснюватися за такими педагогічними критеріями, як доступність вправи, ступінь безпеки її виконання, точність дозування фізичного навантаження (В. Лабскір).

3. Вибір фізичних вправ має обумовлюватися клініко-фізіологічними критеріями, насамперед можливістю ефективно впливати на активізацію резервів серцево-судинної системи, підвищення аеробної продуктивності організму (К. Купер, Л. Каганов та ін.).

Очевидно, програмування оздоровчого тренування повинно здійснюватися за педагогічними та клініко-фізіологічними критеріями, оскільки вони доповнюють один одного.

Доведено, що найвищий оздоровчий ефект досягається при використанні аеробних вправ [9, 3].

Відомим американським спеціалістом із оздоровчої фізичної культури К. Купером введено термін «аеробіка», під яким розуміють систематичне використання тільки тих вправ, які охоплюють значні групи м'язів (близько 2/3 від усієї м'язової маси тіла), є тривалими (15-40 хв. та більше) та забезпечуються енергією за рахунок аеробних процесів. У зв'язку з цим важлива оптимальна інтенсивність та ритмічність м'язової роботи [3]. Цей термін широко застосовується у світовій та вітчизняній практиці оздоровчого тренування. Типові аеробні вправи: біг, швидка ходьба, їзда на велосипеді чи велотренажері, ходьба на лижах, веслування, плавання та ін. Ці вправи доступні людям будь-якого віку. За певних методичних умов вони легко дозуються та не призводять до травм. При невисокій інтенсивності м'язової діяльності до зазначеного переліку вправ належать спортивні ігри, які сприяють покращенню функціонального стану серцево-судинної системи [17].

Тривале виконання фізичних вправ помірної інтенсивності сприяє розвитку загальної витривалості. Згідно з науковими дослідженнями, вправи на витривалість впливають переважно на серце і мають значний оздоровчий ефект [8, 5]. Установлено, що ефективність використання аеробних вправ залежить від функціональних можливостей організму людини: чим вони нижчі, тим більший ефект оздоровчого тренування в аеробному режимі. Особам з достатньо високими функціональними можливостями рекомендується змішаний аеробно-анаеробний режим тренування [15]. При цьому специфічний оздоровчий ефект досягається використанням швидкісно-силових та силових вправ: різних видів оздоровчої гімнастики, спортивних ігор, вправ на тренажерах [6].

Способи визначення раціональних обсягів рухової активності та нормування фізичного навантаження

Для нормального функціонування організму людини необхідна певна «доза» рухової активності. Обсяг рухової активності людини залежить від фізіологічних, соціально-економічних і культурних факторів: віку, статі, рівня фізичної підготовленості, способу життя, умов праці й побуту, географічних та кліматичних умов тощо [14]. Визначення раціональної норми рухової активності залежно від індивідуальних особливостей людини є однією з найактуальніших проблем оздоровчої фізичної культури [5, 89].

Раціональна норма рухової активності - це такий її обсяг, який забезпечує зміцнення здоров'я та підвищення професійної працездатності людини.

У спеціальній літературі описано декілька способів визначення раціональних обсягів рухової активності. Найбільш поширено врахування таких показників [5, 90]:

1. Тривалість занять фізичними вправами впродовж тижня (год.).

2. Витрати енергії за одиницю часу фізкультурної активності (ккал/хв, ккал/год, ккал / день).

3. Умовні бали (Х. Моль, К. Купер). Застосовуються формули аеробіки. На сьогодні відсутні уніфіковані тижневі обсяги рухової активності в годинах для представників різних верств населення. За даними ВНДІФК, (табл. 2.1) тижневий обсяг рухової активності для дорослого населення повинен становити 6-10 год., а за рекомендаціями М.М. Амосова, І.В. Муравова - 20-40 год. (рис. 2.1).

Тижневий обсяг раціональної рухової активності представників різних верств населення [5, 90]

Середній обсяг загальної рухової активності, необхідний для збереження здоров'я в різні вікові періоди [5, 90]

Найбільш поширеною й точною формою оцінки обсягів рухової активності є визначення енергетичних витрат.

Загальні витрати енергії обумовлені характером праці, умовами навколишнього середовища (температура, вологість повітря), побуту та іншими факторами. Енергетична вартість рухової діяльності індивідуальна й залежить від статі, віку, функціональних можливостей людини. При однаковій інтенсивності фізкультурно-оздоровчих занять вона буде вища в молодих осіб порівняно з особами зрілого та похилого віку, у тренованих - порівняно з нетренованими [6].

Витрати енергії на виконання фізичних вправ орієнтовно можна визначити за допомогою спеціальних таблиць, які містяться в науково-методичній літературі [6, 9].

Як приклад, наводимо енергетичну вартість циклічних вправ та спортивних ігор, досліджену М.М. Амосовим та А.Я. Бендетом у 1989 p. (табл.).

Витрати енергії на різні види фізичних вправ [5, 91]

Визначення обсягу рухової активності в балах використовується у тренувальних оздоровчих програмах С.А. Душаніна, О.А. Пирогової, Л.Я.Іващенко [4], К. Купера [9]. К. Купер розробив таблицю вартості аеробних навантажень на основі затрат кисню при виконанні фізичних вправ різної інтенсивності. Витрати енергії, які враховують кількість м'язової роботи та її потужність, оцінюються в умовних одиницях - очках. Чим менше часу витрачено на виконання фізичних вправ, тим вищий тренувальний ефект і відповідно нараховується більше очок. Дослідження значної кількості осіб, які займалися за програмою аеробіки, дало змогу К. Куперу встановити, що мінімальний рівень аеробної підготовленості забезпечує тижневе фізичне навантаження, оцінене 30 очками. У зв'язку з цим основою тренувальних програм аеробіки є поступове збільшення фізичних навантажень до 30 очок на тиждень. Вибір тренувальних програм базується на визначенні рівня аеробної підготовленості за тестами К. Купера. Досягнення 30 аеробних очок здійснюється поступово і настає після 6-16 тижнів занять. Вартість окремих фізичних вправ в аеробних балах оцінюється за спеціальними таблицями або за допомогою формул аеробіки [9].

Оздоровчі тренувальні навантаження характеризуються фізичними та фізіологічними показниками. До фізичних належать кількісні показники роботи, що виконується: потужність, обсяг, кількість повторень, швидкість і темп рухів. величина зусилля, тривалість та ін. Фізіологічними показниками є параметри ' навантаження, які характеризують рівень мобілізації функціональних резервів.організму: збільшення ЧСС, хвилинного об'єму серця та ін. Стосовно фізіологічних показників, навантаження в оздоровчому тренуванні визначається у% від МПК, за ЧСС на рівні порогу анаеробного обміну (ПАНО) за 1 хв, за ЧСС за 1 хв. [5, 92]

У заняттях оздоровчої спрямованості інтенсивність навантаження коливається в широких межах - 45-95% МПК. При цьому граничне допустимі навантаження (80-95% МПК) використовуються тільки в короткотривалих вправах. Як показали дослідження Є.О. Пирогової [4], навантаження потужністю 90-95% МПК у 2/3 випадків супроводжуються виникненням різного роду суб'єктивних порушень (біль у ділянці серця, за грудниною, головний біль, задишка, нудота). У третини людей, старших 50 років, навіть з високим рівнем фізичного стану з'являються ознаки гіпоксії міокарда, а в половині випадків наступає дискоординація в діяльності різних систем організму. Тому фізичні вправи потужністю 90-95% МПК доступні особам молодого й середнього віку з високим рівнем фізичного стану (5-й рівень) і великим стажем занять фізичними вправами [5, 92].

Л.Я.Іващенко, Н.П. Страпко [6] запропонували п'ять зон навантаження в оздоровчому тренуванні з врахуванням ПАНО - порогу анаеробного обміну. ПАНО характеризує фізичне навантаження, яке викликає значну інтенсифікацію безкисневих (анаеробних) джерел енергії. ЧСС_ПАНО за 1 хв - це ЧСС на рівні порогу анаеробного обміну. З віком цей показник зменшується (рис.).

ЧСС дано чоловіків різного віку [5, 93]

1-а зона - вправи аеробного характеру, які розвивають загальну витривалість. Їх інтенсивність нижча ПАНО на 20%. Раціональна тривалість навантаження - 90-180 хв.

2-а зона - навантаження досягається вправами переважно аеробної спрямованості, які також розвивають загальну витривалість. Їх інтенсивність дещо нижча ПАНО або наближається до нього. Раціональна тривалість навантаження - 40-60 хв.

3-я зона - навантаження змішаного аеробно-анаеробного характеру, які впливають на всі рухові якості, дорівнюють або перевищують ПАНО на 10-35%. Раціональна тривалість навантаження - 10-35 хв.

4-а зона - фізичні вправи, інтенсивність яких перевищує ПАНО на 35-100%. Ці вправи стимулюють в основному гліколітичні процеси. Тривалість від 30 сек до 3-х хв, виконуються інтервальним методом.

5-а зона - вправи, інтенсивність яких перевищує ПАНО у 2 рази. Загальна тривалість не повинна перевищувати 10-15 с. Використовуються у тренуванні осіб з високим рівнем фізичного стану [5, 93].

В оздоровчому тренуванні доцільне використання навантаження 2 та 3 зони. Фізичні вправи, які за рівнем навантаження належать до 1 зони, використовуються для активного відпочинку.

В оздоровчому тренуванні визначаються та використовуються такі показники ЧСС [5, 94]:

порогова - найнижча ЧСС, при якій можна досягти очікуваного тренувального ефекту;

пікова - найвища ЧСС, яку можна допустити при проведенні оздоровчих тренувальних занять.

За М.М. Амосовим, максимально допустима ЧСС в оздоровчому тренуванні не повинна перевищувати 162 уд./хв у осіб до 30 років та 130 уд./хв у осіб, старших 60-ти років (табл. 2.3).

Фахівці оздоровчого тренування користуються формулами, за якими вираховується, відповідно до віку, максимально допустима ЧСС. Для початківців ЧСС повинна складати 180 мінус вік у роках. Для осіб зі стажем занять більше 3-х років ЧСС повинна дорівнювати різниці 170 та 0,5 віку в роках.

Максимально допустима ЧСС осіб різного віку в заняттях вправами оздоровчої спрямованості [5, 94]

Висновки

Отже, раціональна норма рухової активності - це такий її обсяг, який забезпечує зміцнення здоров'я та підвищення професійної працездатності людини.

У спеціальній літературі описано декілька способів визначення раціональних обсягів рухової активності. Найбільш поширено врахування таких показників:

1. Тривалість занять фізичними вправами впродовж тижня (год).

2. Витрати енергії за одиницю часу фізкультурної активності (ккал/хв, ккал/год, ккал / день).

3. Умовні бали (Х. Моль, К. Купер). Застосовуються формули аеробіки. На сьогодні відсутні уніфіковані тижневі обсяги рухової активності в годинах для представників різних верств населення.

Загальні витрати енергії обумовлені характером праці, умовами навколишнього середовища (температура, вологість повітря), побуту та іншими факторами. Енергетична вартість рухової діяльності індивідуальна й залежить від статі, віку, функціональних можливостей людини. При однаковій інтенсивності фізкультурно-оздоровчих занять вона буде вища в молодих осіб порівняно з особами зрілого та похилого віку, у тренованих - порівняно з нетренованими.

Оздоровчі тренувальні навантаження характеризуються фізичними та фізіологічними показниками. До фізичних належать кількісні показники роботи, що виконується: потужність, обсяг, кількість повторень, швидкість і темп рухів. величина зусилля, тривалість та ін. Фізіологічними показниками є параметри ' навантаження, які характеризують рівень мобілізації функціональних резервів.організму: збільшення ЧСС, хвилинного об'єму серця та ін. Стосовно фізіологічних показників, навантаження в оздоровчому тренуванні визначається у% від МПК, за ЧСС на рівні порогу анаеробного обміну (ПАНО) за 1 хв, за ЧСС за 1 хв.

На підставі багатофакторного множинного кореляційного й регресивного аналізу в структурі фізичного стану виділено 6 провідних факторів:

показники загальної фізичної працездатності (максимальна потужність роботи і МПК);

показники серцево-судинної системи під час виконання максимального велоергометричного тесту;

показники серцево-судинної системи у спокої;

вік;

показники загальної швидкісної та швидкісно-силової витривалості;

показники респіраторної системи у спокої;

антропометричні показники: маса тіла, зріст.

Найбільший оздоровчий ефект мають фізичні вправи помірної інтенсивності, які виконуються в аеробних умовах і розвивають загальну витривалість. Вправи на розвиток загальної витривалості в оздоровчому тренуванні дорослого населення повинні складати в середньому 65% від загального обсягу. При цьому, чим нижчий РФС, тим більше часу слід приділяти розвитку цієї фізичної якості. З підвищенням РФС в оздоровчому тренуванні збільшується обсяг вправ, спрямованих на розвиток швидкісної та швидкісно-силової витривалості. Раціональні обсяги фізичних вправ різної спрямованості (тривалість у хв.), залежно від РФС та віку, можна визначити за допомогою номограми, запропонованої фахівцями оздоровчого тренування.

У практиці оздоровчого тренування використовуються такі види контролю: лікарський, лікарсько-педагогічний, педагогічний та самоконтроль.

Мета контролю: забезпечити раціональне використання засобів оздоровчої фізичної культури для збереження і зміцнення здоров'я людей, підвищення працездатності та продовження творчого довголіття.

Завдання контролю.

визначити та оцінити рівень фізичного стану та функціональні можливості осіб, які займаються, або тих, які приступили до занять фізичними вправами з оздоровчою метою;

обґрунтувати раціональний режим оздоровчого тренування для осіб різного віку, статі, рівня фізичного стану.

перевірити адекватність та ефективність процесу оздоровчого тренування.

Розрізняють терміновий, відставлений та кумулятивний тренувальний ефекти.

Терміновий тренувальний ефект - зміни, які відбуваються в організмі людини безпосередньо під час виконання фізичних вправ або в найближчий період відпочинку.

Відставлений тренувальний ефект - зміни, які відбуваються в пізніх фазах відновлення (на другий день після занять або через декілька днів).

Кумулятивний тренувальний ефект - зміни в організмі, які відбуваються протягом тривалого періоду оздоровчого тренування внаслідок підсумовування термінових та відставлених ефектів окремих тренувальних занять.

Відповідно до описаних видів тренувального ефекту здійснюється контроль: оперативний, поточний, етапний. У практиці оздоровчого тренування оперативний та поточний контроль поєднуються. В оперативно-поточному контролі оцінюються терміновий та відставлений тренувальні ефекти, в етапному - кумулятивний.

Література та використані джерела