Гигиеническое нормирование циклических нагрузок

В физическом воспитании школьников используется большой арсенал физических упражнений как циклического (бег, плавание, лыжные гонки и др.), так ациклического (прыжки, метания, подтягивание и др.) и игрового характера. В процессе занятий физическими упражнениями наибольшее значение имеет обоснование нормирования физических нагрузок циклического характера, формирующих физическую выносливость школьников, так как они вызывают наибольшее напряжение вегетативных функций организма. Нагрузки ациклического характера, формирующие главным образом силу, координацию, ловкость и другие физические качества, вызывая значительно меньшее напряжение вегетативной сферы, оказывают и меньшее тренирующее воздействие на организм.

Допустимые границы колебаний возрастной нормы суммарных локомоции

(по А. Г. Сухареву)

	Число шагов, тыс. /сут
Возраст, лет	Девочки	Мальчики
3	9-13	9-13
4	9-13	9-13
5	11-15	11-15
7	14-18	14-18
8	16-20	16-20
9	16-20	16-20
10	16-20	17-21
11	17-21	20-24
12	18-22	20-24
13	18-22	21-25
15	21-25	24-28
16	20-24	25-29
17	20-24	25-29
18	19-23	26-30

К циклической деятельности относится такая физическая деятельность, при которой действия, одинаковые по структуре, стереотипно повторяются. Из всех видов циклической деятельности бег для детей — самый естественный вид движения, поэтому беговые нагрузки широко применяются в оздоровительных целях.

Они способствуют развитию общей выносливости, повышают физическую работоспособность, увеличивают функциональные резервы и расширяют адаптационные возможности детского организма к факторам внешней среды.

Под выносливостью понимают способность человека к длительному выполнению какой-либо физической деятельности без снижения ее эффективности. Показателем выносливости служит время, в течение которого человек может поддерживать заданную интенсивность физической нагрузки. Для измерения выносливости используют прямой и косвенный способы. При прямом способе школьнику предлагают выполнить какое-либо задание, например бегать с определенной скоростью, и устанавливают предельное время работы до начала снижения скорости бега с данной интенсивностью. Применяя этот метод, В. Г. Фролов показал, что мальчики 7 лет могут пробежать со скоростью 60 % от максимальной 864 м, а девочки — лишь 715м.

Этот способ сложен и требует специальной аппаратуры, поэтому чаще используют косвенный метод. Примером может служить обычное в спортивной практике определение выносливости по времени пробегания какой-нибудь достаточно длинной дистанции, например в беге на 3, 5 км и более.

Выносливость к беговым нагрузкам зависит от многих факторов, в частности от функциональных возможностей сердечно-сосудистой и дыхательной систем организма, а также устойчивости к неблагоприятным сдвигам, возникающим во внутренней среде организма и в центральной нервной системе в процессе длительной напряженной работы.

Выносливость развивается при выполнении физических нагрузок, которые оказывают большее воздействие на организм занимающегося по сравнению с тем, которое он привык легко переносить. В результате организм адаптируется к небольшому утомлению, вызываемому постепенно увеличиваемым объемом работы, повышается способность бежать более продолжительное время и быстрее восстанавливать силы после физических нагрузок.

Тренировка, в которой большое внимание уделяется упражнениям, направленным на развитие выносливости, в рациональном сочетании с другими средствами общей физической подготовки способствует повышению уровня развития не только выносливости, но и быстроты, силы и скоростно-силовых качеств. Это объясняется тем, что между основными физическими качествами существует тесная функциональная связь и взаимообусловленность.

Выносливость — одно из важнейших физических качеств детей школьного возраста, развитие которого способствует повышению не только общей физической подготовленности и физической работоспособности детей и подростков, но и функциональных резервов растущего организма, расширяет его адаптационные возможности и повышает сопротивляемость к воздействию неблагоприятных факторов внешней среды.

Для определения гигиенически оптимальных физических нагрузок школьников при занятиях физической культурой с целью повышения ее оздоровительной эффективности используют такие физические нагрузки, которые обеспечивают максимальное тренирующее и развивающее влияние.

Учитывается не только достигнутый в конкретном возрасте уровень развития физиологических функций (функциональная готовность), но и «зона ближайшего развития» с некоторым превышением оптимума и исключением чрезмерных, экстремальных нагрузок (Д. С.Выготский, A. A.Аршавский).

На основании различий в реакциях сердечно-сосудистой системы на стандартную велоэргометрическую нагрузку удалось установить, что уровень физической подготовленности 8-летних мальчиков значительно выше, чем 7-летних, и поэтому рекомендуется развивать выносливость детей начиная с 6 лет (Л. Г. Евсеев). Интенсивный рост выносливости у детей отмечается в период от 8 до 9 лет. Поэтому для развития выносливости наиболее благоприятен возраст 9—11 лет.

При изучении зависимости «скорость—время» для детей 9—10 лет выделены 4 зоны мощности:

1) максимальная мощность работы в течение 9 с;

2) субмаксимальная мощность работы в течение 9 с — 1,5 мин;

3) большая мощность работы в течение 1,5—25 мин;

4) умеренная мощность работы в течение более 25 мин.

Гигиенически оптимальной для развития выносливости школьников считается скорость бега, составляющая 60—80% от критической, т. е. 2,5—3 м/с, низкой — 2, умеренной — 2,5, средней — 3, близкой к критической — 3,5, надкритической — 4 м/с.

Гигиенически оптимальная продолжительность бега — 60 % от его максимальной скорости. Для 11-летних мальчиков она составляет лишь 2,5 — 3,5 мин.

При изучении максимальной работоспособности детей было установлено, что максимальная ЧСС не зависит от возраста, она практически одинакова у детей и взрослых, составляя 190—200 уд/мин.

Предельные ее величины после работы максимальной мощности находятся в пределах 196—202 уд/мин у юношей, 203—206 уд/мин у девушек. На стандартные нагрузки (одинаковые по величине) младшие дети отвечают большими функциональными сдвигами сердечно-сосудистой системы, одновременно у них отмечается более короткий восстановительный период.

При физических нагрузках, не соответствующих возрастному уровню развития двигательных качеств, восстановительный период у детей длительнее, чем у взрослых.

Состояние аэробного обмена во многом определяет выносливость ребенка. Для детей оптимальны нагрузки умеренной интенсивности, выполняемые при благоприятном соотношении величин кислорода, поступившего в легкие, транспортируемого кровью и потребляемого тканями. Поглощение каждого литра кислорода у детей обеспечивается меньшими в сравнении со взрослыми объемами вентилируемого воздуха и циркулирующей крови.

Чем выше МПК, тем выше физическая работоспособность человека. Возрастные изменения энергетического обмена связаны с перераспределением относительных величин в суммарный обмен теплопродукции органов и тканей, имеющих разную метаболическую активность. С возрастом уменьшается относительный вес высокоактивных внутренних органов и повышается относительный вес малоактивной жировой мышечной ткани. Увеличение вклада скелетных мышц в суммарный обмен — причина снижения интенсивности обмена в покое.

С возрастом повышается значение анаэробных механизмов в энергетическом обеспечении. У 16—17-летних подростков 14% энергии образуется анаэробным путем, тогда как у 9—10-летних этот источник энергии практически не используется. Степень обеспеченности кислородом при напряженной мышечной работе тем выше, чем меньше возраст человека. Младшие школьники не приспособлены к работе большой мощности, но нагрузки умеренной мощности выполняют довольно хорошо. Физическая работоспособность детей 3—16 лет в расчете на 1 кг массы тела достоверно повышается к 7 годам и практически не меняется на протяжении школьного возраста начиная с 10 лет.

Сдвиги систолического и диастолического артериального давления у девочек во всех возрастных группах выражены в большей степени, чем у их сверстников. Четкие половые различия в реакции артериального давления на беговые нагрузки наблюдаются лишь в 14—15 лет. Эти реакции выражаются в значительно больших сдвигах функционального состояния сердечно-сосудистой системы у девочек в основном за счет резкого падения диастолического артериального давления и более медленного его восстановления. Причем у школьниц 13-15 лет по сравнению с младшими школьницами эта реакция значительно более выражена — медленнее восстанавливается пульсовое давление.

У девочек 13—15 лет после бега на дистанции со скоростью 3 м/с отмечалось значительное, а при беге со скоростью 3,5 м/с чрезмерное напряжение сердечно-сосудистой системы, что свидетельствует о неадекватности таких нагрузок для школьниц этого возраста. Известно, что сдвиги систолического и диастолического артериального давления под влиянием дозированной физической нагрузки у девочек во всех возрастных группах выражены в большей степени, чем у мальчиков, особенно в 14—15 лет. Это выражается в больших сдвигах в функциональном состоянии сердечно-сосудистой системы, в основном за счет резкого падения диастолического артериального давления и более медленного его восстановления. Причем у школьниц 13—15 лет по сравнению с младшими школьницами эта реакция значительно более выражена: у них медленнее восстанавливается пульсовое давление.

Приводим примерные гигиенические нормы физических нагрузок для мальчиков (табл. 55).

Таблица 55

Примерные гигиенические нормы физических нагрузок при физическом воспитании для мальчиков (по Л. И.Абросимовой с соавт.)

Возраст, лет	Дистанция, м	Нормативы (время бега), мин, с
8	1000	7'00"-7'30"-8'00"
9	1000	6'00"-6'30"-7'00"
10	1500	8'30"-9'00"-9'30"
11	2000	12'00"-12'30"-13'00"
12	2000	11'00"-11'30"-12'00"
13	2500	14'00"-14'30"-15'00"
14	3000	15'20"-15'40"-16'00"
15	3000	15'00"-15'30"-16'00"

Одним из критериев при нормировании физических нагрузок служит кратность повышения энергетического обмена по сравнению с уровнем основного обмена* (табл. 56).

* Гигиеническая норма двигательной активности детей и подростков 5—18 лет – М., 1984

Классификация физических нагрузок по тяжести у детей и взрослых не совпадает. Так, у взрослых работа считается тяжелой, если энерготраты в 3 раза выше, чем в покое. У детей она считается легкой даже при 4—6-кратном превышении обмена, при 7— 9-кратном — средней тяжести, а при 10-кратном и более — тяжелой. Это связано с тем, что с уменьшением физических нагрузок энерготраты у детей возрастают не линейно, как у взрослых, а непропорционально быстро.

При гигиенической оценке физических нагрузок школьников во время уроков физкультуры учитываются следующие показатели: энерготраты, кратность повышения обмена, средняя ЧСС (табл. 57).

Таблица 56

Классификация физических нагрузок по интенсивности (по отношению к покою)

Нагрузка	Кратность повышения обмена по отношению к покою
Покои (сон и отсутствие движений в положении лежа)	1
Спокойная деятельность в положении сидя	2
Очень легкая физическая нагрузка (медленная ходьба 3 км/ч, уроки труда, медленная езда на велосипеде)	3
Легкая физическая нагрузка (подвижные игры, физзарядка, танцы)	4-6
Физическая нагрузка средней тяжести (интенсивный бег, спортивные игры)	7-9
Большая физическая нагрузка (бег с околопредельной и предельной скоростью)	10 и более

Таблица 57

Энергетическая оценка уроков физкультуры у школьников I—Ill классов

(по Л. И. Абросимовой с соавт.)

Нагрузка	Удельные энерготраты, ккал/мин/кг	Энерготраты за урок, ккал	Кратность повышения обмена	Средняя ЧССза урок, уд/мин
I класс	II класс	III класс
Малая	До 0,060	70,2	76,0	86,8	До 4	110-124
Средняя	0,061-0,075	85,7	94,9	108,9	5	125-139
Большая	0,076-0,090	105,3	116,0	130,5	6	140-154
Высокая	0,091 и выше	117,0	126,9	145,0	7 и выше	155 и более

В то же время взаимосвязь ЧСС сердечных сокращений с интенсивностью физических нагрузок у детей носит еще менее линейный характер, увеличиваясь непропорционально быстро по сравнению с ростом мощности нагрузки. В связи с этим определение объема выполненной работы по энерготратам у детей более предпочтительно, чем по ЧСС.

При расчете энерготрат следует учитывать еще одну их особенность. Расход энергии на открытом воздухе у 9-летних школьников при беге на тредбане со скоростью 2,5 м/с на 25% ниже, чем на стадионе (бег с лидером).

Величина МПК отражает не только уровень физической работоспособности, но и функциональное состояние организма.

Об уровне МПК можно судить по результатам бега на 1000 м.

Основные гигиенические показатели и критерии адекватности двигательного режима для школьников:

- соответствие основных показателей сердечно-сосудистой и дыхательной систем возрастно-половым нормативам;

- благоприятная реакция сердечно-сосудистой системы (по сдвигам ЧСС и артериального давления на пробу Мартине);

- кислородный пульс при велоэргометрических нагрузках должен находиться в пределах 7—8 мл/уд, коэффициент использования кислорода - 5,3-5,5%, МПК - 45-50 мл/кг;

- низкая заболеваемость школьников — в среднем не более 5—7 дней, пропущенных по болезни, за учебный год;

- уровень лизоцима слюны, характеризующий состояние неспецифической резистентности организма, должен составлять 40— 60 мкг/л.

Гигиенически оптимальный двигательный режим школьников должен соответствовать следующим показателям и критериям:

- суточные энерготраты у мальчиков в 6 лет — 1640 ккал и 1450 ккал у девочек, в 7 лет - соответственно 1830 и 1630, в 8 лет -2000 и 1790, в 9 лет - 2270 и 2020, в 10 лет - 2490 и 2250 ккал. Эти величины соответствуют 18—20% максимальных энерготрат ребенка;

- на организованный двигательный режим школьников должно приходиться 8—10% их общих суточных энерготрат;

- объем организованных занятий физкультурой — 6—12 ч в неделю (1-2 ч ежедневно: уроки физкультуры, час здоровья, спортивный час, ритмика, занятия детским спортом и др.);

- моторная плотностью занятий — не менее 70 % со средними энерготратами 0,08-0,09 ккал/мин/кг и частотой пульса 145-155 уд/мин.

Энергетическая стоимость урока для учащихся I класса должна составлять 90-100 ккал, II класса - 100-115, III класса - 110-130 ккал.

В I и II классах на развитие координации движений целесообразно отводить 40% учебного времени, статической выносливости — 20%, скорости и общей выносливости — 40%.

В III классе развитию скорости и выносливости рекомендуется уделить времени на 5—10% больше.

При физическом воспитании школьников уже в этом возрасте необходимо в большей мере учитывать их возрастные и половые особенности. Так, для девочек в занятия физической культурой предпочтительнее включать прыжки, пластические упражнения, гимнастику, для мальчиков — спортивные игры (футбол, баскетбол, элементы борьбы), при этом обязательно учитывая энергетическую стоимость упражнений и время выполнения движений.

Суточные суммарные нормы времени выполнения движений разной интенсивности для школьников (по А. Г. Сухареву)

Группы интенсивности	Вид деятельности	Кратность повышения обмена	Время выполнения движений, мин
		веществ
			Девочки	Мальчики
1	Отсутствие движения в положении лежа	1
2	Спокойная деятельность сидя	2
3	Очень легкая физическая нагрузка (медленная ходьба — 3 км/ч, медленная езда на велосипеде и т. п.)	3	90-200	80-180
4	Легкая физическая нагрузка (подвижные игры, зарядка, танцы и т. п.)	4-6	25-45	30-45
5	Средняя физическая нагрузка (интенсивный бег, спортивные игры и т. п.)	7-9	10-30	25-45
6	Большая физическая нагрузка (бег с околопредельной и предельной скоростью и т. п.)	10 и более	3-5	3-15