Влияние направленных физических нагрузок на процессы роста и полового созревания у детей, подростков и молодёжи: междисциплинарный подходНИР

Effect of physical activity on the processes of growth and sexual maturation in children, adolescents and young adults: a multidisciplinary approach.

Источник финансирования НИР

грант РФФИ

Этапы НИР

# Сроки Название
1 25 января 2016 г.-31 декабря 2016 г. Влияние направленных физических нагрузок на процессы роста и полового созревания у детей, подростков и молодёжи: междисциплинарный подход
Результаты этапа: Все поставленные на 2-й год выполнения проекта задачи выполнены полностью. На втором этапе выполнения проекта проанализировано влияние наличия интенсивной физической нагрузки на процессы роста и созревания детей, подростков и молодежи, занимающейся спортом профессионально, а также проведен анализ влияния наследственных факторов, повышенного уровня физической нагрузки и воздействия интенсивной физической нагрузки определенной направленности на процессы линейного роста, время и темпы полового созревания у детей и подростков обоих полов. Были обследованы добровольцы, которые являются воспитанниками спортивных школ и училищ олимпийского резерва г.Москвы. Антропометрическое обследование проводилось по стандартной методике (Бунак, 1941; Негашева, 2017) и включало обширный набор измерительных и описательных признаков, характеризующих развитие трех соматических компонентов тела (скелета, мускулатуры и подкожного жироотложения), измерение силы сжатия правой и левой рук, оценку типа конституции по схеме Штефко-Островского. Вычислялся ряд расчетных показателей: длина ноги и корпуса; индекс массы тела (ИМТ), абсолютное и относительное количество жировой массы (кг, %) по формулам М. Слотер с соавторами (Slaughther et. al., 1988). Также проводились определение компонентов состава тела при помощи биоимпедансного анализатора компонентов состава тела АВС-01 «Медасс» (НТЦ Медасс, Россия). Были определены стандартные для подобного метода параметры состава тела обследованных юных спортсменов и проведена балловая оценка соматотипа по конституциональной схеме Хит-Картера (Heath, Carter, 1967; Carter, 2002), реализованная в программном обеспечении АВС-01 «Медасс». Для оценки стадий полового созревания и определения биологического возраста испытуемых, прошедших обследование, учитывались следующие признаки (Соловьева, 1966): у девочек: Ма - развитие молочных желез; Ах - развитие подмышечного оволошения; Р - развитие лобкового оволошения; Ме - возраст начала менструирования; у мальчиков: С - пубертатное набухание сосков; Ах - развитие подмышечного оволошения; Р - развитие лобкового оволошения; Гол - мутация голоса; К - степень выступания кадыка, У - рост волос на лице. Для оценки сроков полового созревания определяли суммарный балл (СБ) и средний балл полового созревания. Рассчитывались у мальчиков: СБ=С+Ах+Р+К+Гол+У и средний балл СБ/6; у девочек: СБ=Ма+Ах+Р и средний балл СБ/3. На втором году выполнения проекта были получены следующие результаты: Было проведено комплексное обследование детей и подростков обоих полов в возрасте от 7 до 18 лет, воспитанников спортивных школ и училищ олимпийского резерва. Материал собран методом поперечного сечения с соблюдением правил биоэтики и подписанием протоколов информированного согласия. Всего было обследовано более 220 человек: 31 - девочки и девушки; 189 - мальчики и юноши. Данные, полученные в ходе выполнения проекта в 2017г. внесены в электронную базу данных. 1. Было проведено антропометрическое обследование. Были получены данные о продольных (длина тела, ноги, руки, туловища), поперечных (ширина плеч, таза, поперечный и сагиттальный диаметры грудной клетки), обхватных (обхваты туловища и конечностей) размерах тела, костных диаметрах эпифизов, весе тела и толщине кожно-жировых складок на туловище и конечностях, а также данные о конституциональном типе обследованных занесены в электронную базу данных. На основании полученных данных были рассчитаны пропорции и состав тела, которые также были введены в общую электронную базу данных. 2. Была произведена оценка количества и распределения жира в организме (рассчитанная по аналитическим формулам, а также по результатам многочастотного биоимпедансного анализа). Полученные значения также внесены в электронную базу данных. 3. Была проведена оценка стадий полового созревания и определен биологический возраст испытуемых, прошедших обследование (Соловьева, 1966). 4. Собраны образцы эпителия слизистой оболочки рта у испытуемых, прошедших антропометрическое обследование (N=200), выделена геномная ДНК и проведено генотипирование по полиморфным локусам: GH1, GHRHR, GHRL, GDF8, ACTN3, АСЕ и VDR, а также FTO. Было изучено влияние выбранных молекулярно-генетических маркеров на комплекс (морфологические признаки, тип телосложения, начало и темпы полового созревания) исследуемых параметров. 5. Собраны анкетные данные, содержащие информацию о виде спорта, продолжительности и интенсивности тренировок, спортивных достижениях и полученных спортивных травмах, режиме питания (в том числе информация о приеме специализированных спортивных продуктов питания) и тренировок, а также о режиме дня и некоторых семейных характеристиках. 6. Был проведен внутри- и межгрупповой анализ антропометрических характеристик и стадий полового созревания в группе обследованных, которые являются воспитанниками спортивных школ и имеют квалификационные разряды, а также сравнение групп обследованных детей, подростков и молодежи, обследованной на первом году выполнения проекта. Данные, полученные на первом году выполнения проекта, позволили выявить ряд отличий между тремя группами обследованных детей, подростков и молодежи. Так, обследованные добровольцы, профессионально занимающиеся спортом, демонстрировали достоверно лучшее развитие скелета (длина тела, ширина плеч, трансверзальный и саггитальный диаметры грудной клетки, костные диаметры локтя и запястья), меньший уровень подкожного жироотложения, максимальные значения % тощей массы тела и силу сжатия кистей рук. В 2017г. были продолжены обследования профессиональных спортсменов (7-18 лет) для анализа влияния регулярных интенсивных направленных физических нагрузок на физические кондиции и сроки полового созревания. На втором году выполнения проекта была проведена оценка влияния интенсивной физической нагрузки на сроки и темпы полового созревания у детей, подростков и молодежи, занимающихся спортом профессионально, с учетом типа физической нагрузки, т.е. по группам видов спорта. Поэтому для анализа выборка спортсменов, обследованных в 2017г., была разбита на три подгруппы: Ациклические и сложнокоординационные - единоборства, скалолазание, гимнастика; Циклические – бег, спортивное ориентирование, плавание; Командно-игровые – волейбол, футбол, баскетбол, регби и др. В целом в группе юных спортсменов мужского пола отмечается увеличение числа обследованных с торакальным типом телосложения (в данную группу были включены торакальный и торакально-мышечный типы) – 52,5%. Не было выявлено ни одного обследованного с астеноидным типом, тогда как доля спортсменов с дигестивным (также дигестивно-мышечный и мышечно-дигестивный) и мышечным (также мышечно-торакальный) типом конституции составила по 12,2% для каждого типа. Все обследованные, с дигестивным типом конституции являются спортсменами-единоборцами и имеют юношеские квалификационные разряды. Вероятно, специфика единоборств – наличие различных весовых категорий – позволяет достаточно успешно заниматься спортом мальчикам и юношам не только с мускульным и торакальным типами конституции, но и со значительным компонентом эндоморфии. Как уже было сказано выше, в 2017г. были собраны данные функциональных нагрузочных тестов, которые позволяют оценить анаэробную и аэробную производительность спортсменов, то есть оценить из функциональную физическую подготовку. В свете полученных данных в дальнейшем планируется оценить функциональные возможности юных спортсменов c дигестивным типом конституции на фоне их сверстников с меньшим компонентом эндоморфии в аналогичных видах спорта. Среди обследованных в 2017г. юных спортсменов (от 9 до 15 лет), уже прошедших определенный профессиональный отбор, отмечается относительно большое число индивидов с неопределенным типом телосложения – 21,9%. Однако это достоверно меньше, чем доля обследованных с неопределенным типом конституции в группе неспортсменов (34%) и спортсменов-любителей (26%). В данной подгруппе одинаково часто встречаются спортсмены, имеющие квалификационные разряды, которые занимаются ациклическими, циклическими и сложнокоординационными видами спорта. Данные, полученные на первом этапе реализации проекта, позволили отметить отсутствие достоверных различий в стадиях полового созревания между тремя подгруппами обследованных (неспортсмены, любители и профессионалы), однако, спортсмены отличались несколько пониженным уровнем зрелости. Что может являться свидетельством некоторого замедления темпов полового созревания на фоне достоверно лучшего развития скелета и скелетных мышц, и пониженного жироотложения. В 2017г. было продолжено изучение сроков и темпов полового созревания в группе юных профессиональных спортсменов, занимающихся различными видами спорта (ациклические и сложнокоординационные; циклические; командно-игровые). Расширение численности обследованного контингента позволило получить новые данные и уточнить результаты, полученные на первом этапе выполнения проекта. Среди мальчиков и юношей, занимающихся спортом профессионально, отмечается некоторое ускорение темпов полового созревания, по сравнению со сверстниками из контрольной группы неспортсменов. Первые проявления вторичных половых признаков, свидетельствующих о начале процессов полового созревания (пубертатное набухание сосков, развитие волос в подмышечной впадине), были отмечены у мальчиков-спортсменов 9 лет, что соответствует среднему баллу 0,08. Также в обследованной выборке к 17 годам значение среднего балла биологического возрасте в группе спортсменов, практически сравнялось с таковым в группе юношей, занимающихся спортом регулярно, но не профессионально (2,38 и 2,39, соответственно). Акселерация темпов полового созревания, отмеченная в группе 9-летних спортсменов, связана у них, по всей видимости, с избытком жировой массы тела, что соответствует их дигестивному и дигестивно-мускульному типу конституции, а также максимальными значениям (по подгруппе 9-летних мальчиков спортсменов) балла эндоморфии, % жировой массы и абсолютному значению жировой массы по подгруппе, определенным в БИА. Вероятно, изменения биохимического профиля, связанные с увеличением концентрации липидов, приводят к акселерации несмотря на наличие интенсивных физических нагрузок. Данные, полученные Gay с соавторами (Gay J.L., et al., 2017) показали, что дети и подростки, имеющие избыточный вес на год опережают сверстников в по темпам полового созревания. Акселерация темпов полового созревания, вызванная избытком жировой массы, хорошо известна для девочек (Werneck et al., 2017). Напротив, в конце возрастной кривой (17 лет) наиболее высоким средним баллом биологического возраста обладают юноши с торакальным, торакально-мышечным и мышечным типом конституции, который сопровождается низком уровнем подкожного жироотложения, высоким значением тощей массы тела и % скелетно-мышечной массы, высоким баллом мезоморфии, достаточно большой длиной тела и высокими показателями развития скелета. Выделенный комплекс морфологических характеристик, который характерен для спортсменов 16 и 17 лет, с наиболее высоким средним баллом оценки биологического возраста, наводит на мысль о том, что акселерация темпов полового созревания в конце возрастной кривой связана, в первую очередь, с более высокой концентрацией половых стероидных гормонов (тестостерон). Исследования функциональных параметров спортсменов разного возраста, занимающихся одним видом спорта, выявили значительный прирост показателей силы мышц после наступления пубертатного возраста у юношей (Yeargin et al., 2017). В качестве косвенного подтверждения данному предположению можно привести следующий аргумент: все юноши (16-17 лет), вошедшие в подгруппу с максимальным средним баллом биологического возраста, занимаются единоборствами или командно-игровыми видами спорта, где требуется хорошее развитие силовых качеств, непосредственно связанное с развитием скелетных мышц. Полученный результат согласуется с данными других исследований (Damsgard et al., 2010), которые показали, что спортсмены игровых видов спорта (футбол, волейбол и др.) характеризуются ранним половым созреванием, по сравнению со сверстниками-неспортсменами. Гипертрофический ответ скелетных мышц на тренировки и их рост во время пубертатного периода находится под контролем мужских половых гормонов. Влияние регулярных тренировок на работу гипоталамо-гипофизарной системы в активно развивающемся детском и подростковом организме изучено недостаточно полно (Richmond and Rogol, 2016). Однако известно, что подростки на более поздних стадиях полового созревания отвечают выработкой большего количества гормона роста на высокоинтенсивные физические нагрузки, по сравнению с менее зрелыми сверстниками. В целом, рассматривая возрастной ряд (7 – 17 лет), следует заключить, что темпы полового созревания в группах мальчиков и юношей регулярно занимающихся спортом (профессионально и нет) практически совпадают. Анализ данных, полученных на втором году выполнения проекта, наводит на мысль о том, что именно направленный спортивный отбор приводит к возрастанию количества спортсменов, с ускоренным темпом полового созревания в группах видов спорта, предъявляющих высокие требования к развитию мышечной массы и достаточного развития скелета, при этом характер двигательной деятельности в данных видах спорта может значительно отличаться: единоборства – волейбол. Уменьшение жировой массы, которое в целом характерно для всей спортивной выборки, является следствием интенсивной физической нагрузки, за исключением редких случаев (12%) спортсменов-единоборцев, выступающих в тяжелых весовых категориях. В обследованной группе девочек и девушек, занимающихся спортом профессионально, не было обнаружено дигестивного типа конституции и единично встретились добровольцы с дигестивно-мышечным типом (˂5%), это достоверно меньшая доля, по сравнению с аналогичной (дигестивный + дигестивно-мышечный) в группе девочек и девушек неспортсменок (14%). Как и у представителей мужского пола, в группе обследованных в 2016-2017гг. спортсменок не было обнаружено астеноидного (также астеноидно-торакальный) типа конституции (0% против 13% в контрольной группе). Возможно, это обусловлено действием спортивного отбора, или относительно небольшой численностью обследованных спортсменок (2016-2017гг. 150 человек). Анализ сроков и темпов полового созревания в группе девочек и девушек, занимающихся спортом профессионально, выявил замедление темпов в группе спортсменок. Однако, по нашему мнению, отмеченная акселерация в контрольной группе связана не с отсутствием направленной физической нагрузки, а с большим числом обследованных с избыточным весом и ожирением в группе девочек и девушек, не занимающихся спортом. Анализ частот встречаемости генотипов гена FTO, ассоциированного с предрасположенностью к ожирению, не выявил достоверных различий между контрольной группой и спортсменками в целом и по выделенным подгруппам ациклических, командно-игровых и циклических видов спорта. Таким образом, большая доля представительниц с дигестивным и дигестивно-мышечным конституциональным типом в контрольной группе не может быть связана с более «удачным» генетическим фоном спортсменок по крайней мере в детском и юношеском спорте. В данном случае именно особенности образа жизни, на наш взгляд, обусловливают различия в сроках начала и темпах полового созревания у девочек. Анализ анкетных данных, интервью с тренерами и родителями позволяют заключить, что значительное влияние на образ жизни и особенно характер питания спортсменок оказывают родители, заинтересованные в успехе ребенка в выбранном виде спорта, а также рекомендации тренеров. Поэтому наличие генетической предрасположенности к набору веса зачастую компенсируется ограничением потребления ребенком простых сахаров и жиров, а профессиональные занятия спортом обеспечивают необходимый уровень физической нагрузки. Этот пример показывает насколько важными являются социальные механизмы, обеспечивающие гармоничное развитие и формирование организма детей и подростков. Исследование влияния генетических маркеров на комплекс изучаемых параметров, проведенное на втором году выполнения проекта, позволило сделать ряд заключений. По большинству выбранных маркеров не было обнаружено достоверных различий между детьми и подростками из контрольной группы и группы профессиональных спортсменов. Можно отметить некоторое возрастание частот встречаемости DD*ACE, AT*FTO и C*ACTN3, что соответствует направлению отбора на высокое развитие скоростно-силовых и силовых возможностей. Однако тенденция не является статистически достоверной. Полученный результат, с одной стороны, можно объяснить низкой квалификацией юных спортсменов, находящихся в начале спортивной карьеры (юношеские и взрослые разряды, единично кандидаты в мастера спорта), когда регулярные занятия спортом уже отражаются на морфологических характеристиках, но давление спортивного отбора еще недостаточно для формирования более генетически однородной группы. А с другой стороны – проведением анализа не по конкретным видам спорта, а по группам видов спорта. Достоверные ассоциации были обнаружены для подгруппы неспортсменов по системе гена FTO. Носители АА-генотипа обладают большими толщинами кожно-жировых складок на корпусе и конечностях, по сравнению с носителями хотя бы одного исходного Т-аллеля, а также большей жировой массой, рассчитанной по результатам БИА, окружностью талии и ягодиц. Для ответа на вопрос о влиянии генетических особенностей на комплекс изучаемых параметров в контексте профессиональных занятий спортом в следующем году планируется исследовать представителей различного пода и возраста (дети, подростки и молодежь) двух видов спорта: волейбол и спортивная борьба. Будет обследовано большое число детей и подростков, занимающихся данными видами спорта, с целью наблюдения за изменением морфологических параметров от начала занятий (дети), на этапе совершенствования спортивного мастерства (подростки), до членов сборных команд (молодежь и взрослые). Данные, полученные в ходе такого исследования позволят, на наш взгляд, оценить влияние двух типов направленных интенсивных нагрузок на сроки и темпы полового созревания, а также определить на каком этапе спортивной карьеры начинается отбор по генетическим маркерам.
2 1 января 2017 г.-31 декабря 2017 г. Этап 2. Влияние направленных физических нагрузок на процессы роста и полового созревания у детей, подростков и молодёжи: междисциплинарный подход
Результаты этапа: Все поставленные на 2-й год выполнения проекта задачи выполнены полностью. На втором этапе выполнения проекта проанализировано влияние наличия интенсивной физической нагрузки на процессы роста и созревания детей, подростков и молодежи, занимающейся спортом профессионально, а также проведен анализ влияния наследственных факторов, повышенного уровня физической нагрузки и воздействия интенсивной физической нагрузки определенной направленности на процессы линейного роста, время и темпы полового созревания у детей и подростков обоих полов. Были обследованы добровольцы, которые являются воспитанниками спортивных школ и училищ олимпийского резерва г.Москвы. Антропометрическое обследование проводилось по стандартной методике (Бунак, 1941; Негашева, 2017) и включало обширный набор измерительных и описательных признаков, характеризующих развитие трех соматических компонентов тела (скелета, мускулатуры и подкожного жироотложения), измерение силы сжатия правой и левой рук, оценку типа конституции по схеме Штефко-Островского. Вычислялся ряд расчетных показателей: длина ноги и корпуса; индекс массы тела (ИМТ), абсолютное и относительное количество жировой массы (кг, %) по формулам М. Слотер с соавторами (Slaughther et. al., 1988). Также проводились определение компонентов состава тела при помощи биоимпедансного анализатора компонентов состава тела АВС-01 «Медасс» (НТЦ Медасс, Россия). Были определены стандартные для подобного метода параметры состава тела обследованных юных спортсменов и проведена балловая оценка соматотипа по конституциональной схеме Хит-Картера (Heath, Carter, 1967; Carter, 2002), реализованная в программном обеспечении АВС-01 «Медасс». Для оценки стадий полового созревания и определения биологического возраста испытуемых, прошедших обследование, учитывались следующие признаки (Соловьева, 1966): у девочек: Ма - развитие молочных желез; Ах - развитие подмышечного оволошения; Р - развитие лобкового оволошения; Ме - возраст начала менструирования; у мальчиков: С - пубертатное набухание сосков; Ах - развитие подмышечного оволошения; Р - развитие лобкового оволошения; Гол - мутация голоса; К - степень выступания кадыка, У - рост волос на лице. Для оценки сроков полового созревания определяли суммарный балл (СБ) и средний балл полового созревания. Рассчитывались у мальчиков: СБ=С+Ах+Р+К+Гол+У и средний балл СБ/6; у девочек: СБ=Ма+Ах+Р и средний балл СБ/3. На втором году выполнения проекта были получены следующие результаты: Было проведено комплексное обследование детей и подростков обоих полов в возрасте от 7 до 18 лет, воспитанников спортивных школ и училищ олимпийского резерва. Материал собран методом поперечного сечения с соблюдением правил биоэтики и подписанием протоколов информированного согласия. Всего было обследовано более 220 человек: 31 - девочки и девушки; 189 - мальчики и юноши. Данные, полученные в ходе выполнения проекта в 2017г. внесены в электронную базу данных. 1. Было проведено антропометрическое обследование. Были получены данные о продольных (длина тела, ноги, руки, туловища), поперечных (ширина плеч, таза, поперечный и сагиттальный диаметры грудной клетки), обхватных (обхваты туловища и конечностей) размерах тела, костных диаметрах эпифизов, весе тела и толщине кожно-жировых складок на туловище и конечностях, а также данные о конституциональном типе обследованных занесены в электронную базу данных. На основании полученных данных были рассчитаны пропорции и состав тела, которые также были введены в общую электронную базу данных. 2. Была произведена оценка количества и распределения жира в организме (рассчитанная по аналитическим формулам, а также по результатам многочастотного биоимпедансного анализа). Полученные значения также внесены в электронную базу данных. 3. Была проведена оценка стадий полового созревания и определен биологический возраст испытуемых, прошедших обследование (Соловьева, 1966). 4. Собраны образцы эпителия слизистой оболочки рта у испытуемых, прошедших антропометрическое обследование (N=200), выделена геномная ДНК и проведено генотипирование по полиморфным локусам: GH1, GHRHR, GHRL, GDF8, ACTN3, АСЕ и VDR, а также FTO. Было изучено влияние выбранных молекулярно-генетических маркеров на комплекс (морфологические признаки, тип телосложения, начало и темпы полового созревания) исследуемых параметров. 5. Собраны анкетные данные, содержащие информацию о виде спорта, продолжительности и интенсивности тренировок, спортивных достижениях и полученных спортивных травмах, режиме питания (в том числе информация о приеме специализированных спортивных продуктов питания) и тренировок, а также о режиме дня и некоторых семейных характеристиках. 6. Был проведен внутри- и межгрупповой анализ антропометрических характеристик и стадий полового созревания в группе обследованных, которые являются воспитанниками спортивных школ и имеют квалификационные разряды, а также сравнение групп обследованных детей, подростков и молодежи, обследованной на первом году выполнения проекта. Данные, полученные на первом году выполнения проекта, позволили выявить ряд отличий между тремя группами обследованных детей, подростков и молодежи. Так, обследованные добровольцы, профессионально занимающиеся спортом, демонстрировали достоверно лучшее развитие скелета (длина тела, ширина плеч, трансверзальный и саггитальный диаметры грудной клетки, костные диаметры локтя и запястья), меньший уровень подкожного жироотложения, максимальные значения % тощей массы тела и силу сжатия кистей рук. В 2017г. были продолжены обследования профессиональных спортсменов (7-18 лет) для анализа влияния регулярных интенсивных направленных физических нагрузок на физические кондиции и сроки полового созревания. На втором году выполнения проекта была проведена оценка влияния интенсивной физической нагрузки на сроки и темпы полового созревания у детей, подростков и молодежи, занимающихся спортом профессионально, с учетом типа физической нагрузки, т.е. по группам видов спорта. Поэтому для анализа выборка спортсменов, обследованных в 2017г., была разбита на три подгруппы: Ациклические и сложнокоординационные - единоборства, скалолазание, гимнастика; Циклические – бег, спортивное ориентирование, плавание; Командно-игровые – волейбол, футбол, баскетбол, регби и др. В целом в группе юных спортсменов мужского пола отмечается увеличение числа обследованных с торакальным типом телосложения (в данную группу были включены торакальный и торакально-мышечный типы) – 52,5%. Не было выявлено ни одного обследованного с астеноидным типом, тогда как доля спортсменов с дигестивным (также дигестивно-мышечный и мышечно-дигестивный) и мышечным (также мышечно-торакальный) типом конституции составила по 12,2% для каждого типа. Все обследованные, с дигестивным типом конституции являются спортсменами-единоборцами и имеют юношеские квалификационные разряды. Вероятно, специфика единоборств – наличие различных весовых категорий – позволяет достаточно успешно заниматься спортом мальчикам и юношам не только с мускульным и торакальным типами конституции, но и со значительным компонентом эндоморфии. Как уже было сказано выше, в 2017г. были собраны данные функциональных нагрузочных тестов, которые позволяют оценить анаэробную и аэробную производительность спортсменов, то есть оценить из функциональную физическую подготовку. В свете полученных данных в дальнейшем планируется оценить функциональные возможности юных спортсменов c дигестивным типом конституции на фоне их сверстников с меньшим компонентом эндоморфии в аналогичных видах спорта. Среди обследованных в 2017г. юных спортсменов (от 9 до 15 лет), уже прошедших определенный профессиональный отбор, отмечается относительно большое число индивидов с неопределенным типом телосложения – 21,9%. Однако это достоверно меньше, чем доля обследованных с неопределенным типом конституции в группе неспортсменов (34%) и спортсменов-любителей (26%). В данной подгруппе одинаково часто встречаются спортсмены, имеющие квалификационные разряды, которые занимаются ациклическими, циклическими и сложнокоординационными видами спорта. Данные, полученные на первом этапе реализации проекта, позволили отметить отсутствие достоверных различий в стадиях полового созревания между тремя подгруппами обследованных (неспортсмены, любители и профессионалы), однако, спортсмены отличались несколько пониженным уровнем зрелости. Что может являться свидетельством некоторого замедления темпов полового созревания на фоне достоверно лучшего развития скелета и скелетных мышц, и пониженного жироотложения. В 2017г. было продолжено изучение сроков и темпов полового созревания в группе юных профессиональных спортсменов, занимающихся различными видами спорта (ациклические и сложнокоординационные; циклические; командно-игровые). Расширение численности обследованного контингента позволило получить новые данные и уточнить результаты, полученные на первом этапе выполнения проекта. Среди мальчиков и юношей, занимающихся спортом профессионально, отмечается некоторое ускорение темпов полового созревания, по сравнению со сверстниками из контрольной группы неспортсменов. Первые проявления вторичных половых признаков, свидетельствующих о начале процессов полового созревания (пубертатное набухание сосков, развитие волос в подмышечной впадине), были отмечены у мальчиков-спортсменов 9 лет, что соответствует среднему баллу 0,08. Также в обследованной выборке к 17 годам значение среднего балла биологического возрасте в группе спортсменов, практически сравнялось с таковым в группе юношей, занимающихся спортом регулярно, но не профессионально (2,38 и 2,39, соответственно). Акселерация темпов полового созревания, отмеченная в группе 9-летних спортсменов, связана у них, по всей видимости, с избытком жировой массы тела, что соответствует их дигестивному и дигестивно-мускульному типу конституции, а также максимальными значениям (по подгруппе 9-летних мальчиков спортсменов) балла эндоморфии, % жировой массы и абсолютному значению жировой массы по подгруппе, определенным в БИА. Вероятно, изменения биохимического профиля, связанные с увеличением концентрации липидов, приводят к акселерации несмотря на наличие интенсивных физических нагрузок. Данные, полученные Gay с соавторами (Gay J.L., et al., 2017) показали, что дети и подростки, имеющие избыточный вес на год опережают сверстников в по темпам полового созревания. Акселерация темпов полового созревания, вызванная избытком жировой массы, хорошо известна для девочек (Werneck et al., 2017). Напротив, в конце возрастной кривой (17 лет) наиболее высоким средним баллом биологического возраста обладают юноши с торакальным, торакально-мышечным и мышечным типом конституции, который сопровождается низком уровнем подкожного жироотложения, высоким значением тощей массы тела и % скелетно-мышечной массы, высоким баллом мезоморфии, достаточно большой длиной тела и высокими показателями развития скелета. Выделенный комплекс морфологических характеристик, который характерен для спортсменов 16 и 17 лет, с наиболее высоким средним баллом оценки биологического возраста, наводит на мысль о том, что акселерация темпов полового созревания в конце возрастной кривой связана, в первую очередь, с более высокой концентрацией половых стероидных гормонов (тестостерон). Исследования функциональных параметров спортсменов разного возраста, занимающихся одним видом спорта, выявили значительный прирост показателей силы мышц после наступления пубертатного возраста у юношей (Yeargin et al., 2017). В качестве косвенного подтверждения данному предположению можно привести следующий аргумент: все юноши (16-17 лет), вошедшие в подгруппу с максимальным средним баллом биологического возраста, занимаются единоборствами или командно-игровыми видами спорта, где требуется хорошее развитие силовых качеств, непосредственно связанное с развитием скелетных мышц. Полученный результат согласуется с данными других исследований (Damsgard et al., 2010), которые показали, что спортсмены игровых видов спорта (футбол, волейбол и др.) характеризуются ранним половым созреванием, по сравнению со сверстниками-неспортсменами. Гипертрофический ответ скелетных мышц на тренировки и их рост во время пубертатного периода находится под контролем мужских половых гормонов. Влияние регулярных тренировок на работу гипоталамо-гипофизарной системы в активно развивающемся детском и подростковом организме изучено недостаточно полно (Richmond and Rogol, 2016). Однако известно, что подростки на более поздних стадиях полового созревания отвечают выработкой большего количества гормона роста на высокоинтенсивные физические нагрузки, по сравнению с менее зрелыми сверстниками. В целом, рассматривая возрастной ряд (7 – 17 лет), следует заключить, что темпы полового созревания в группах мальчиков и юношей регулярно занимающихся спортом (профессионально и нет) практически совпадают. Анализ данных, полученных на втором году выполнения проекта, наводит на мысль о том, что именно направленный спортивный отбор приводит к возрастанию количества спортсменов, с ускоренным темпом полового созревания в группах видов спорта, предъявляющих высокие требования к развитию мышечной массы и достаточного развития скелета, при этом характер двигательной деятельности в данных видах спорта может значительно отличаться: единоборства – волейбол. Уменьшение жировой массы, которое в целом характерно для всей спортивной выборки, является следствием интенсивной физической нагрузки, за исключением редких случаев (12%) спортсменов-единоборцев, выступающих в тяжелых весовых категориях. В обследованной группе девочек и девушек, занимающихся спортом профессионально, не было обнаружено дигестивного типа конституции и единично встретились добровольцы с дигестивно-мышечным типом (˂5%), это достоверно меньшая доля, по сравнению с аналогичной (дигестивный + дигестивно-мышечный) в группе девочек и девушек неспортсменок (14%). Как и у представителей мужского пола, в группе обследованных в 2016-2017гг. спортсменок не было обнаружено астеноидного (также астеноидно-торакальный) типа конституции (0% против 13% в контрольной группе). Возможно, это обусловлено действием спортивного отбора, или относительно небольшой численностью обследованных спортсменок (2016-2017гг. 150 человек). Анализ сроков и темпов полового созревания в группе девочек и девушек, занимающихся спортом профессионально, выявил замедление темпов в группе спортсменок. Однако, по нашему мнению, отмеченная акселерация в контрольной группе связана не с отсутствием направленной физической нагрузки, а с большим числом обследованных с избыточным весом и ожирением в группе девочек и девушек, не занимающихся спортом. Анализ частот встречаемости генотипов гена FTO, ассоциированного с предрасположенностью к ожирению, не выявил достоверных различий между контрольной группой и спортсменками в целом и по выделенным подгруппам ациклических, командно-игровых и циклических видов спорта. Таким образом, большая доля представительниц с дигестивным и дигестивно-мышечным конституциональным типом в контрольной группе не может быть связана с более «удачным» генетическим фоном спортсменок по крайней мере в детском и юношеском спорте. В данном случае именно особенности образа жизни, на наш взгляд, обусловливают различия в сроках начала и темпах полового созревания у девочек. Анализ анкетных данных, интервью с тренерами и родителями позволяют заключить, что значительное влияние на образ жизни и особенно характер питания спортсменок оказывают родители, заинтересованные в успехе ребенка в выбранном виде спорта, а также рекомендации тренеров. Поэтому наличие генетической предрасположенности к набору веса зачастую компенсируется ограничением потребления ребенком простых сахаров и жиров, а профессиональные занятия спортом обеспечивают необходимый уровень физической нагрузки. Этот пример показывает насколько важными являются социальные механизмы, обеспечивающие гармоничное развитие и формирование организма детей и подростков. Исследование влияния генетических маркеров на комплекс изучаемых параметров, проведенное на втором году выполнения проекта, позволило сделать ряд заключений. По большинству выбранных маркеров не было обнаружено достоверных различий между детьми и подростками из контрольной группы и группы профессиональных спортсменов. Можно отметить некоторое возрастание частот встречаемости DD*ACE, AT*FTO и C*ACTN3, что соответствует направлению отбора на высокое развитие скоростно-силовых и силовых возможностей. Однако тенденция не является статистически достоверной. Полученный результат, с одной стороны, можно объяснить низкой квалификацией юных спортсменов, находящихся в начале спортивной карьеры (юношеские и взрослые разряды, единично кандидаты в мастера спорта), когда регулярные занятия спортом уже отражаются на морфологических характеристиках, но давление спортивного отбора еще недостаточно для формирования более генетически однородной группы. А с другой стороны – проведением анализа не по конкретным видам спорта, а по группам видов спорта. Достоверные ассоциации были обнаружены для подгруппы неспортсменов по системе гена FTO. Носители АА-генотипа обладают большими толщинами кожно-жировых складок на корпусе и конечностях, по сравнению с носителями хотя бы одного исходного Т-аллеля, а также большей жировой массой, рассчитанной по результатам БИА, окружностью талии и ягодиц. Для ответа на вопрос о влиянии генетических особенностей на комплекс изучаемых параметров в контексте профессиональных занятий спортом в следующем году планируется исследовать представителей различного пода и возраста (дети, подростки и молодежь) двух видов спорта: волейбол и спортивная борьба. Будет обследовано большое число детей и подростков, занимающихся данными видами спорта, с целью наблюдения за изменением морфологических параметров от начала занятий (дети), на этапе совершенствования спортивного мастерства (подростки), до членов сборных команд (молодежь и взрослые). Данные, полученные в ходе такого исследования позволят, на наш взгляд, оценить влияние двух типов направленных интенсивных нагрузок на сроки и темпы полового созревания, а также определить на каком этапе спортивной карьеры начинается отбор по генетическим маркерам.
3 1 марта 2018 г.-31 декабря 2018 г. Влияние направленных физических нагрузок на процессы роста и полового созревания у детей, подростков и молодёжи: междисциплинарный подход
Результаты этапа: Влияние интенсивных физических нагрузок в детском и юношеском возрасте на рост и процессы полового созревания исследуется многими зарубежными учеными. Однако, несмотря на кажущееся обилие информации, вопрос об острых и отложенных последствиях интенсивных физических нагрузок на процессы роста и развития остается открытым. Так, наиболее изученными на сегодняшний день являются лишь несколько видов спорта - гимнастика, плавание, скалолазание и футбол. Полученные результаты часто противоречат друг другу, а сравнение их между собой затруднительно в виду различных методов и подходов, которые используют авторы. Также в подобного рода исследованиях не учитывается этническая и генетическая компоненты, которые задают определенные пределы и рамки адаптационных возможностей организма. Более того численность обследованных спортсменов в представленных исследованиях зачастую не превышает нескольких десятков человек разного пола и возраста. В этой связи комплексное изучение влияния как самого факта наличия интенсивной физической нагрузки, так и её направленности на процессы роста и полового созревания детей и подростков обоего пола, с учетом этнической принадлежности и генетических особенностей испытуемых, представляется весьма актуальным. Цель проекта состоит в изучении влияния комплекса факторов (наследственные детерминанты, направленные физические нагрузки и уровень спортивных достижений, режим питания) на процессы роста и развития у детей и подростков РФ. Было проведено комплексное антропогенетическое обследование детей и подростков обоих полов в возрасте от 7 до 18 лет, учащихся общеобразовательных школ г.Москвы, а также воспитанников спортивных школ. Материал собран методом поперечного сечения с соблюдением правил биоэтики. Всего в ходе выполнения проекта было обследовано 1280 человек. Из них 658 человек не занимаются спортом профессионально; 422 – являются профессиональными спортсменами, либо посещают профильные спортивные секции три и более раз в неделю. Из 1280 обследованных 531 - девочки и девушки; 749 - мальчики и юноши. Среди всех обследованных 1041 человек - этнические русские, либо один из родителей является русским. В ходе проведения сравнительного анализа изучены основные морфологические показатели в трех сформированных группах сравнения (1 - не занимающиеся спортом, 2 - любители и 3 - профессиональные спортсмены). Как и следовало ожидать, были обнаружены достоверные многочисленные различия (максимальные между подгруппой 1 и 3) по целому ряду антропометрических характеристик, отражающих развитие скелета, уровень подкожного жироотложения и % тощей массы тела и силе сжатия кистей рук. Дети и подростки, которые регулярно занимаются спортом, но не имеют квалификационных разрядов (2 группа, любители), занимают промежуточное положение между 1 и 3 группами. При этом с увеличением возраста обследованных амплитуда выявленных морфологических различий нарастает, что связано, с одной стороны, с увеличивающимся сроком воздействия регулярной и интенсивной физической нагрузки и долгосрочной адаптацией к ней, а с другой – действием направленного спортивного отбора, которому подверглись спортсмены – подростки обоих полов. Доля обследованных с избытком жировой массы в группах 2 и 3 достоверно ниже. В то время как в 1 группе были обнаружены обследованные с нормальным ИМТ, но сниженным количеством мышечной массы тела и избытком жировой - так называемое скрытое ожирение. Эти же дети отличаются от сверстников-неспортсменов самыми низкими показателями кистевой динамометрии. Анализ сроков и стадий полового созревания в трех подгруппах обследованной выборки позволил оценить влияние различного уровня физических нагрузок на степень зрелости организма. Достоверных различий между подгруппами обнаружено не было. Однако в целом присутствует тенденция к небольшому увеличению среднего балла полового созревания у представителей 2-й группы, куда вошли дети и подростки, занимающиеся спортом регулярно, но не профессионально. В литературе высказывается предположение о том, что в период полового созревания физические нагрузки среднего и повышенного уровня положительно сказываются на половом созревании за счет нормализации липидного метаболизма. По нашему мнению, подростки из второй группы испытывают меньше психологического стресса, связанного с подготовкой и участием в соревнованиях, а также физического стресса связанного с пиковыми нагрузками и возможным недостатком питания, которое отражается на полноте восстановления у спортсменов и может несколько замедлять темпы полового созревания в 3 группе. Другими словами, подростки 2 группы получают оптимальное сочетание благоприятного действия физической нагрузки, достаточного питания и отсутствия психологического стресса, что отражается на формировании как физических кондиций, так и на прохождении пубертатного периода в целом. Исследование влияния генетических маркеров на комплекс изучаемых параметров, а также изучение отбора по выбранным маркерам в направлении неспортсмены – спортсмены мирового уровня, выполненное для двух групп видов спорта ациклические и командно-игровые, проведенное в ходе выполнения проекта, позволило сделать ряд заключений. По большинству выбранных маркеров (GH1, GHRHR, GHRL и GDF8) не было обнаружено достоверных различий между детьми и подростками из контрольной группы и группой сверстников профессиональных спортсменов. Можно отметить некоторое возрастание частот встречаемости DD*ACE, AT*FTO, VDR*G и C*ACTN3 в группе спортсменов, что соответствует направлению отбора на высокое развитие скоростно-силовых и силовых возможностей, среднему уровню жироотложения и нормальному уровню минерализации костной ткани. Таким образом, проведенное масштабное исследование влияния комплекса эндогенных и экзогенных факторов на процессы роста и полового созревания детей, подростков и молодежи позволяют заключить, что достоверные различия в сроках и темпах полового созревания между профессиональными спортсменами и неспортсменами практически отсутствуют, несмотря на множественные различия по комплексу морфологических характеристик на межгрупповом уровне. Несколько более высокие темпы полового созревания у подростков - футболистов обусловлены эффектом "относительного возраста" и направленным отбором, а не акселерирующим действием самой нагрузки. Именно направленный отбор в спорте формирует комплекс генетических и морфологических характеристик, отражающих специфику данного рода деятельности. При этом наличие физической нагрузки средней и высокой интенсивности как таковой (вне зависимости от ее специфики) способствует полноценному развитию детей и подростков, в частности, помогает избежать развития скрытого или саркопенического ожирения.

Прикрепленные к НИР результаты

Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".