Введение
Перед преподавателями физической культуры в высшей школе стоит задача строить занятия по дисциплине таким образом, чтобы они способствовали целостному формированию личности будущего специалиста, его успешной социализации [12]. Социализация девушек и юношей в возрасте от 17 до 20 лет связана с профессиональным самоопределением [8; 13], переоценкой ценностей, освоением новых социальных ролей, преодолением кризиса авторитетов в семье [1] и одиночества, решением сексуальных проблем [8]. Одним из значимых факторов, определяющих проблемы развития в юношеском возрасте, является физическое развитие и здоровье. Показано, что наибольшие трудности в разрешении вышеперечисленных проблем встречаются у лиц, имеющих сложности со здоровьем и наиболее частыми являются заболевания костно-мышечной системы [4]. При этом среди заболеваний опорно-двигательного аппарата самым распространенным на Севере являются сколиозы I и II степени [15]. Согласно современным исследованиям, в период обучения в вузе на старших курсах I-II степени сколиоза диагностируются практически у 90 % студентов [5, 14]. Деформация позвоночника приводит к нарушению нормальной иннервации внутренних органов грудной и брюшной полостей, что влечет за собой изменение функций внешнего дыхания [2, 9, 15]. При этом органам дыхания отводится особая роль по обеспечению организма кислородом, что, в свою очередь, важно для кислотно-щелочного баланса [3, 7, 10, 11]. Применительно к данному исследованию особого внимания в рамках обсуждения актуальности заявленной темы заслуживает и то, что дыхательная система играет особую роль, принимая активное участие в процессе родов. Поскольку преподаватели высшей школы должны строить занятия, в том числе по такой дисциплине, как физическая культура, с учетом формирования личности в целом, то следует сказать, что успешность женщины в социуме определяется не только ее профессиональными достижениями, но и реализацией репродуктивной функции.
В связи с вышесказанным целью исследования стало изучение динамики функционального потенциала девушек, страдающих сколиозом, в течение двух лет обучения в вузе.
Была выдвинута гипотеза, что в результате занятий физической культурой по специальной программе функциональный потенциал студенток с проблемами опорно-двигательного аппарата изменяется в сторону улучшения.
Методы исследования
Для проверки гипотезы проведено лонгитюдное исследование. В рамках исследования применялись методы констатирующего и формирующего эксперимента. Под констатирующим экспериментом подразумевается изучение динамики состояния системы внешнего дыхания, которое проводилось с использованием автоматического спирометра «СпиросС-100» в помещении при температуре воздуха 20 ± 1С в положении сидя. Были изучены следующие показатели: ЖЕЛ – жизненная емкость легких, л; ДО – дыхательный объем, л; РОвд – резервный объем вдоха, л; РОвыд – резервный объем выдоха, л; ЧДп – частота дыхания в состоянии покоя, раз/мин; МОД – минутный объем дыхания, л; Евд – общая емкость вдоха; МВЛ – максимальная вентиляция легких, (л/мин); ЧДмвл – максимальная частота дыхания, (раз/мин); ДОмвл – максимальный дыхательный объем, л; ФЖЕЛ – форсированная жизненная емкость легких, (мл).
Также в процессе констатирующего эксперимента осуществлялся осмотр врача-вертебролога с целью выявления общего самочувствия студенток, установления наличия болевого синдрома и усталости спины. Рентгенологического обследования не проводилось.
Формирующий эксперимент представлял собой разработку и внедрение специальной программы занятий физической культурой, которые проводились с использованием фитбол-мячей.
Предметом исследования стала динамика функционального потенциала девушек, страдающих сколиозом.
В качестве объекта исследования отобраны 30 студенток II курса института экономики Северного (Арктического) федерального университета имени М.В. Ломоносова (далее по тексту – САФУ) в возрасте 18,38±0,58 лет, входящие в специальную группу для занятий физической культурой. У всех девушек выявлена I степень сколиоза. Диагноз поставлен врачом-вертебрологом.
Для формирования выборочной совокупности с целью обеспечения ее репрезентативности выполнен случайный отбор. В исследовании принимали участие студентки только в добровольном порядке.
Статистическая обработка
При обработке результатов использовался пакет прикладных статистических программ SPSS (версия 19.0 для Windows). С целью сравнения численности двух долей объектов в совокупности использован критерий χ2 - Пирсона.
Программа исследования
Исследование проходило в несколько этапов. На I этапе в течение первого года обучения в вузе (I курс) студентки занимались по специально разработанной программе с применением фитбол-мячей. На втором этапе (II курс обучения) помимо занятий с фитбол-мячами в программу занятий по физической культуре были включены методико-практические занятия с психологом. Цель методико-практических занятий заключалась в повышении мотивации девушек к занятиям. Методико-практические занятия состояли из разнообразных методов активизации учебного процесса: блиц-игра «Здоровье и профессионально важные качества будущего специалиста»; круглый стол по теме «Формирование профессионально важных качеств будущего специалиста посредством занятий физической культурой с учетом нарушений костно-мышечной системы»; мозговой штурм по теме «Пути повышения эффективности занятий физической культурой у студентов с нарушениями опорно-двигательного аппарата»; тренинг постановки и прояснения целей по теме «Цели, которых мы хотим достичь, занимаясь физической культурой». Методико-практические занятия проведены преподавателем, имеющим диплом по специальности «Психолог. Преподаватель психологии».
Результаты исследования
Оценка функционального потенциала на начальном этапе обучения в вузе по результатам анализа показателей системы внешнего дыхания показывает, что у девушек со сколиозом снижены величины ЖЕЛ относительно должных показателей на 17 % (р<0,001), РОвыд на 6 % (р<0,05) при повышенных значениях РОвд на 27 % (р<0,001) и ДО на 21 % (р<0,001) (таблица 1). Так как величина ЖЕЛ в определенной мере зависит от анатомических размеров грудной клетки, развития дыхательной мускулатуры, растяжимости легочной ткани и косвенно указывает на максимальную площадь дыхательной поверхности легких, обеспечивающих газообмен [6], то можно предположить, что искривление позвоночного столба вызывает определенные негативные изменения в функционировании системы внешнего дыхания. Тем не менее, повышенные значения ДО и РОвд относительно нормированных возрастных величин свидетельствуют, что респираторная система испытывает определенную нагрузку в виде гипервентиляции. Анализ значений МОД, величины которого информируют о функциональном потенциале респираторной системы, подтверждают высказанное выше предположение о гипервентиляции, так как полученные результаты у девушек по данному показателю на 23 % (р<0,001) выше должных возрастных величин. Учитывая тот факт, что величины ЧДп у студенток соответствуют нормированным величинам, а ДО превышают таковые, то высокий МОД обусловлен за счет роста ДО. Таким образом, выявленная гипервентиляция у северянок обеспечивается путем менее энергозатратным, как если бы данный процесс происходил за счет роста ЧДп. Тем не менее, сам процесс гипервентиляции требует значительного количества энергии, и более значительные ДО и МОД у северянок могут косвенно указывать на потерю энергетических резервов организма [6].
Таблица 1
Показатели легочных объемов и емкостей у девушек на начальном этапе обучения, (M±m)
|
Показатель |
Фактическая величина |
Должная величина |
|
ЖЕЛ |
3,08±0,06 |
3,69±0,21 |
|
ДО |
0,67±0,05 |
0,55±0,05 |
|
РОвд |
1,54±0,10 |
1,21±0,05 |
|
РОвыд |
0,87±0,07 |
0,92±0,05 |
|
ЧДп |
16,7±0,38 |
18,8±2,27 |
|
МОД |
10,05±0,97 |
7,73±1,02 |
|
МВЛ |
73,38±4,15 |
82,6±11,8 |
Максимальная вентиляция легких не только характеризует предельные способности системы внешнего дыхания, но и позволяет судить об интегральных изменениях механики дыхания, так как зависит от мышечной силы дыхательных мышц, растяжимости легких и грудной клетки. Ряд авторов указывают на тот факт, что у северян значения МВЛ превышают должные величины, что связывают с более развитой дыхательной мускулатурой [6, 16]. Результаты, полученные у девушек со сколиозом, жительниц приполярного региона, ниже должных величин на 38 % (р<0,001). Полученные данные свидетельствуют, что сколиоз оказывает негативное влияние на функциональный потенциал респираторной системы, который, прогрессируя, способен вызвать значительные изменения в функционировании кардиореспираторной системы в целом.
Для проверки гипотезы о том, что занятия физической культурой по специально разработанной программе для студенток со сколиозом способствуют повышению их функционального потенциала в конце первого и второго учебного годов проведены повторные срезы. В динамике первого года обучения достоверных различий между результатами, полученными в начале и в конце учебного года, не наблюдалось (рисунок 1). В процессе сравнительного анализа результатов всех трех срезов исследования выявлена значимая положительная динамика в конце второго года обучения относительно первого в сторону увеличения таких показателей, как ЧДп (р<0,001), МОД (р<0,001), Ровд (р<0,001), РОвыд (р<0,001), Евд (р<0,001), ЖЕЛ (р<0,01), ФЖЕЛ (р<0,001).
Рис. 1. Изменение показателей легочных объемов и емкостей у девушек со сколиозом в динамике обучения в вузе
Тем не менее, наблюдаемое увеличение ЧДп и МОД у девушек к четвертому семестру также указывает на гипервентиляцию. Зарегистрированная динамика свидетельствует о росте интенсивности процессов метаболизма и увеличении обменных процессов. Данный факт у женщин был отмечен ранее другими исследователями, занимающимися изучением состояния системы внешнего дыхания у северян. Легочная вентиляция находится в тесной зависимости от интенсивности процессов метаболизма в организме. У лиц, постоянно проживающих в холодных климатических районах, к которым относится Архангельская область, уровень обменных процессов выше, чем у жителей умеренных широт. Следовательно, гипервентиляция является важным приспособительным механизмом внешнего дыхания у жителей северных регионов в ответ на повышенную потребность организма в кислороде, направленную на обеспечение усиленного тканевого метаболизма при повышенных энергозатратах [6, 16].
У студенток к концу второго года обучения увеличился показатель РОвд по отношению к ЖЕЛ: если в первом семестре показатель РОвд был 48 %, то к четвёртому семестру он равняется 53 %. РОвыд по отношению к ЖЕЛ после двух лет занятий с фитбол-мячами остался на уровне 27 %. Анализ состояния легочных объёмов показал, что для студенток характерно повышение РОвд над РОвыд практически в два раза (р<0,001). Выявленные изменения респираторных показателей свидетельствуют о повышении эффективности легочной вентиляции и более экономном приспособлении к удовлетворению метаболических потребностей организма [16].
Выполнение легкими специфической функции внешнего газообмена в значительной степени определяется состоянием воздухоносных путей. При изучении фактических объемно-временных параметров внешнего дыхания установлено, что ФЖЕЛ у студенток увеличивается в динамике обучения. Увеличение ЖЕЛ, и особенно ФЖЕЛ, указывает на рост резервов системы внешнего дыхания у студенток с нарушениями в системе опорно-двигательного аппарата.
Величина МВЛ является суммарным показателем вентиляционной функции аппарата внешнего дыхания и также отражает предельные способности респираторной системы использовать функциональные резервы организма. В процессе сравнительного анализа результатов всех трех срезов исследования выявлено увеличение показателей МВЛ (р<0,001), ЧДмвл(р<0,01) и ДОмвл (р<0,05) (рисунок 2).
Рис. 2. Изменение динамических легочных объемов у девушек со сколиозом в динамике обучения в вузе
Известно, что показатель МВЛ позволяет судить об интегральных изменениях механики дыхания, так как зависит от мышечной силы дыхательных мышц, растяжимости легких и грудной клетки, а также от сопротивления воздушному потоку [6]. Рост данного показателя к концу второго года обучения у девушек со сколиозом еще раз подтверждает, что у обследованных студенток увеличиваются способности респираторной системы к использованию функциональных резервов, поскольку они в первую очередь оцениваются по величине ЖЕЛ, МВЛ и ФЖЕЛ. Тем не менее, их использование требует значительного количества энергии, так как происходит на фоне гипервентиляции – значительного увеличения ЧДмвл на фоне относительно небольшого прироста ДОмвл.
При повторном осмотре врача-вертебролога в конце второго года обучения у девушек наблюдалась выраженная положительная динамика в 10,3 %, положительная динамика – в 58,6 % случаев, умеренная положительная динамика – в 17,3 % случаев, не выявлено динамики у 13,8 % студенток, принявших участие в исследовании. В процессе сбора анамнеза врачом отмечаются благоприятные изменения в плане улучшения общего самочувствия, снижения болевого синдрома и усталости спины (рисунок 3).
Рис. 3. Частота выраженности динамики общего самочувствия и снижения болевого синдрома и усталости спины у студенток с I степенью сколиоза.
Таким образом, в результате проведенного исследования можно сделать следующие выводы:
1) Оценка функционального потенциала на начальном этапе обучения в вузе показывает, что у девушек со сколиозом снижены величины ЖЕЛ относительно должных показателей на 17 % (р<0,001), РОвыд – на 6 % (р<0,05) при повышенных значениях Ровд – на 27 % (р<0,001), ДО – на 21 % (р<0,001), МОД – на 23 % (р<0,001), что указывает на состояние гипервентиляции, требующее повышенных энергетических ресурсов для обеспечения деятельности организма.
2) В процессе занятий физической культурой по специальной программе к концу второго курса наблюдается увеличение резервов респираторной системы и функционального потенциала организма у студенток, отнесенных по состоянию здоровья к специальной медицинской группе. На рост функциональных возможностей указывает повышение ЖЕЛ, МВЛ и ФЖЕЛ в динамике от первого к четвертому семестру.
3) Отмечается положительная динамика у 86 % девушек со сколиозом, занимающихся фитбол-гимнастикой, в плане улучшения общего самочувствия, снижения болевого синдрома и усталости спины.
Рецензенты:
Черноземов В.Г., д.м.н., доцент, заведующий кафедрой адаптивной физической культуры и физиологии спорта института физической культуры, спорта и здоровья Северного (Арктического) федерального университета, г. Архангельск.
Самодова О.В., д.м.н., доцент, заведующий кафедрой инфекционных болезней Северного государственного медицинского университета, г. Архангельск.