50-70 л/мин), а у взрослых - в 15-18 раз (до 100-150 л/мин), у спортсменов еще больше - в 20-25 раз (до 180-220 л/мин).
Легочная вентиляция у детей увеличивается преимущественно за счет учащения дыхания, а не увеличения его глубины. Это объясняет тот факт, что за один дыхательный цикл дети 8-9 лет потребляют в 3,5 раза меньше кислорода, чем нетренированные взрослые, и в 6 раз меньше, чем спортсмены высокого класса.
Меньшая - способность детей снабжать организм кислородом при работе определяется также меньшей кислородной емкостью крови. Общее содержание гемоглобина в крови в расчете на 1 кг массы тела составляет, у детей 7-11 лет 7,5 г, а у взрослых10,4 г. Другая, причина меньшего усиления потребления кислорода у детей при выполнении физических упражнений заключается в возрастных особенностях сердечно-сосудистой системы: обеспечение организма кислородом осуществляется за счет более напряженной и менее эффективной деятельности сердца. Например, даже в условиях относительного покоя потреблению 1 л кислорода у подростков соответствует сердечный выброс 21-22 л, а у взрослых-15- 16 л.
Для детей характерна меньшая АВР-О2 при мышечной работе. Нагрузка, сопровождающаяся МПК, вызывает увеличение АВР-О2 у детей до 8 об.%, у нетренированных взрослых - до 14-15 об.%. Это указывает на то, что с возрастом повышается использование кислорода из артериальной крови. Например, у детей 8-11 лет в условиях МПК из артериальной крови используется лишь около 50% кислорода, в то время как у взрослых 70%, а у спортсменов высокого класса 90%.
Развитие движений и формирование двигательных (физических) качеств
Роль движений й развитии организма огромна. Они способствуют формированию многих функций человека. Сложившаяся в процессе эволюции взаимосвязь моторных и вегетативных функций обеспечивает по механизму моторно-висцеральных рефлексов совершенствование в ходе онтогенеза обмена веществ и энергии.
Двигательный аппарат
В процессе развития детей происходит окостенение скелета, т. е. замена хрящевой ткани на костную, причем в различных его частях в разные сроки. Развитие характеризуется ростом костей в длину и в ширину, изменением их химического состава (увеличивается содержание солей кальция, фосфора, магния), повышением прочности. В костях находится орган кроветворения - красный костный мозг. С возрастом происходит совершенствование кроветворной функции.
Развитие костной ткани в значительной мере зависит от роста мышечной ткани. Мышцы детей существенно отличаются от мышц взрослых. С возрастом увеличивается масса мышц. Однако это происходит неравномерно: в течение первых 15 лет на 9%, а в последующие 2-3 года на 12%. Каждая мышца или группа мышц развиваются также неравномерно. Наиболее высокими темпами роста обладают мышцы ног, наименее высокими - мышцы рук. Темпы роста мышц-разгибателей опережают развитие мышцсгибателей. Особенно быстро нарастает вес тех мышц, которые раньше начинают функционировать и являются более нагруженными.
Характеристика основных движений
С первых дней жизни ребенка по механизму временных связей происходит формирование новых движений. Огромное значение при этом имеет взаимодействие двигательной системы с другими сенсорными системами: зрительной, слуховой, вестибулярной и т. д.
Ходьба. Овладение ходьбой - сложным двигательным навыком - происходит в течение всего 2-го года жизни. С возрастом ходьба стабилизируется: увеличивается длина шага, уменьшаются темп движений и колебания тела при ходьбе.
Рис. 95.
Изменение скорости бега у людей разного возраста (А. И. Васютина и цр.)
Бег. Элементы бега появляются у детей с 2 лет. Совершенствуется двигательный навык бега благодаря удлинению фазы полета и уменьшению длительности опоры. От 3 до 10 лет фаза полета увеличивается более чем в 2 раза. Изменение длины шага и темпа бега определяет повышение с возрастом скорости бега - возрастает максимальная скорость. Одновременно уменьшается величина снижения скорости в конце бега на короткие дистанции (рис. 95). Максимальная скорость бега у детей 10-11 лет составляет 5,37 м/с, у 14- 15-летних - 6,07 м/с, у 17-18-летних - 8,08 м/с.
У детей 7-8 лет способность сохранять высокую скорость бега развита меньше, чем у подростков и юношей. Спортивная тренировка способствует увеличению максимальной скорости бега и способности удерживать высокую скорость на дистанции.
Прыжки. Прыжок, как сложный двигательный навык, требующий значительной силы и быстроты движений, формируется лишь на 3-м году жизни. С возрастом результат в прыжках увеличивается благодаря повышению мышечной координации, развитию силы мышц и быстроты. Увеличение это происходит неравномерно. Наибольший рост результатов в прыжках отмечается у мальчиков до 13 лет, а у девочек до 12-13 лет. В последующие годы (до 1718 лет) он замедляется.
Возрастной анализ высоты подпрыгивания (толчком двух ног) показал, что с 8 до 10 лет годовой прирост результатов в среднем составляет 2 см. Наибольший прирост зафиксирован с 10 до 13 лет - 4,3 см. В последующие годы отмечено снижение темпов прироста. Спортивная тренировка способствует повышению результативности в прыжках. У юных спортсменов наиболее интенсивный прирост отмечен от 13-14 до 15-16 лет. В последующий возрастной период (17-18 лет) темпы прироста замедляются.
Развитие двигательных качеств
Между развитием двигательных качеств (силы, быстроты, выносливости, ловкости, гибкости) и формированием двигательных навыков существует тесная взаимосвязь. Освоение новых движений сопровождается совершенствованием двигательных качеств. Различные движения избирательно воздействуют на двигательный аппарат человека и поэтому в неравной мере развивают отдельные мышцы и мышечные группы.
Формирование двигательных качеств в онтогенезе происходит неравномерно и гетерохронно и зависит от развития ряда систем организма. Например, совершенствование выносливости определяется в значительной мере слаженной деятельностью кровесной, дыхательной и сердечно-сосудистой систем, а развитие силы мышц тесно связано с ростом костной и мышечной тканей, с формированием способности
управлять работой мышц. Каждому возрасту свойствен определенный уровень развития двигательных качеств. Наивысшие достижения в силе, быстроте и выносливости достигаются в разные сроки.
Систематическая тренировка ускоряет развитие двигательных качеств, но прирост их в различные возрастные периоды неодинаков.
Сила. Впервые максимальную произвольную силу мышц (МПС) при изометрическом напряжении удается измерить в возрасте 4-5 лет. МПС сгибателей и разгибателей кисти составляет в среднем соответственно 5,22 и 4,61 кг, бедра 6,0 и 7,9 кг, туловища 8,17 и 14,65 кг.
С возрастом происходит неравномерное развитие силы отдельных мышц. Как видно из табл. 28, в 12-16 лет прирост МПС у мышц-разгибателей бедра больше, чем у мышцразгибателей голени и стопы.
Таблица 28. Максимальная произвольная сила мышц (кг) в зависимости от возраста
Возраст, лет Разгибатели бедра Разгибатели ходеци Разгибатели стопы
12 |
62 |
24 |
39 |
13 |
74 |
31 |
49 |
14 |
85 |
37 |
55 |
15 |
96 |
41 |
59 |
16 |
106 |
44 |
68 |
Вкаждом возрастном периоде изменяется соотношение (топография) МПС различных мышц, формируется своеобразный мышечный профиль. С 8 до 10 лет повышение МПС мышц происходит отйосительно равномерно. К 11 годам темпы роста ее увеличиваются. Наиболее интенсивный прирост МПС установлен в период от 13-14 до 16-17 лет. В последующие годы (до 18-20 лет) темпы ее роста замедляются. У более крупных мышц МПС увеличивается несколько дольше. К 16-17 годам завершается формирование топографии силы мышц, характерной для взрослых.
Внастоящее время в связи с акселерацией отмечается тенденция более раннего развития силы отдельных групп мышц.
Наряду с ростом абсолютной МПС увеличивается относительная МПС (на 1 кг массы тела). Наиболее высокий темп развития относительной силы происходит от 6-7 до 9-11 лет, а для некоторых мышц (разгибатели туловища, подошвенные сгибатели стопы) до 1314 лет.
Быстрота. При выполнении спортивных упражнений, как правило, отмечается комплексное проявление быстроты. Например, результат в спринтерском беге зависит от времени двигательной реакции на старте, быстроты одиночных движений и частоты (темпа) шагов.
Впервые в отдельных движениях время реакции удается определить в возрасте 2-3 лет - 0,50-0,90 с. Но уже в 5-7 лет оно снижается до 0,30-0,40 с, а к 13-14 годам приближается к данным взрослых (0,11-0,25 с). Изменение с возрастом двигательной реакции происходит неравномерно. До 9-11 лет время ее уменьшается быстро, а в последующие годы, особенно после 12-14 лет, - медленно.
Тренировка способствует улучшению скорости двигательной реакции. Наибольшее уменьшение времени реакции под влиянием систематической тренировки отмечено у детей 9-12 лет. В этом возрасте преимущество тренирующихся детей перед не занимающимися спортом особенно велико. Если в это время не развивать быстроту, то в последующие годы, возникшее отставание трудно ликвидировать.
В процессе развития организма повышается скорость одиночных движений. К 13-14 годам она приближается к данным взрослых,. в 16-17 лет отмечается снижение ее, а к 20-30 годам - некоторое повышение. У юных спортсменов скорость одиночных движений развита лучше. Уже в возрасте 13-14 лет отмечается явное превосходство их над нетренирующимися, которое сохраняется в последующие возрастные периоды. Наибольшая эффективность развития скорости одиночных движений установлена в 9-13 лет.
Важным компонентом быстроты является частота (темп) движений. Максимальная частота движений (за 10 с) в локтевом суставе увеличивается с 4 до 1.7 лет в 3,3-3,7 раза. У детей 11 -12 лет максимальная частота вращения педалей на велоэргометре составляет в среднем 20 (за 10 с), затем повышается и в 18-20 лет равна 33.
Взаимосвязь в развитии силы и быстроты достаточно полно проявляется в скоростносиловых упражнениях, например в прыжках в длину и в высоту. Наибольший прирост результатов в прыжках наблюдается от 12 до 13 лет (табл. 29).
Таблица 29. Результаты (см) в скоростно-силовых упражнениях у мальчиков в зависимости от возраста
|
Возраст, |
Прыжок вверх (толчком двух |
|
||
|
дет |
ног) |
12 |
35 |
|
13 |
38 |
|
|
14 |
40 |
15 |
42 |
|
16 |
44 |
|
|
|
|
Прыжок в |
Тройной прыжок (с |
длину |
места) |
171 |
517 |
185 |
560 |
194 |
591 |
201 |
615 |
211 |
636 |
Таким образом, и- по данным скоростно-силовых упражнений отмечается неравномерный прирост результатов в различные возрастные периоды.
Выносливость. Наиболее полно возрастные изменения выносливости изучены при статических усилиях различных групп мышц, например сгибателей кисти, предплечья, бедра. Установлено, нат пример, что с возрастом увеличивается время удержания сгибателями кисти усилия на динамометре, равного 50% от максимального (в 10-12 лет время данного усилия составляет 96 с, а в 18-" 20 лет113.с).
Продолжительность усилия различных групп мышц неодинакова и увеличивается не одновременно. В возрасте от 8 до 11 лет наибольшей выносливостью характеризуются мышцы-разгибатели туловища; в 11 -14 лет значительно повышается выносливость икроножных мышц, в 13-14 лет несколько снижается статическая выносливость сгибателей и разгибателей предплечья и разгибателей туловища.
По мере развития организма увеличивается время удержания основных гимнастических поз - виса и-упора. С 13 до 17 лет предельная продолжительность виса повышается у мальчиков в 4,3 раза, а у девочек- в 4 раза.
С возрастом заметно повышается работоспособность при выполнении напряженных динамических упражнений на выносливость. В упражнении на велоэргометре мощность работы, увеличивается с 509 кгм/мин в 8-9 лет до 2710 кгм/мин у взрослых людей (табл. 30).
Таблица 30. Возрастные изменения мощности работы на велоэргометре (А.З. Колчинская, 1973)
Возраст, лет
Мощность, кгм/мин
8-9 
509
10-11 
745
13 
916
14 
1045
15-16 
1219
22 
2710
Выносливость в разные возрастные периоды повышается неравномерно. Так, установлено, что в упражнениях аэробноймощности наибольший прирост выносливости наблюдается у юношей от 15-16 до 17-18 лет. В упражнениях анаэробной мощности значительное увеличение продолжительности работы отмечается от 10-12 до 13-14 лет.
Юные спортсмены характеризуются не только большей выносливостью, но и более значительным ее возрастным приростом. Так, у девочек, занимающихся плаванием, от 8 до 15 лет работоспособность в упражнениях на велоэргометре увеличивается в 3 раза, а у мальчиков - в 3,4 раза. При этом чём старше юные спортсмены и чем больше у них стаж занятий спортом, тем больше они отличаются от неспортсменов.
Ловкость. Это двигательное качество характеризуется умением управлять силовыми, временными; пространственными параметрами движений.
Одним из проявлений ловкости является точность ориентации в пространстве. Способность к пространственной дифференцировке движений заметно усиливается в возрасте 5-6 лет. Наибольший рост этой способности отмечается от 7 до 10 лет. В 10-12 лет она стабилизируется, в 14-15 лет несколько ухудшается, а в 16-17 лет показатели двигательной ориентации достигают данных взрослых. Систематическая тренировка развивает умение более качественно анализировать пространственные параметры движений.
С возрастом изменяется способность дифференцировать темп движения. В 7-8 лет отмечается значительная вариативность частоты вращения педалей велосипеда. К 13-14 годам способность воспроизводить заданный темп движений улучшается и приближается к данным взрослых.
О совершенствовании с возрастом ловкости свидетельствует способность дифференцировать усилие мышц. У детей 5-10 лет точность воспроизведения заданного усилия меньше, чем в последующие периоды развития. Наиболее совершенная дифференци-ровка уровня мышечного напряжения характерна для юношей 1517 лет.