Факторы и уровень физической работоспособности школьников 13–14 лет

Существует недостаток данных об особенностях физической работоспособности школьников в критический период онтогенеза, связанный с процессом полового созревания.
Цель исследования. Выявить факторы и уровень физической работоспособности школьников 13–14 лет с учётом полового созревания.
Методика. В исследовании приняли участие здоровые подростки мужского пола 13–14 лет (n = 165). Определяли пять стадий полового созревания. Для диагностики уровня физической работоспособности использовали комплекс функциональных и эргометрических проб и батарею моторных тестов. Структуру работоспособности определяли на основе факторного анализа.
Результаты и обсуждение. Идентифицированы факторы, характеризующие физическую работоспособность: аэробная ёмкость; абсолютная аэробная мощность; анаэробная алактатная работоспособность; анаэробная гликолитическая работоспособность; относительная аэробная мощность. Выделенные факторы ассоциируются с зонами относительной мощности. Установлено, что в процессе полового созревания изменения показателей, объединённых в разные факторы, происходят нелинейно и неодновременно. Результаты исследования показывают, что испытуемые одного возраста со II, III и IV стадиями полового созревания отличаются по уровню ключевых биоэнергетических критериев работоспособности. С переходом на более высокие стадии полового созревания наблюдается прогрессивная динамика большинства показателей, связанных с факторами анаэробной работоспособности, тогда как показатели аэробной мощности и ёмкости изменяются разнонаправленно, проявляя в отдельных случаях тенденцию к временному снижению.
Заключение. Результаты исследования целесообразно использовать при организации различных видов контроля функционального состояния и нормирования физических нагрузок аэробной и анаэробной направленности у подростков 13–14 лет с разными стадиями полового созревания. Полученные материалы могут служить естественнонаучным основанием для совершенствования системы физического воспитания в целях повышения функциональных возможностей организма детей в критический период онтогенеза, связанный с процессом полового созревания

1. Tonson A, Ratel S, Le Fur Y, Vilmen C, Cozzone PJ, Bendahan D. Muscle energetics changes throughout maturation: A quantitative 31P-MRS analysis. J Appl Physiology. 2010; 109(6): 1769-1778. doi: 10.1152/japplphysiol.01423.2009

2. Сонькин В.Д., Тамбовцева Р.В. Развитие мышечной энергетики и работоспособности в онтогенезе. М.: Книжный дом «ЛИБРОКОМ»; 2011.

3. Armstrong N, Barker AR, McManus AM. Muscle metabolism changes with age and maturation: How do they relate to youth sport performance? Br J Sports Med. 2015; 49(13): 860-864. doi: 10.1136/bjsports-2014-094491

4. Lesinski M, Schmelcher A, Herz M, Puta C, Gabriel H, Arampatzis A, et al. Maturation-, age-, and sex-specific anthropometric and physical fitness percentiles of German elite young athletes. PLoS One. 2020; 15(8): e0237423. doi: 10.1371/journal.pone.0237423

5. Фарбер Д.А., Безруких М.М. Методологические аспекты изучения физиологии развития ребенка. Физиология человека. 2001; 27(5): 8-16.

6. Goswami B, Singha Roy А, Dalui R, Bandyopadhyay A. Impact of pubertal growth on physical fitness. Am J Sports Sci Med. 2014; 2(5A): 34-39. doi: 10.12691/ajssm-2-5A-8

7. Wang Y, He D, Fu C, Dong X, Jiang F, Su M, et al. Thyroid function changes and pubertal progress in females: A longitudinal study in iodine-sufficient areas of East China. Front Endocrinol (Lausanne). 2021; 12: 653680. doi: 10.3389/fendo.2021.653680

8. Handelsman DJ, Hirschberg AL, Bermon S. Circulating testosterone as the hormonal basis of sex differences in athletic performance. Endocr Rev. 2018; 39(5): 803-829. doi: 10.1210/er.2018-00020

9. Судаков К.В. Функциональные системы. М.: Издательство Российской академии наук; 2011.

10. Криволапчук И.А., Мышьяков В.В. Особенности факторной структуры физической работоспособности мальчиков и девочек 9–10 лет. Гигиена и санитария. 2017; 8: 759-765. doi: 10.47470/0016-9900-2017-96-8-759-765

11. De Almeida-Neto PF, Silva LFD, Miarka B, De Medeiros JA, de Medeiros RCDSC, Teixeira RPA, et al. Influence of advancing biological maturation on aerobic and anaerobic power and on sport performance of junior rowers: A longitudinal study. Front Physiol. 2022; 13: 892966. doi: 10.3389/fphys.2022.892966

12. Baxter-Jones AD, Eisenmann JC, Sherar LB. Controlling for maturation in pediatric exercise science. Pediatr Exercise Sci. 2005; 17: 18-30. doi: 10.1123/pes.17.1.18

13. Manzano-Carrasco S, Garcia-Unanue J, Lopez-Fernandez J, Hernandez-Martin A, Sanchez-Sanchez J, Gallardo L, et al. Differences in body composition and physical fitness parameters among prepubertal and pubertal children engaged in extracurricular sports: The active health study. Eur J Public Health. 2022; 32(1): i67-i72. doi: 10.1093/eurpub/ckac075

14. Корниенко И.А., Сонькин В.Д., Тамбовцева Р.В. Возрастное развитие энергетики мышечной деятельности: Итоги 30-летнего исследования. Сообщение I. Структурно-функциональные перестройки. Физиология человека. 2005; 31(4): 42-46.

15. Тихвинский С.Б., Хрущев С.В. (ред.). Детская спортивная медицина. М.: Медицина; 1991.

16. Кучма В.Р., Скоблина Н.А., Милушкина О.Ю. (ред.). Физическое развитие детей и подростков Российской Федерации. Выпуск VII. М.: Литтера; 2019.

17. Волков Н.И., Олейников В.И. Биоэнергетика спорта. М.: Советский спорт; 2011.

18. Falk B, Bar-Or O. Longitudinal changes in peak aerobic and anaerobic mechanical power in circumpubertal boys. Pediatr Exercise Sci. 1993; 5: 318-331. doi: 10.1123/pes.5.4.318

19. Kriketos AD, Baur LA, O’Connor J, Carey D, King S, Caterson ID, et al. Muscle fibre type composition in infant and adult populations and relationships with obesity. Int J Obes Relat Metab Disord. 1997; 21(9): 796-801. doi: 10.1038/sj.ijo.0800476

20. Ratel S, Blazevich AJ. Are prepubertal children metabolically comparable to well-trained adult endurance athletes? Sports Med. 2017; 47(8): 1477-1485. doi: 10.1007/s40279-016-0671-1

21. Birat A, Bourdier P, Piponnier E, Blazevich AJ, Maciejewski H, Duché P, et al. Metabolic and fatigue profiles are comparable between prepubertal children and well-trained adult endurance athletes. Front Physiol. 2018; 9: 387. doi: 10.3389/fphys.2018.00387

22. Rowland TW. Children’s exercise physiology. In: Human Kinetics. 2005; 79-80.

23. McNarry MA, Barker AR. Aerobic and anaerobic metabolism. In: Elite Youth Cycling. Oxon: Routledge. 2018: 49-69. doi: 10.4324/9781315110776-3

24. Безруких М.М., Сонькин В.Д., Фарбер Д.А. Возрастная физиология (физиология развития). М.: Издательский центр «Академия»; 2003.

25. Usui T, Kajita K, Kajita T, Mori I, Hanamoto T, Ikeda T, et al. Elevated mitochondrial biogenesis in skeletal muscle is associated with testosterone-induced body weight loss in male mice. FEBS Lett. 2014; 588(10): 1935-1941. doi: 10.1016/j.febslet.2014.03.051

26. Mänttäri S, Anttila K, Järvilehto M. Testosterone stimulates myoglobin expression in different muscles of the mouse. J Comp Physiol B. 2008; 178(7): 899-907. doi: 10.1007/s00360-008-0280-x

27. Taylor PN, Sayers A, Okosieme O, Das G, Draman MS, Tabasum A, et al. Maturation in serum thyroid function parameters over childhood and puberty: Results of a longitudinal study. J Clin Endocrinol Metab. 2017; 102(7): 2508-2515. doi: 10.1210/jc.2016-3605

28. Falgairette G, Bedu M, Fellmann N, Spielvogel H, Van Praagh E, Obert P, et al. Evaluation of physical fitness from field tests at high altitude in circumpubertal boys: Comparison with laboratory data. Eur J Appl Physiol Occup Physiol. 1994; 69(1): 36-43. doi: 10.1007/BF00867925

29. Medeiros RM, Arrais RF, Azevedo JC, de Andrade RD, Pinto VC, Ronque ER, et al. Prediction of pubertal maturation from anthropometric variables: Proposal for a non-invasive method. J Sports Med Phys Fitness. 2018; 58(5): 638-643. doi: 10.23736/S0022-4707.17.06564-1

30. Moore SA, McKay HA, Macdonald H, Nettlefold L, Baxter-Jones AD, Cameron N, et al. Enhancing a somatic maturity prediction model. Med Sci Sports Exerc. 2015; 47(8): 1755-1764. doi: 10.1249/MSS.0000000000000588