Относительное потребление кислорода детьми и подростками в состоянии покоя

Повышенное потребление кислорода связано с напряженной работой дыхательной и сердечно-сосудистой систем. В тоже время для растущего организма характерен более низкий уровень развития систем, осуществляющих потребление, транспорт и использование кислорода. У детей и подростков слабее развиты дыхательные мышцы, ниже жизненная емкость легких и их диффузионная способность. Так, у детей младшего школьного возраста в состоянии покоя из альвеол в кровь переходит ~ 3% находящегося в них кислорода, у 12-13 летних ~ 3,6%, в более позднем возрасте – 4,5-4,6%.

В растущем организме ниже, чем у взрослых, кислородная емкость крови. Это обусловлено пониженным содержанием гемоглобина, имеющего в этот период положительную возрастную динамику. Небольшие возможности детей и подростков потреблять и использовать кислород связаны также с более низким, чем у взрослых, содержанием белка миоглобина, который присоединяет кислород и способствует его переходу из крови в ткани. Растущий организм уступает взрослому по содержанию и активности ферментов, осуществляющих аэробные превращения.

Еще одним фактором, ограничивающим возможности аэробного производства энергии у детей и подростков, является более высокая степень разобщения окисления с фосфорилированием (ресинтезом АТФ), т.е более низкая энергетическая эффективность аэробного окисления.

Таким образом, растущий организм характеризуется высокой интенсивностью обменных процессов, преобладанием анаболических реакций над катаболическими, что обеспечивает его рост и развитие. Это требует повышенных энерготрат. В результате система аэробного энергообеспечения даже в состоянии покоя функционирует с повышенной напряженностью. Ограниченные возможности аэробных процессов в значительной степени сужают диапазон возможного увеличения их интенсивности при работе. В результате растущий организм обладает сравнительно небольшим диапазоном увеличения интенсивности работы за счет аэробного окисления (рис. 70).

Рис. 70. Резервы увеличения интенсивности аэробных превращений при выполнении мышечной работы у взрослых людей и у растущего организма

Наряду с ограниченной мощностью аэробного производства энергии растущий организм характеризуется небольшой аэробной емкостью, т.е не может длительное время выполнять работу с высокой интенсивностью аэробного окисления. Причин этого несколько. Организм детей и подростков имеет небольшие запасы легко доступных для использования энергетических субстратов, в частности, гликогена мышц и печени. Ограниченность углеводных ресурсов усугубляется тем, что часть их более интенсивно, чем у взрослых, используется в качестве строительного материала (например, для синтеза пентоз, необходимых для образования ДНК, РНК, АТФ и других соединений). При выполнении длительной мышечной работы содержание глюкозы в крови детей и подростков снижается значительно быстрее, чем у взрослых. Это объясняется не только меньшими углеводными ресурсами, меньшей эффективностью аэробного окисления, но и особенностями регуляции углеводного обмена, выражающимися в недостаточной способности печени выделять глюкозу в кровь. Свой вклад в это вносит и недостаточная устойчивость в работе желез внутренней секреции, которая особенно четко проявляется при длительной, однообразной, монотонной работе.

Наряду с ограниченными аэробными возможностями растущий организм характеризуется невысоким анаэробным потенциалом. Из-за невысокого содержания креатинфосфата в мышечной ткани, малую ёмкость имеет креатинфосфатный механизм ресинтеза АТФ. Увеличение содержания креатинфосфата происходит параллельно с ростом организма вплоть до наступления зрелого возраста.

Ограниченные возможности гликолитического пути ресинтеза АТФ связаны с пониженным содержанием гликогена в мышечной ткани, с меньшими компенсаторными возможностями растущего организма: с меньшей емкостью буферных систем, более низкой устойчивостью ферментов и других систем организма к продуктам анаэробного обмена.

Указанные особенности растущего организма имеют положительную возрастную динамику, т.е. с возрастом (до наступления биологической зрелости) происходит их улучшение. Это проявляются в возрастной динамике способности накапливать молочную кислоту при выполнении интенсивной работы (табл. 11).

Табл. 12.

Содержание молочной кислоты в крови при выполнении работы субмаксимальной мощности у лиц разного возраста

С возрастом увеличивается также способность накапливать кислородный долг, величина которого является важнейшим показателем степени участия анаэробных превращений в энергетическом обеспечении работы.

Сравнительно небольшие анаэробные возможности и, следовательно, неспособность достигать глубоких анаэробных сдвигов, с одной стороны, и привычно высокая интенсивность аэробного окисления, с другой, определяют высокую скорость восстановительных процессов у детей и подростков при выполнении повторных, интенсивных упражнений.

Меньшие исходные ресурсы и менее глубокие сдвиги определяют более высокую скорость и более быстрое завершение восстановительных процессов после тренировочного занятия.

Таким образом, особенности растущего организма позволяют детям и подросткам сравнительно легко переносить кратковременные упражнения высокой интенсивности, энергетическое обеспечение которых осуществляется преимущественно за счет креатинфосфатного механизма. Упражнения, в энергетическом обеспечении которых существенную роль играет гликолиз (упражнения субмаксимальной зоны мощности), переносятся детьми и подростками значительно труднее, чем взрослыми.

Упражнения преимущественно аэробной направленности переносятся детьми и подростками сравнительно легко при условии, что они не очень продолжительны (не более 20-30 мин). Дальнейшее увеличение продолжительности работы сопровождается снижением работоспособности.

По мнению ряда исследователей и практиков спорта (А. Лидьярд, Б Валик и др.) использование в тренировке достаточно большого объема упражнений анаэробной гликолитической направленности в период роста организма не только трудно переносимо юным спортсменом, но может провести к снижению скорости роста спортивных результатов. Безопасным для включения в тренировку большого объема работы гликолитической направленности принято считать возраст не ранее 17-19 лет.

При занятиях физическими упражнениями с детьми и подростками не следует применять очень больших физических нагрузок. В длительном периоде тренировок следует ориентироваться на постепенное увеличение объема тренировочной работы без увеличения плотности тренировочного занятия. Интервалы отдыха между повторными упражнениями должны быть достаточно большими и не следует стремиться их сокращать.

Занятия физическими упражнениями, спортом с детьми и подростками должны способствовать гармоническому развитию растущего организма, увеличению его функциональных возможностей. Главнейшая задача занятий спортом в этот период – создание благоприятных предпосылок для достижения высоких спортивных результатов в оптимальном для каждого вида спорта возрасте.