автореферат и диссертация по педагогике 13.00.04 для написания научной статьи или работы на тему: Генетические и средовые детерминанты межиндивидуальной вариабельности подвижности в суставах детей 7-9 лет

Автореферат диссертации по теме "Генетические и средовые детерминанты межиндивидуальной вариабельности подвижности в суставах детей 7-9 лет"

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ ОБРАЗОВАНИЯ ИНСТИТУТ ВОЗРАСТНОЙ ФИЗИОЛОГИИ

РГБ ОД

На правах рукописи

- " АВГ 1997

ДЕТЕРМИНАНТЫ МЕЖИНДИВИДУАЛЬНОЙ ВАРИАБЕЛЬНОСТИ ПОДВИЖНОСТИ В СУСТАВАХ ДЕТЕЙ 7 - 9 ЛЕТ

13.00.04 - Теория и методика физического воспитания, спортивной тренировки и оздоровительной физической культуры

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата педагогических наук

Москва - 1997

Работа выполнена в Институте возрастной физиоло Российской Академии Образования.

Научный руководитель : кандидат педагогических н;

старший научный сотруд В.А.Соколкина

Официальные оппоненты

: член-корреспондент Р.

доктор педагогических н; профессор Н.Ж.Булгакова

доктор биологических н;

кандидат педагогических н В.К.Бальсевич

Ведущая организация : Всероссийский научно-иссле

вательский институт физичес культуры

Защита диссертации состоится " 2 " октября 1997 11 часов на заседании диссертационного совета К 018.01.0 Институте возрастной физиологии Российской Акадег Образования по адресу : 119869, Москва, Погодинская ул., корп. 2.

С диссертацией можно познакомиться в филиале Государственной научной педагогической библиот им. К.Д.Ушинского Российской Академии Образования.

Автореферат разослан "_" _ 1997]

Ученый секретарь диссертационного совета

Цехмистренко Т.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ. Проблема двигательных способностей является одной из центральных в теории и практике физического воспитания и спорта. Несмотря на интенсивную разработку этой проблемы некоторые важнейшие ее аспекты остаются нерешенными, в том числе, вопрос о взаимодействии генотипа и среды, как основных факторов, определяющих индивидуальное развитие двигательных способностей (Л.П.Матвеев, 1983; В.Ь.Шварц, 1984). Решение этого вопроса позволит:

• четко определить реальные возможности целенаправленного развития двигательных способностей (Л.П.Матвеев, 1983);

• на научной основе производить спортивный отбор детей, опираясь на генетически детерминированные в онтогенезе морфологические и функциональные признаки (В.М.Зациорский, Н.Ж.Булгакова, Р.М.Рагимов, 1973; R.Rehor, I.Havlicek, 1973; В.М.Волков, 1974; Л.П.Сергиенко, 1975;

B.К.Бальсевич, 1980; М.С.Бриль,1980; В.Б.Шварц, 1984);

• уточнить хронологию сенситивных периодов в развитии двигательных способностей на основе знаний о реализации временной функции генетического аппарата, определяющей возрастные колебания чувствительности развивающихся признаков, свойств и функций к воздействиям внешней среды (А.К.Москатова, 1984; Л.П.Сергиенко, 1990).

Возможность изучать эту проблему достаточно объективно появилась сравнительно недавно в связи с успехами в биологии и генетике, и разработкой основных методов исследования: близнецового, лонгитудинального, генеалогического (И.В.Равич-Щербо, 1978; В.М.Русалов, 1979; В.Б.Шварц, 1984).

Исследования двигательных способностей в интересующем нас аспекте касались изучения некоторых целостных двигательных актов (А.Н. Ми-ренова, 1934; В.Б.Шварц, 1972; Л.П.Сергиенко, В.П.Кориневич, 1981; V.Ishidoya, 1957), развития мышечной силы (H.Gigas, 1941; V.Ishidoya, 1957; P.E.Becker, 1968; A.Venerando, 1970; P.Komi, 1972; R.Kovar, 1981; Volanski, 1976), элементарных форм проявления быстроты (В.Б.Шварц, 1972; M.Sklad, 1973; Л.П.Сергиенко, 1975; Volanski, Kasprzak, 1976; Malina, Mueller, 1981), аэробной производительности (В.Б.Шварц, 1970; V.Klissouras, 1971; L.Gedda, 1972; Л.П.Сергиенко, 1975), координационных способностей (V.Ishidoya, 1957; L.R. Williams, V.Hearfield, 1973;

C.Bandenberg, 1962; Л.П.Сергиенко, 1975; Л.П.Сергиенко, С.Ф.Рыбаков, 1984; Kodanoff, 1973; Р.М.Тухватулин с соав., 1979; Н.А.Ребякова с соав., 1983; В.П.Озеров, 1983; Б.И.Табачник с соав., 1986).

Что касается подвижности в суставах, то лонгигудинальные и генеалогические наблюдения за ее развитием фактически не проводились совсем. Исследования же выполнение близнецовым методом крайне не многочис-лены: нам известно всего четыре подобные работы (R.Kovar, 1978; Л.А.Саватеева, 1975; Л.П.Сергиенко, С.В.Алексеева, 1978; Б.А.Сироткина, 1986).

В результате этих исследований было выявлено очевидное, а в отдельных случаях, очень высокое влияние наследственных факторов на развитие подвижности в суставах. Однако, в приведенных исследованиях, во-первых, были рассмотрены лишь отдельные показатели подвижности в суставах; во-вторых, использовались смешанные по возрастному и половому составу выборки, которые были очень немногочисленны.

Если к этому добавить, что практически нет данных о вкладе генотипа и среды в фенотипическое разнообразие темпов прироста подвижности в суставах и об особенностях генотип-средовых соотношений в детерминированности указанных признаков у лиц разного пола, то станет ясно, что несмотря на уже проведенные исследования, вопрос о вкладе генотипа и среды в межиндивидуальную вариабельность подвижности в суставах требует дальнейшего изучения.

Поскольку, как уже указывалось, применение генетических знаний в области физического воспитания и спорта настоятельно необходимо для разработки индивидуальных тренировочных режимов и научных методов спортивного отбора, то особый интерес представляет анализ генетических предпосылок развития подвижности в суставах у детей младшего школьного возраста, в котором проводится отбор во многие виды спорта (A.A. Гу-жаловский, 1975).

РАБОЧАЯ ГИПОТЕЗА. Предполагается, что определение соотносительного вклада генотипа и среды в межиндивидуальную вариабельность подвижности в суставах детей 7-9 лет уточнит представление о закономерностях развития в онтогенезе данной двигательной способности, позволит обосновать систему тестов для отбора детей в виды спорта, предъявляющие повышенные требования к уровню развития подвижности в суставах.

ЦЕЛЬЮ данного исследования является анализ количественных аспектов соотношения наследственных и средовых детерминант межиндивидуальной вариабельности подвижности в суставах у детей 7-9 лет.

ЗАДА ЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1. Определить соотносительный вклад генетических и средовых факторов в фенотипическое разнообразие подвижности в суставах детей 7-9 лет.

2. Выявить наличие (или отсутствие) динамики генотип-средовых соотношений в детерминации межиндивидуальной вариабельности подвижности в суставах у детей 7-9 лет в зависимости от пола ребенка.

3. Определить силу взаимосвязи между показателями подвижности в суставах детей 7-9 лет и их родителей.

4. Определить соотносительный вклад генетических и средовых факторов в фенотипическое разнообразие темпов прироста подвижности в суставах детей 7-9 лет в условиях целенаправленной тренировки.

ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЯ.

Практически здоровые однополые близнецы 7-9 лет; одиночнорожден-ные дети 7-9 лет.

ПРЕДМЕТ ИССЛЕДОВАНИЯ.

Количественные аспекты соотносительного вклада генетических и средовых факторов в фенотипическое разнообразие показателей уровня развития подвижности основных суставов детей 7-9 лет.

МЕТОДЫ И ОРГАНИЗАЦИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ.

Для решения поставленных задач применялись следующие методы:

• анализ и обобщение литературных данных;

• близнецовый метод (в частности метод контрольных групп);

• генеалогический метод;

• анкетирование;

• тестирование уровня развития подвижности в суставах;

• педагогический эксперимент;

• методы математической статистики.

Исследование проводилось в несколько этапов.

На первом этапе (октябрь 1994 - июнь 1995) на основе анализа литературных источников были отобраны тесты для контроля за уровнем развития подвижности в суставах и осуществлено тестирование близнецов. Всего было обследовано 164 пары однополых близнецов 7-9 лет: 85 пар монозиготных (из них 44 пары девочек и 41 пара мальчиков) и 79 пар дизиготных близнецов (из них 41 пара девочек и 38 пар мальчиков). Тестирование проводилось в первой половине дня с 10.00 до 13.00 в школах 1158, 535, 858, 880, 290, 951, 276, 234, 1104, 930, 1157, 69, 705, 1155, 255, 1220, 754, 237, 231,236,307,489,918, 1120, 1522, 1605, 1006, 1017, 1124, 1014, 1013, 1016, 1015 Москвы.

На втором этапе (сентябрь - ноябрь 1995) был проведен педагогический эксперимент, в котором приняли участие 40 пар однополых близнецов в возрасте 7-9 лет (по 20 пар МБ и ДБ ). С каждой парой близнецов 3 раза в

неделю в течении трех месяцев проводились тренировки по 45 минут. Каждое занятие включало упражнения для развития подвижности в суставах, рассматриваемых в эксперименте. Эксперимент проводился па базе школ N 1006,1016,1013 Москвы.

На третьем этапе (январь - июнь 1996) было проведено тестирование уровня развития подвижности в суставах у членов 70 семей (ма н> - отец -ребенок), из которых 33 семьи, где ребенок - мальчик и 37 семей, где ребенок - девочка. Все обследованные дети учатся в I-II классах школы №25 Г.Владимира и относятся к основной медицинской группе.

Изучалась гибкость в пяти сочленениях: в локтевых, коленных, тазобедренных и плечевых суставах, а также гибкость позвоночного столба. Амплитуда подвижности в локтевых, коленных и тазобедренных суставах измерялась гониометром в угловых градусах. В локтевых и коленных суставах измерялась амплитуда сгибания обеих (правой и левой) конечностей. В тазобедренных суставах измерялась амплитуда сгибания (ногу, согнутую в колене, поднимали вперед),разгибания (прямую ногу поднимали назад) и отведения (прямую ногу отводили в сторону). Гибкость в плечевых суставах определялась (в см) по разнице между показателями ширины плеч и показателями ширины хвата кистей во время выкрута рук назад. Гибкость позвоночного столба определялась (в см) глубиной наклона туловища вперед (из положения седа), назад (из основной стойки ), вправо и влево (из основной стойки). Помимо активной гибкости в трех случаях (сгибание и отведение в тазобедренном суставе и наклон туловища вперед) измерялась пассивная гибкость. Все используемые тесты являются общепринятыми и имеют коэффициент надежности 0,85-0,95.

Сила генетических влияний оценивалась по показателям Хольцингера, вычисленным через дисперсии (б2) для МЗ и ДЗ близнецов, а также по критерию F- Фишера. Коэффициент Хольцингера условно оценивался следующим образом: 0 - 0,399 (преобладание средовых влиянй); 0,400 - 0,599 (наследственно-средовые влияния); 0,600 - 1,00 (наследственная обусловленность).

Выявление корреляционных взаимосвязей между показателями подвижности в суставах детей и их родителей проводилось универсальным корреляционным анализом.

НА УЧНАЯ НОВИЗНА.

В результате проведенных исследований впервые получены данные:

• о количественных аспектах генотип-средовых соотношений в детерминированности фенотипического разнообразия показателей подвижности следующих суставов у детей 7-9 лет: тазобедренного (сгибание, разгн-

бание, отведение), коленного (сгибание), локтевого (сгибание), плечевого (выкрут) и позвоночного столба (сгибание и разгибание в сагиттальной плоскости, сгибание во фронтальной плоскости);

• об особенностях генотип-средовых соотношений в детерминированности межиндивидуальной вариабельности указанных выше показателей подвижности и суставах детей 7-9 лет разного пола;

• о количественных аспектах генотип-средовых соотношений в детерминированности межиндивидуальной изменчивости темпов прироста в условиях целенаправленной тренировки следующих показателей подвижности в суставах у детей 7-9 лет: сгибание в тазобедренном и коленном суставах, выкрут в плечевом суставе и сгибание позвоночного столба во фронтальной плоскости;

• о силе взаимосвязи между показателями подвижности указанных выше суставов детей и соответствующими показателями их родителей в парах мать-дочь, отец-дочь, мать-сын, отец-сын.

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ работы определяется тем, что полученные в исследовании данные приближают к пониманию закономерностей развития в процессе онтогенеза двигательных способностей, в частности, подвижное 1'И в суставах.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ полученных результатов состоит в возможности их использования как на уроках физической культуры, так и в работе спортивных секций, для осуществления индивидуального подхода к учащимся в процессе развития у них указанных способностей, а также для решения задач, связанных со спортивным отбором.

Материалы, изложенные в диссертации, могут быть использованы в учебном процессе физкультурных и педагогических университетов, на курсах и семинарах повышения квалификации учителей общеобразовательных школ и тренеров юных спортсменов, а также при дальнейшем изучении закономерностей развития подвижности в суставах.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ

1. Генетические и средовые эффекты вносят примерно равный вклад в фенотипическое разнообразие следующих показателей подвижности в суставах у детей 7-9 лет:

• сгибание, разгибание, отведение в тазобедренном суставе;

• сгибание и разгибание в сагиттальной плоскости, сгибания во фронтальной плоскости позвоночного столба;

• выкрут в плечевых суставах.

2. Существуют особенности генотип-средовых соотношений в детерминированности межиндивидуальной вариабельности подвижности в суставах у детей 7-9 лет разного пола: в рамках выявленных тенденций больший вклад генотипа в фенотипическое разнообразие рассмотренных признаков характерен для лиц мужского пола.

3. Генотип вносит больший вклад в фенотипическое разнообразие абсолютных показателей подвижности в суставах детей 7-9 лет, чем в фенотипическое разнообразие темпов прироста этих показателей в результате целенаправленной тренировки.

4. Для всех рассмотренных показателей подвижности характерны более значимые связи

• для мальчиков - с отцами,

• для девочек - с матерями.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные положения и результаты исследования были опубликованы в центральной печати (научно-методический журнал "Физическая культура", 1996, № 1), а также были доложены и обсуждались на международной научно-практической конференции "Физическая культура и спорт учащейся молодежи в развивающемся мире", Шуя, 1996; на заседаниях лаборатории физического воспитания Института возрастной физиологии.

СТРУКТУРА ДИССЕРТАЦИИ. Работа изложена на 132 страницах машинописного текста и состоит из введения, шести глав, выводов, содержит 32 таблицы и 25 рисунков. Список литературы насчитывает 155 наименований отечественной и зарубежной литературы.

РЕЗ УЛЬ ТА ТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ Показатели подвижности тазобедренного сустава.

Сравнение значений, полученных для трех рассматриваемых показателей подвижности в правом тазобедренном суставе - сгибание, разгибание и отведение - у партнеров нар МЗ и ДЗ близнецов привело к следующим результатам (табл. 1).

Средние внутрипарные различия во всех случаях больше у ДЗ, чем у МЗ. Найденные значения коэффициента наследуемости Хольцингера для всех рассматриваемых показателей (соответственно Н2=0,574, Н2=0,409 и Н"=0,511) попадают в интервал значений от 0,400 до 0,600, говорящий о примерно равном вкладе генетических и средовых факторов в фенотипическое разнообразие этих характеристик у детей 7-9 лег. Что подтверждается и достоверными значениями Р-критерия Фишера (во всех случаях р<0,01).

Эта же тенденция выявлена и для показателей подвижности левого тазобедренного сустава.

Что касается половых особенностей, то выявленная тенденция распространяется на представителей обоих полов, однако, с более высокими показателями наследуемости для мальчиков (в пределах 15%).

Таблица 1

Подвижность в тазобедренном суставе у МЗ и ДЗ близнецов 7-9 лет, угл.гр.

Статистические параметры

Показатель Близнецы

X а 52 Нг Р Г Р

МЗ 113,84 5,48 25,95 82

Сгибание 0,574 2,349 <0,01

ДЗ 112,08 9,11 60,98 78

МЗ 40,55 4,12 12,88 81

Разгибание 0,409 1,693 <0,01

ДЗ 39,65 5,27 21,82 77

МЗ 81.05 4,26 14,96 83

Отведение 0,511 2,047 <0,01

ДЗ 80,68 6,04 30,64 77

Примечание. Здесь н далее: X - среднее значение; с! - срепяя внутрипарная разность; б2 - средняя внутрипарная дисперсия; Н2 - коэффициент наследуемости; Р - критерий Фишера; Г - число степеней свободы; р - существенность критерия.

Показатели подвижности коленного и локтевого суставов.

Анализ показателей амплитуды сгибания в коленном и локтевом (правых) суставах у партнеров пар МЗ и ДЗ привел к следующим результатам (табл.2).

Сравнение внутрипарных значений рассматриваемых характеристик показывает, что дискордантность результатов МЗ (б2=21,19 для коленного сустава и б2=5,25 - для локтевого) меньше, чем дискордантность результант тестирования ДЗ (б~-31,96-для коленного и б"=7,29 - для локтевого), однако не настолько, чтобы получить высокие коэффициенты наследуемости: для коленного сустава - Н2 = 0,336, для локтевого - Н2 = 0,279. Соответственно, найдены и недостоверные значения Р-критерия Фищера: 1,507 -для коленного и 1,387 - для локтевого сустава, в обоих случаях р < 0,05. Все это говорит о преимущественном вкладе средовых факторов в межиндивидуальную вариабельность рассматриваемых характеристик. Такие же тен-

дснции найдены и для показателей подвижности левого коленного и локтевого суставов.

Таблица 2

Амплитуда сгибания в коленных и локтевых суставах у МЗ и ДЗ близнецов 7-9 лет, угл.гр.

Сустав Близнецы Статистические параметры

X 11 6" II3 1; Г Р

Коленный МЗ дз 141,99 140,49 5,48 6,59 21,19 31,96 0,336 1,507 83 77 <0,05

мз 151,44 2,52 5,25 83

Локтевой 0,279 1,387 <0,05

дз 149,87 2,93 7,29 77

Что касается половых особенностей, то найденные тенденции распространяются как на мальчиков, так и на девочек, однако для первых характерно несколько большее влияние генетических факторов (в пределах 4,7 % для коленных суставов и 9,7 % для локтевых).

Подвижность в плечевых суставах Результаты, полученные в ходе исследования приведены в табл.3.

Таблица 3

Подвижность в плечевых суставах у МЗ и ДЗ близнецов 7-9 лет, см

Статистические параметры

Близнецы

X а б2 Н2 Р { Р

МЗ 44,74 3,86 11,95 82

0,646 2,832 <0,001

дз 43,18 6,65 33,86 76

Сравнение конкордантности внутрипарных значений рассматриваемой способности показывает, что дискордантность МЗ (б2=11,95) значительно слабее, чем дискордантность ДЗ (б2=33,86).

Соответственно, для подвижности в плечевых суставах обнаружен высокий коэффициент наследуемости (Н2 = 0,646), что свидетельствует о несколько большем вкладе в межиндивидуальную вариабельность данной способности генетических факторов, что подтверждает и высокая значимость Б - критерия Фишера (Б = 2,832, р < 0,001).

Что касается половых особенностей, то общая тенденция незначительного преимущества влияния генетических факторов на развитие подвижности плечевых суставов распространяется на лиц обоего пола, но в рамках данной тенденции большее влияние генотипа характерно для девочек (на 3,2%).

Показатели подвижности позвоночного столба Сравнение показателей подвижности позвоночного столба у партнеров пар МЗ и ДЗ привело к следующим результатам (табл.4).

Таблица 4

Подвижность позвоночного столба у МЗ и ДЗ близнецов 7-9 лет, см

Статистические параметры

Показатель Близнецы

X А б2 Н2 Р Г Р

МЗ 40,22 3,87 10,53 83

Наклон вперёд 0,491 1,964 <0,01

ДЗ 40,75 5,37 20,68 79

МЗ 20,34 1,67 2,04 83

Наклон назад 0,430 1,755 <0,01

ДЗ 20,31 2,16 3,58 76

МЗ 20,35 2,07 3,42 82

Наклон вправо 0,467 1,876 <0,01

дз 20,50 2,94 6,43 78

Средние внутрипарные различия показателей амплитуды сгибания и разгибания позвоночного столба в сагиттальной плоскости, а также сгибание во фронтальной во всех случаях больше у ДЗ (<1 = 5,37 - для наклона вперёд; <1 = 2,16 - для наклона назад и (1 = 2,94 - наклона вправо), чем у МЗ ( соответственно с! = 3,87; с! = 1,67 и <1 = 2,07). Коэффициенты наследуемости Холыдангера, полученные для данных способности (Н2 = 0,491 - для наклона вперёд, Н2 = 0,430 - для наклона назад и Н2 = 0,467 - для наклона вправо) свидетельствуют о примерно равном влиянии наследственных и средовых факторов на их развитие, что подтверждают и высокие значения Б-критерия Фишера (см.табл.4), во всех случаях р<0,01.

Таким образом, средовые и генетические факторы вносят примерно равный вклад в фенотипическое разнообразие рассматриваемых характеристик. Та же тенденция обнаружена и для наклона влево.

Что касается половых особенностей, то найденные тенденции сохраняются для представителей обоих полов, хотя для мальчиков во всех случа-

ях характерно несколько большее влияние наследственности (в пределах от 2,1 % до 16 %).

Поскольку в силу присущих каждому научному методу ограничений, ни один из методов генетики поведения не может считаться универсальным, рекомендуется (Сергиенко Л.П.,1990, .1.87ора,1989) использовать эти методы в комплексе. Учитывая это, в нашем исследовании для получения более объективных результатов, наряду с близнецовым методом - основным в генетике поведения - был использован метод генеалогический (или семейный).

Результаты внутрисемейного тестирования приведены в табл. 5 и 6.

Тазобедренный сустав

Как видно, для показателей амплитуды сгибания в тазобедренном суставе статистически значимые коэффициенты корреляции выявлены в парах мать - дочь (г = 0,574),отец - дочь (г = 0,474) и отец-сын (г = 0,531). Незначимая связь определена для пары мать - сын (г = 0,214). Из трех значимых связей две - в парах мать-дочь и отец-сын - могут быть отнесены к связям средней силы.

Для амплитуды разгибания в тазобедренном суставе средней силы связь выявлена лишь в паре отец - сын (г = 0,523), для остальных пар найдены более низкие коэффициенты корреляции: хотя все они существенны, однако, могут быть отнесены лишь к слабым связям.

Рассмотрим коэффициенты корреляции, полученные для показателей отведения в тазобедренном суставе. Как и в предыдущем случае, средней силы связь обнаружена лишь в паре отец - сын (г = 0,521). В паре мать - сын связь хотя и существенная, но слабая (г = 0,458). Что касается девочек, то для них в обоих случаях найдены практически одинаковой силы связи, которые могут быть отнесены к значимым, но слабым (г = 0,445 в паре отец-дочь и г = 0,461 в паре мать-дочь).

Коленный и локтевой суставы

Анализ внутрисемейных корреляций для амплитуды сгибания в коленном суставе показал, что существенная связь найдена лишь для пары отец-сын (г = 0,391), но она может быть отнесена только к слабым связям.

Для всех остальных пар найдены очень низкие коэффициенты корреляции, свидетельствующие о несущественности связей между рассматриваемыми показателями у детей и родителей.

Сопоставление коэффициентов корреляции во внутрисемейных парах приводит к следующему заключению: у мальчиков более значима связь с

Взаимосвязь между показателями подвижности в суставах мальчиков 7-9 лет и их родителей, (г ± тг)

Сопоставляемые пары

Показатели Отец Мать Сын Отец-Сын Мать-Сын

X±s X±s X±s г±тг r±mr

1. Сгибание в **

тазобедр.,суст., 111,606 113,970 113,394 0,531 0,214

угл. гр. 1,294 1,349 2,350 0,125 0,166

2. Отведение в •* **

тазоб.,суст., 74,212 75,576 81,121 0,521 0,458

угл. гр. 0,750 1,466 2,341 0,126 0,137

3. Разгибание в ** **

тазобедр.,суст., 38,122 36,667 37,576 0,523 0,450

угл. гр. 0,669 0,700 1,289 0,126 0,138

4. Сгибание в *

коленном суст., 136,576 138,182 147,636 0,391 0,113

угл. гр 1,861 1,650 1,490 0,147 0,171

5. Сгибание в

локтевом суст., 28,030 30,818 24,212 0,215 0,208

угл. гр 0,716 0,815 0,514 0,165 0,166

6. Наклон вправо, **

см 23,424 22,455 22,848 0,447 0,260

1,633 0,475 0,591 0,139' 0,162

7. Наклон вперёд, **

см 41,091 44,061 45,848 0,461 0,185

2,345 0,515 1,331 0,137 0,167

8. Наклон назад, *

см 22,667 20,030 20,455 0,431 0,158

1,319 0,716 0,590 0,141 0,169

9. Гибкость ***

плечевых суст., 60,758 64,727 41,909 0,554 0,060

см 0,868 3,095 0,980 0,120 0,173

Примечание : здесь и далее звездочкой отмечен уровень значимости г : * - Р < 0,05 ; ** - Р < 0,01 ; *** -Р <0,001.

Взаимосвязь между показателями подвижности в суставах девочек 7-9 лет и их родителей, (г ± шг)

Сопоставляемые пары

Показатели Отец Мать Дочь Отец-Дочь Мать-Дочь

Х±Б Х±в Х±Б г±шг г±шг

1. Сгибание в *♦*

тазобедр.,суст., 111,622 114,649 115,784 0,474 0,574

угл. гр. 0,790 1,423 1,252 0,127 0,110

2. Отведение в ** **

тазобедр.,суст.,. 72,838 77,135 83,405 0,445 0,461

угл. гр. 1,337 2,045 0,833 0,131 0,129

3. Разгибание в **

тазобедр.,суст., 38,243 38,757 39,486 0,313 0,412

угл. гр. 1,644 1,824 1,267 0,148 0,136

4. Сгибание в

коленном су ст., 137,108 138,000 146,865 0,035 0,219

угл. гр 1,623 1,469 1,463 0,164 0,156

5. Сгибание в

локтевом суст. 28,027 30,216 23,378 0,125 0,250

угл. гр 0,891 0,994 0,850 0,161 0,154

6. Наклон вправо. *

см 23,486 23,459 21,270 0,315 0,349

0,557 0,908 1,046 0,148 0,144

7. Наклон вперёд, **

см 42,108 42,378 40,568 0,203 0,444

1,086 1,735 0,906 0,157 0,132

8. Наклон назад, *

см 20,378 22,784 21,054 0,243 0,402

0,380 0,473 0,601 0,154 0,137

9. Гибкость плече- **»

вых суставов, см 63,595 60,405 42,108 0,281 0,666

1,273 0,894 1,010 0,151 0,091

отцом (г = 0,391), чем с матерью (г = 0,113), у девочек же, наоборот, более значима связь с матерью (г = 0,219), чем с отцом (г = 0,035).

Анализ статистических связей между показателями амплитуды сгибания в локтевом суставе детей и их родителей привел к следующим результатам: во всех четырех случаях коэффициенты корреляции имеют очень низкие значения и, соответственно, связи во всех парах - несущественны (все они попадают в интервал от 0,125 до 0,250 ).

Плечевой сустав.

Как видно, в парах мать-сын и отец-дочь достоверных связей не выявлено (р>0,05). Однако, значимые и средние по силе связи обнаружены в парах отец-сын (г = 0,554) и мать-дочь (г = 0,666).

Позвоночный столб.

Как видно, значимые коэффициенты корреляции для показателей наклона вправо были найдены в парах отец-сын (г = 0,447), мать-дочь (1=0,349) и отец-дочь (г = 0,315). Все эти связи могут быть отнесены к слабым.

Рассмотрим показатели внутрисемейного тестирования для сгибания (наклон вперед) и разгибания (наклон назад) позвоночного столба в сагиттальной плоскости. Для этих характеристик подвижности найдены практически идентичные результаты: и для наклона вперед и для наклона назад достоверные связи обнаружены только в парах отец -сын (соответственно г = 0,461 и г = 0,431) и мать-дочь (соответственно г=0,444 и г = 0,402). Все они ниже значения 0,500 и могут быть отнесены лишь к слабым связям.

Рассмотрим совокупные результаты близнецового и генеалогического методов: насколько они согласуются друг с другом.

Как уже отмечалось, для показателей подвижности позвоночного столба (наклоны вперед, назад, вправо и влево),тазобедренного (сгибание, разгибание, отведение) и плечевого суставов с помощью близнецового метода получены коэффициенты наследуемости, которые или вписываются в интервал от 0,400 до 0,600, гаи очень близки к нему, что говорит о примерно равном вкладе генотипа и среды в фенотипическое разнообразие рассматриваемых признаков. Для этих же показателей подвижности с помощью генеалогического метода как для мальчиков, так и для девочек были выявлены значимые коэффициенты корреляции хотя бы с одним из родителей. Большинство выявленных значимых связей относятся к слабым (хотя многие из них приближаются к значению 0,5, говорящему о связи средней силы). Для двух же показателей подвижности (сгибание в тазобедренном суставе и выкрут в плечевом) выделены связи средней силы.

Таким образом, данные семейного тестирования согласуются с результатами близнецового исследования и подтверждают вывод о примерно равном вкладе генотипа и среды в межиндивидуапьную вариабельность указанных показателей подвижности в суставах у детей 7-9 лет.

Что касается подвижности коленного и локтевого суставов, то согласно данным, полученным близнецовым методом, фспотипичсскос разнообразие этих показателей в значительной мере зависит от средовых эффектов. Сходные выводы можно сделать и по данным семейного тестирования: из 8-ми связей, вычисленных для данных суставов, лишь одна значима (в парс отец-сын для коленного сустава), да и та может быть отнесена лишь к слабым.

Итак, согласно совокупным результатам близнецового и генеалогического методов исследования, все рассмотренные показатели подвижности могут быть разделены на две группы в зависимости от соотносительного вклада генотипа и среды в их фенотипическое разнообразие у детей 7-9 лет: в одну группу входят показатели подвижности позвоночного столба (наклоны назад, вперед, влево и вправо), тазобедренного (сгибание, разгибание и отведение) и плечевого суставов, в другую - показатели а м тип пуды сгибания в коленном и локтевом суставах. Для пернем"! группы характерен примерно равный вклад генотипа и среды в их межиндивидуальную изменчивость, для второй - значительное преимущество средовых эффектов.

По поводу результатов, полученных для первой группы суставов можно сказать следующее.

Согласно данным ряда авторов (Б.А.Никитюк, 1974; А.К.Москатова, 1984; В.М.Русалов, 1979) в онтогенезе на всех уровнях организации человека, начиная с морфологического, наблюдается волнообразный характер ге-нотип-средовых соотношений. В частности, Б.А.Никитюк (1974) показал, что для таких характеристик, как длина тела, масса, окружность грудной клетки, характерен переход от преимущественно средовых влияний в дошкольном возрасте к равному количественному влиянию наследственности и среды в младшем школьном и преобладанию генотипических факторов в старшем школьном возрасте.

Таким образом, учитывая возраст наших испытуемых (младший школьный), можно отметить, что полученные нами результаты прекрасно вписываются в эту периодизацию изменения роли генотипа в формировании вариабельности фенотипа различных параметров жизнедеятельности организма.

Кстати, именно особенностями возрастной динамики во взаимоотношениях наследственных и средовых влияний можно объяснить факт получения нами коэффициентов более низких, чем в аналогичной работе

Л.П.Сергиенко и С.В.Алексеевой (1985). Просто нужно учесть, что в их исследовании принимали участие близнецы старшего школьного возраста, для которог о характерно возрастание роли генотипа.

Вернемся к результатам, полученным для второй группы суставов.

С одной стороны, факт преимущественного вклада среды в вариабельность подвижности этих суставов, можно было бы объяснить тем, что, как было установлено ранее (Никитюк Б.А., 1975), с нарастанием степени тренированности проявляемость наследственных воздействий может уменьшаться. А ведь коленный и локтевой суставы в отличии от других рассмотренных нами сочленений, находятся в постоянном "употреблении" в повседневной жизни, т.е. испытывает систематическое тренирующее воздействие.

Однако нам представляется более правомерным другое объяснение. Мы считаем, что локтевой и коленный суставы - это те сочленения, в которых (при их сгибании) практически не проявляются те индивидуальные особенности организма, которые определяют уровень развития подвижности в суставах. Дело тут заключается в том, что согласно данным ряда авторов (Л.К.Семенова, Б.В.Сермеев, 1991; Л.Ф.Доленко, 1970; В.С.Якубов, 1974 п др.) межиндивидуальная вариабельность подвижности в суставах практически полностью определяется степенью растяжимости и упругости так называемых биомеханических тормозов движений, в первую очередь -связок: методом послойного препарирования структурных компонентов сустава (Л.К.Семенова, Б.В.Сермеев, 1991), было установлено, что удаление их приводит к резкому возрастанию амплитуды движений (при сгибании в тазобедренном суставе, например, более чем на 130 градусов).

Если с учетом вышесказанного проанализировать движения сгибания в коленном и локтевом суставах, то можно заметить, что в этих суставах при их сгибании действие биомеханических тормозов не так велико, как, например при аналогичном движении в тазобедренном суставе: так по данным Л.К.Семеновой и Б.В.Сермеева (1991) максимальная амплитуда абсолютно безболезненного активного сгибания достигает у детей 7-9 лет в локтевом суставе в среднем 160 градусов, в коленном - 145. Таким образом, на долю мышц и связок остается всего 20 градусов в первом случае и около 35 - во втором. В силу указанного выше, при выполнении движений сгибания в коленном и локтевом суставах мышцы и связки не испытывают значительных напряжений, при которых проявляются те их индивидуальные особенности (растяжимость и упругость), которые во многом определяют амплитуду движений в других суставах. Об этом свидетельствует и очень незначительная межнпдшшдуальпая вариабельность результатов тестирования амплитуды сгибания в этих суставах: так коэффициент вариации для показателей

сгибания в коленном суставе достигает у близнецов - в среднем 5,3 %, в локтевом - 3,2 %, тогда как для других суставов он варьирует в пределах от 9,7 % до 18,9 %.

В связи с вышесказанным, следует признать, что движения сгибания в коленном и локтевом суставах не могут быть рекомендованы ни в качестве тестов для генетических исследовании, ни в качестве тестов для отбора детей для занятия спортом.

Обратимся к особенностям генотип-средовых соотношений в детерминированности межиндивидуалыюй вариабельности подвижности в суставах детей 7-9 лет в зависимости от пола ребенка.

Судя по результатам исследования выявленные гепотип-средовые соотношения распространяются на лиц обоего пола. Однако, в рамках выявленных тенденций, несколько большее (в пределах 16 %) влияние генотипа характерно для лиц мужского пола.

Таким образом, полученные нами данные, подтверждают гипотезу В.А.Геодакяна (1965), согласно которой для мужского организма характерно большее влияние генотипа, чем для женского.

Согласуется это и с результатами многолетних исследований, проведенных в лаборатории Б.А.Никитюка (1974), в которых было установлено, что у представителей мужского пола по ряду морфологических и физиологических признаков наблюдается более высокая наследственная обусловленность, чем у представительниц женского пола.

Однако результаты нашей работы противоречат данным Л.П.Сергиенко и C.B.Алексеевой (1978), которые также изучали особенности влияния генотипа и среды на показатели гибкости позвоночного столба, тазобедренного и плечевого суставов у лиц разного пола и во всех случаях более высокие коэффициенты наследуемости получили для девочек.

Возможная причина такой рассогласованности результатов заключается в малочисленности выборки, исследуемой в указанной работе: из 50 нар лишь 16 пар - девочки, причем выборка очень смешанна по возрастному составу (возрастной разброс от 11 до 17 лет). Поэтому существует' вероятность отличия результатов, полученных для этой выборочной совокупности от совокупности генеральной.

Говоря о половых особенностях, следует также учесть данные семейного тестирования, согласно которому установлено, что у мальчиков по всем показателям подвижности более тесная связь выявилась с отцами, а у девочек - с матерями. Таким образом, прогноз уровня развития подвижности в суставах у мальчиков более оправдан по соответствующим показателям отцов, а у девочек - по соответствующим показателям матерей. Особенно надежное прогнозирование результатов, как у мальчиков, так и у де-

вочек, возможно для следующих показателей подвижности: выкрут в плечевых суставах, сгибание и отведение в тазобедренном суставе и сгибание позвоночного столба в сагиттальной плоскости (наклон вперед).

Попутно отметим также, что хотя мы не ставили перед собой задачу выяснить механизм передачи наследственной информации, однако по данным внутрисемейного тестирования можно сказать по этому поводу следующее: поскольку более сильные внутрисемейные корреляции выявлены в парах мать-дочь, а не отец-дочь и в парах отец-сын, а не отец-дочь, а также, учитывая, более высокие коэффициенты наследуемости у лиц мужского пола - можно предположить аутосомный механизм наследования подвижности в суставах. Однако, следует отметить, что малочисленность нашей выборки для решения подобного рода задач не позволяет нам акцентировать внимание на полученном нами результате.

РЕЗУЛЬ ТА ТЫ ЭКСПЕРИМЕНТА.

Для выяснения вопроса о влиянии генотипа и среды на темпы прироста подвижности в суставах детей 7-9 лет в условиях целенаправленной тренировки нами были выбраны следующие показатели подвижности:

• сгибание в тазобедренном суставе;

• подвижность плечевого сустава;

• сгибание позвоночного столба во фронтальной плоскости;

• сгибание в коленном суставе.

Этот выбор объясняется тем, что как было установлено ранее (см. выше), в изменчивости первых двух показателей большую роль играют генетические факторы , в изменчивость же двух других - факторы среды. Поэтому нам представляется интересным сравнение темпов прироста именно этих показателей подвижности.

Анализ результатов эксперимента показал (табл.7), что в процессе тренировки абсолютные значения всех рассматриваемых показателей подвижности улучшились как у ДЗ, так и у МЗ близнецов (во всех случаях р<0,05).

Сравнение значений темпов прироста изучаемых показателей подвижности показало (табл.8), что во всех четырех случаях внутрипарные различия (с!) больше у ДЗ, чем у МЗ близнецов. Однако, при сгибании в тазобедренном суставе и выкруте в плечевом суставе разница между величинами с! у МЗ и ДЗ значительно больше, чем при сгибании в коленном суставе и наклоне позвоночного столба вправо. Соответственно, и коэффициенты наследуемости различны: для первых двух показателей величины их попадают в интервал от 0,400 до 0,600, говорящий о равном вкладе генотипа и среды в фенотнпическое разнообразие этих характеристик, для двух других - низ-

кие значения коэффициентов говорят о преимущественном вкладе среды в их межиндивидуальную вариабельность.

Таблица 7

Изменения подвижности в ряде суставов у МЗ и ДЗ

Показатель Близнецы Данные Р

исходные конечные

Сгибание в - МЗ 116,05 ± 1,38 132,55 + 1,42 <0,05

тазобедренном

суставе, угл.гр. ДЗ 115,00 ± 1,81 132,52 ± 1,38 <0,05

Выкрут в МЗ 42,12 ± 1,53 50,62 ± 1,93 <0,05

плечевом

суставе, см ДЗ 39,55 ± 1,71 47,12 ± 1,75 <0,05

Наклон МЗ 21,32 ±0,51 28,72 ± 0,65 <0,05

позвоночного

столба вправо, см ДЗ 20,82 ± 0,40 27,62 ± 0,54 <0,05

Сгибание в МЗ 143,75 + 1,38 150,62 ±0,98 <0,05

коленном

суставе, угл.гр. дз 142,42 ± 1,42 149,67 ± 1,09 <0,05

Темп прироста тех показателей подвижности, абсолютные значения которых в несколько большей мере зависят от генетических факторов - плечевой и тазобедренный суставы - также формируются по сходной программе, хотя с некоторым ослаблением роли генотипа.

Показатели подвижности, абсолютные значения которых в большей мере определяются средовыми факторами - коленный сустав и позвоночный столб - и по темпам своего прироста также находятся под преимущественным влиянием средовых факторов.

Сравнение значений коэффициента наследуемости, полученных для темпов прироста рассматриваемых показателей подвижности с абсолютными их значениями (табл.9) свидетельствует, что для всех четырёх рассмотренных показателей подвижности коэффициенты наследуемости для темпов прироста имеют меньшие значения, чем коэффициенты наследуемости, найденные для абсолютных значений этих показателей.

Подобная же закономерность была выявлена при изучении влияния генотипа и среды на темпы прироста гибкости (Л.П.Сергиенко, С.В.Алексеева, 1985), некоторых координационных способностей (В.А.Соколкина, 1991),а также некоторых морфологических признаков (С.С.Дарская, Т.В.Панасюк, М.Травицкая, 1974; Т.В.Панасюк, 1974).

Геиотип-средовые влияния на темпы прироста подвижности в ряде суставов МЗ и ДЗ близнецов 7-9 лет

Статистические параметры

Показатель Близнецы

X d S2 Нг F f Р

Сгибание в МЗ 16,50 4,10 13,75 20

тазобедреч. 0,455 1,838 >0,05

су ст., у гл. гр. ДЗ 17,52 6,05 25,27 20

Выкрут в МЗ 8,50 2,95 6,87 20

плечевом 0,564 2,204 <0,05

су ст., см ДЗ 7,57 4,85 15,7 20

Наклон МЗ 7,40 2,00 3,10 20

позвон.ст. 0,326 1,483 >0,05

вправо, см дз 6,80 2,30 4,60 20

Сгибание в МЗ 6,80 2,02 11,77 20

коленном 0,212 1,269 >0,05

су ст., угл.гр ДЗ 7,25 4,60 14,95 20

Следует отметить, что некоторые из названных выше авторов, в частности, Л.П.Сергиенко и С.В.Алексеева (1985), опираясь на эти данные предполагают, что "темпы развития двигательных способностей в большей мере поддаются тренировке, чем абсолютные их показатели, т.е. путем целенаправленного развития можно быстрее достичь того уровня в развитии двигательной способности, который генотипически обусловлен. Дальнейшие тренировочные воздействия, скорее всего, не приведут к росту абсолютных показателей способности, а лишь обеспечат поддержание достигнутого уровня,"

Таблица 9

Величины Н2 для темпов прироста и для абсолютных значений ряда показателей подвижности в суставах у детей 7-9 лет

H2 Показатели подвижности

Сгибание в тазобедр. суст. Выкрут в плечевом суст. Сгибание в коленном суст. Наклон вправо

Для темпов прироста 0,455 0,564 0,212 0,326

Для абсолютных значений 0,574 0,646 0,336 0,467

ВЫВОДЫ

1. Генетические и средовые эффекты вносят примерно равный вклад в фенотипическое разнообразие следующих показателей подвижности в суставах детей 7-9 лет:

• сгибание, разгибание, отведение в тазобедренном суставе;

• сгибание и разгибание в сагиттальной плоскости, сгибание но фронтальной плоскости позвоночного столба;

• выкрут в плечевых суставах.

2. Закономерность примерно равного вклада генотипа и среды в фенотипическое разнообразие рассмотренных показателей подвижности (сгибание, разгибание и отведение в тазобедренном суставе; выкрут в плечевом суставе; сгибание и разгибание в сагиттальной плоскости и сгибание во фронтальной плоскости позвоночного столба) прослеживается у представителей обоих полов, но для лиц мужского пола характерен больший вклад генотипа (в пределах 16 %) в фенотипическое разнообразие указанных признаков.

3. Темпы прироста подвижности суставов (тазобедренного, плечевого, коленного и позвоночного столба), подвергнутых целенаправленной тренировке, находятся под меньшим влиянием генотипа (в пределах 14,1%), чем абсолютные ее показатели.

4. Для всех рассмотренных показателей подвижности (сгибание, отведение, разгибание в тазобедренном суставе; сгибание и разгибание в сагиттальной плоскости и сгибание во фронтальной плоскости позвоночного столба; выкрут в плечевом суставе; сгибание в коленном и локтевом суставах) характерны более значимые (в основном, слабые) связи у мальчиков - с отцами, у девочек - с матерями.

5. В качестве тестов для спортивного отбора детей 7-9 лет могут быть рекомендованы следующие показатели подвижности

• на этапе первичного отбора', сгибание и отведение в тазобедренном суставе; сгибание и разгибание позвоночного столба в сагиттальной плоскости: выкрут в плечевых суставах;

• на этапе вторичного отбора: темпы прироста амплитуды сгибания в тазобедренном суставе и подвижности плечевого сустава.

6. Амплитуда сгибания в коленном и локтевом суставах не может быть рекомендована в качестве критерия спортивного отбора или теста в генетических исследованиях, поскольку ее показатели малоинформативны по отношению к особенностям биомеханических тормозов движений, определяющим межиндивидуальную вариабельность показателей подвижности.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Калинцева И.Г., Соколкина В.А.

Генетические и средовые детерминанты изменчивости активной гибкости у детей 7-9 лет //Физическая культура и спорт учащейся молодежи в развивающемся мире/ Материалы 2-й Международной научно-практической конференции, г.Шуя, 1996 г., С.112-113

2. Калинцева И.Г., Малых С.Б., Соколкина В.А.

Природа индивидуальных различий активной гибкости у детей 7-9 лет // Физическая культура, № 1, 1996, С.59-62.

3. Калинцева И.Г.

Природа межиндивидуальной вариативности показателей подвижности в суставах у детей 7-9 лет // Тез.научной конференции. -Коломна, 1997 (в печати).

4. Калинцева И.Г., Соколкина В.А.

Исследование влияния наследственных и средовых факторов на показатели подвижности в суставах у детей 7-9 лет (в печати - сборник стати!, Владимир, 1997).

5. Калинцева И.Г.

Генетические и средовые влияния на показатели подвижности в суставах детей 7-9 лет разного пола // Тез.научной конференции, г.Мурманск, 1997 г.

Подписано к печати 24.04.97 г. Тираж 100 экз.

Подготовлено к печати В.В. Трифонов тел. (0922) 27-53-57, trf@vtz.ru