Степень биологического созревания как наиболее значимый предиктор спортивной успешности юных спортсменов в видах спорта с наиболее высоким уровнем конкуренции

Авторы

Т.М. Вахидов1,2, Г.И.Малякин1,2, Е.С. Капралова, Э.Н. Безуглов1,2

Организации

1 Лаборатория спорта высших достижений института клинической медицины им. Н.В. Склифосовского Первого МГМУ им. И.М. Сеченова, Москва, Россия

2 Кафедра спортивной медицины и медицинской реабилитации института клинической медицины им. Н.В. Склифосовского Первого МГМУ им. И.М. Сеченова, Москва, Россия


Аннотация

Обоснование:

Ключевым фактором, определяющим эффективность программ идентификации талантливости, является объективизация статуса биологической зрелости юных спортсменов, что позволяет корректно интерпретировать результаты тестирований физических качеств и спортспецифичных навыков. В связи с этим внедрение в практику работы ведущих спортивных организаций неинвазивных, легко воспроизводимых и релевантных методов определения статуса биологической зрелости представляет большой практический интерес.

Цель исследования: 

Оценить релевантность и практичность метода определения степени биологического созревания с использованием ультразвуковой диагностики среди юных футболистов элитного и суб-элитного уровней.

Методы: 

В исследовании приняли участие 103 юных футболиста в возрасте 11-12 лет (рост 150.2±14.2 см, масса 39.9±12.5 кг) из шести команд второго дивизиона первенства города (суб-элитный уровень), а также 51 воспитанник мужского пола 11-12 лет из ведущей футбольной академии (рост 152.2±12.8 см, масса 41.0±12.8 кг), которых отнесли к элитному уровню. Всем участникам были выполнены измерения антропометрии, степени соматического созревания (по методу Хамиса-Роше) и скелетного возраста с использованием ультразвукового аппарата BAUSport™ Sonic Bone.

Результаты: 

Средний хронологический возраст, масса и рост в группах элитных и суб-элитных футболистов были сопоставимы (p=0.67, p=0.16, p=0.31 соответственно), а скелетный возраст значимо превышал хронологический (p=0.042) – более выраженно в группе воспитанников ведущей футбольной академии (р=0.031).

Сравнение четырех групп суб-элитных футболистов с разным скелетным возрастом продемонстрировали значимую разницу между ними в отношении хронологического возраста (p<0.001), роста (p<0.001), массы (p<0.001) и индекса массы тела (p=0.008). Однако юные футболисты с самым маленьким скелетным возрастом статистически значимо не отличались от самых зрелых футболистов в отношении большинства скоростно-силовых и спортспецифических навыков (p<0.05).

Заключение:

            Метод определения степени биологического созревания с использованием ультразвуковой диагностики является важным доступным и практичным инструментом для прогнозирования спортивной успешности у юных футболистов разного уровня.

 

Ключевые слова: биологическая зрелость, идентификация талантов, скелетный возраст, юные футболисты.

Введение

Исторически люди, обладающие исключительными способностями и достижениями, за что получали статус “одаренного” и/или “талантливого” человека. Первоначально исследователей привлекала интеллектуальная талантливость, и поэтому постоянно была поводом для изучения и описания [1], но стремление людей “занять пьедестал” наблюдается не только в науке и искусстве, поэтому с течением времени стали говорить о талантливости в спорте [2, 3]. Несмотря на осознании надобности целостного мультидисциплинарного подхода в данном вопросе, идентификация талантливости среди детей и юношей в наиболее конкурентных видах спорта (футболе и хоккее) до сих пор, чаще всего, происходит на основании субъективного мнения тренеров и скаутов [4, 5]. И чаще всего в поле зрения субъективного мнения оказываются навыки, определяющиеся антропометрическими данными и физическими качествами.

В связи с этим, как убедительно демонстрируют множество исследований, преимущество могут получать дети, рождённые ближе к временной точке отнесения набора в группы («раннерожденные») (чаще всего, это январь-март), что приводит к широкому распространению эффекта относительного возраста [6]. Это связано с тем, что такие дети с большей вероятностью будут более зрелыми чем их «позднерожденные» сверстники (октябрь-ноябрь) [7]. При этом подобное преимущество «раннерожденных» спортсменов отмечается на юношеском уровне и исчезает на взрослом [8]. Подтверждением указанным выше утверждением является перепредставленность «раннерожденных» юных спортсменов на юношеском и молодежном уровнях в наиболее популярных видах спорта (футбол, хоккей и легкая атлетика) или в видах спорта, где сила является ключевым фактором успешности (тяжелая атлетика) [9, 10, 11, 12]. В связи с этим определение статуса биологической зрелости является ключевым фактором объективизации программ идентификации талантливости и сохранению в спорте наиболее талантливых детей и подростков [13].

«Золотым» стандартом определения степени биологической зрелости является определение скелетного возраста (СВ) с использованием рентгенографии левой кисти. Однако этот способ имеет несколько значимых недостатков (стоимость, необходимость обучения специалистов, ионизирующее излучение), что делает важным в практическом отношении поиск методов определения скелетного возраста, лишенных этих недостатков. Помимо рентгенографии, возможно использование других аппаратных методов, например ультразвукового исследования (УЗИ) и магнитно-резонансной томографии (МРТ) [14]. Использование УЗИ для оценки СВ было предложено eще в конце двадцатого века [15] и на данный момент набирает значимые обороты использования в мировой спортивной практике, так как сочетает в себе портативность, удобство в применении и быстроту выполнения исследований [16]. Помимо определения величины скелетного возраста, данная методика предоставляет автоматический расчет крайне важного для спортивных врачей и тренеров параметра – возраста при пиковой скорости роста, который отображает возраст ребенка, при котором скорость его роста будет максимальной.

В связи с этим использование данного метода представляется простым и надежным инструментом для выявления наиболее конкурентоспособных спортсменов, который позволяет произвести оценку физических качеств и спортспецифических навыков с поправкой на объективный статус биологической зрелости.

Цель исследования: оценить релевантность и практичность метода определения степени биологического созревания с использованием ультразвуковой диагностики среди юных футболистов разного уровня.

Методы

Дизайн исследования

На первом этапе проведенного кросс-секционального исследовании приняли участие 103 суб-элитных юных (11-12 лет) футболиста (рост 150.2±14.2 см, масса 39.9±12.5 кг, ИМТ 17.5±3.8 км/м2) из шести команд, принявших участие в экспериментальном турнире, участники которого относились к академиям команд второго дивизиона в чемпионате города с населением более 8 миллионов человек. Они были дополнительно разделены на четыре группы в зависимости от скелетного возраста, в которых в дальнейшем проведен сравнительный анализ.

Во втором этапе исследования приняли участие 51 воспитанник 11-12 лет ведущей футбольной академии (рост 152.2±12.8 см, масса 41.0±12.8 кг, ИМТ 17.6±3.7 км/м2), результаты тестирования которых сравнили с данными, полученными на первом этапе исследования.

Всем участникам были выполнены измерения антропометрии (рост, масса, индекс массы тела), степени соматического созревания (по методу Хамиса-Роше), скелетного возраста с использованием ультразвукового аппарата BAUSport™ Sonic Bone, а также проведены тестирования физических качеств и спортспецифических навыков: спринт 5, 10, 20 и 30 метров, прыжок с противодвижением, горизонтальный прыжок, Т-тест, дриблинг, смена направления.

Критерии соответствия

- Наличие информированного письменного согласия

- Нахождение в возрасте до “скачка роста”

- Отсутствие травм или иных заболеваний на момент проведения исследования

- Участие в экспериментальном турнире (для первого этапа исследования)

Методы регистрации исходов

Система BAUSport с сопутствующим программным обеспечением производства компании SonicBone Medical Ltd., Ришон ле-Цион, Израиль, использовалась для оценки СВ на основе ультразвуковой оценки трех зон окостенения на запястье левой руки согласно инструкциям производителя и рекомендациям по эксплуатации.  Для определения скелетного возраста испытуемый должен положить левую кисть (поочередно в трех разных положениях) на платформу аппарата. Исследуются центры вторичного окостенения дистальных отделов лучевой и локтевой костей на эпифизах в области кисти: зон роста третей пястной кости, дистальный эпифиз и прилегающего к ней тела проксимальной фаланги. Информация, основанная на скорости распространения высокочастотных волн ультразвукового импульса через кость и коэффициент затухания поступает в интегрированный алгоритм, использующий метод балльной оценки, разработанный Таннером и Уайтхаусом (метод TW2) (Изображение 1).

А Б В

Изображение 1. А, Б, В – Положения кисти, в которых проводится оценка зон окостенения с помощью системы BAUSport.

Определение степени соматического созревания проводилось способом математического моделирования был получен расчётом процента от прогнозируемого роста взрослого человека, который был рассчитан с использованием формулы Хамиса-Роше при помощи программного обеспечения для работы с электронными таблицами “Excel”:

прогнозируемый рост взрослого человека = β0 + β1 × рост ребенка (дюймы)
+ β2 × вес ребенка (фунты)
+ β3 × средний рост родителей (дюймы),

где β0, β1, β2, β3 – коэффициенты, полученные из соответствующих таблиц [17].

Определение антропометрических данных включало в себя измерения роста и массы участников и их родителей, а также расчёт ИМТ. Для измерения роста и веса игроков использовались портативный стадиометр и напольные весы. Все измерения были выполнены в соответствии с правилами Международного общества кинанантропометрии. Для расчёта индекса массы тела использовалась формула: “масса (кг) / рост (м)2”.

Показатели физических и спортспецифических навыков были получены в ходе проведения тестирования, включающего в себя следующие навыки: спринт 5, 10, 20 и 30 метров; прыжок с противодвижением; горизонтальный прыжок; Т-тест; скоростное ведение мяча; бег со сменой направления.

Для проведения данного тестирования использовалась система синхронизации SmartSpeed Pro (VALD Performance, Брисбен, Австралия) и система SmartJump™, VALD Performance, Австралия). С полным описанием методики выполнения упражнения и тестов можно ознакомиться в исследовании Bezuglov et al., 2023 [18]. Все тестирования выполнялись на искусственном футбольном покрытие в привычной для участников одежде и обуви. 

Этическая экспертиза

Для проведения данного исследования было получено разрешение локального этического комитета (выписка из протокола № 22-21 от 09.12.2021). Исследование было проведено согласно принципам и правилам Хельсинской декларации. Все участники и их представители предоставили согласие на участие в данном исследовании.

Статистический анализ

Статистический анализ проводился в программе Jamovi. Для оценки нормальности распределения использовался критерий Шапиро-Уилка. Для сравнения переменных в разрезе ранне, поздне и вовремясозревающих использовался критерий Крускала-Уоллеса (ненормальное распределение) или ANOVA (нормальное распределение) с последующим попарным сравнением при значимом различии.

Результаты

Проведенный анализ выявил, что средний хронологический возраст (139.5 и 139 месяцев, p=0.67), масса (p=0.16) и рост (p=0.31) в группе элитных и суб-элитных юных футболистов были сопоставимы. Скелетный возраст в обеих группах значимо превышал хронологический (p=0.042) и это было более выраженно в группе воспитанников элитной футбольной академии (142±12.1 и 146±11.7 месяцев соответственно, р=0.031).

При этом степень соматического созревания была выше в группе футболистов из элитной академии (80.4±2.7% и 81.6±2.5% соответственно, p=0.014). Скелетный возраст в изучаемой выборке варьировался от 9 лет и 9 месяцев до 14 лет и 7 месяцев (средний возраст 11 лет и 10 месяцев), а хронологический возраст от 10 лет и 8 месяцев до 12 лет 7 месяцев (средний возраст 11 лет и 8 месяцев).

Сравнение четырех групп суб-элитных юных футболистов с разным скелетным возрастом продемонстрировали значимую разницу между ними в отношении хронологического возраста (p<0.001), роста (p<0.001), массы (p<0.001) и индекса массы тела (p=0.008). Однако юные футболисты с самым маленьким скелетным возрастом статистически значимо не отличались от самых зрелых футболистов в отношении скоростно-силовых и спортспецифических навыков (p >0.05). Разница была обнаружена только в горизонтальном прыжке между 2 и 4 процентилем (p=0.004).

Обсуждение

Результаты данного исследования демонстрируют, что степень биологической зрелости статистически значимо выше среди элитных юных футболистов. При этом разброс показателей скелетного возраста может находиться в широком диапазоне и значительно превышать показатели хронологического возраста, как среди элитных, так и среди суб-элитных юных футболистов, однако среди выборки элитных футболистов разница между хронологическим возрастом и скелетным более выражена, что демонстрирует взаимосвязь игры на высоком уровне в юношеском возрасте с показателем скелетного возраста. В исследовании Malina и соавт. хронологический возраст и СВ совпадали у элитных футболистов в возрасте от 11 до 12 лет, но СВ был более высоким по сравнению со СВ у игроков в возрасте от 14 до 16 лет. [19]. Данные различия, скорее всего, связаны с тем, что селекция в юношеском Российском футболе основывается на удержании более зрелых детей уже с 11-12 лет.

В командах одной возрастной группы могут быть юные футболисты чей скелетный возраст различается более чем на 30 месяцев.

Юные футболисты с разным скелетным возрастом демонстрируют значимые различия в отношении антропометрических данных, при этом статистически значимо не различаются в отношении физических качеств и спортспецифических навыках, за исключением показателей горизонтального прыжка. Аналогичные данные были получены среди выборки элитных теннисистов и волейболистов [20, 21]. Вероятно, именно наличие сопоставимых с более зрелыми ровесникам ключевых для спортивной успешности качеств позволяет менее зрелым юным футболистам конкурировать с более крупными ровесниками и оставаться в составе команд, что было обнаружено в исследовании Bezuglov и соавт. [18].

Определение скелетного возраста с помощью ультразвука является валидизированной методикой определения биологической зрелости, что подтверждается многими исследованиями [16, 22]. Rachmiel и соавт. показали, что ультразвуковой метод обладает высокой воспроизводимостью, а результаты сопоставимы с рентгеновским методом [23]. В другом исследовании на 85 юных атлетов обоих полов была продемонстрирована высокая степень связи между автоматическими методами оценки СВ с использованием BAUSport (r=0.98) и рентгенологическими программами BoneXpert (r=0.96-0.99) [24]. Кроме того, в исследовании Leyhr и соавт. на юных немецких футболистах элитного уровня был установлен коэффициент корреляции 0.8 между МРТ и ультразвуковым методом определения скелетного возраста [25].

Данное исследование имело ряд ограничений. Во-первых, кросс-секциональный дизайн исследования, который не позволил оценить динамику изучаемых параметров. Во-вторых, отсутствие контрольной группы, в которой скелетный возраст определялся бы с помощью рентгенографии левой кисти.

Заключение

Таким образом, метод определения степени биологического созревания с использованием ультразвуковой диагностики является важным доступным и практичным инструментом для прогнозирования спортивной успешности у юных футболистов разного уровня.

Измерение степени биологического созревания с использованием ультразвука позволило выявить значимые различия в антропометрических показателях, но не в спортспецифичных навыках и физических качеств юных футболистов с разным скелетным возрастом.

 

Участие авторов

Все авторы принимали участие в проведении исследовании и сборе данных. Вахидов Тимур Маратович, Малякин Георгий Ильич и Капралова Елизавета Сергеевна занимались поиском и анализом соответствующей литературы и написанием первоначального текста. Безуглов Эдуард Николаевич подготовил окончательный вариант рукописи. Все авторы принимали участие в проведении статистического анализа, а также ознакомились с окончательной версией рукописи и дали свое согласие.

Конфликт интересов

Авторы данной статьи подтвердили отсутствие конфликта интересов, о котором необходимо сообщить.

Литература

1. Terman, L. M. (1925). Genetic Studies of Genius: Mental and Physical Traits of a Thousand Gifted Children, Vol. 1, 2nd Edn. Stanford, CA: Stanford University Press

2. Williams AM, Reilly T. Talent identification and development in soccer. J Sports Sci. 2000 Sep;18(9):657-67.

3. Williams AM, Ford PR, Drust B. Talent identification and development in soccer since the millennium. J Sports Sci. 2020 Jun-Jun;38(11-12):1199-1210.

4. Fuhre J, Øygard A, Sæther SA. Coaches' Criteria for Talent Identification of Youth Male Soccer Players. Sports (Basel). 2022 Jan 18;10(2):14.

5. Lemoyne J, Brunelle JF, Huard Pelletier V, Glaude-Roy J, Martini G. Talent Identification in Elite Adolescent Ice Hockey Players: The Discriminant Capacity of Fitness Tests, Skating Performance and Psychological Characteristics. Sports (Basel). 2022 Apr 8;10(4):58.

6. de la Rubia A, Lorenzo-Calvo J, Lorenzo A. Does the Relative Age Effect Influence Short-Term Performance and Sport Career in Team Sports? A Qualitative Systematic Review. Front Psychol. 2020 Sep 23;11:1947.

7. Malina RM, Rogol AD, Cumming SP, Coelho e Silva MJ, Figueiredo AJ. Biological maturation of youth athletes: assessment and implications. Br J Sports Med. 2015 Jul;49(13):852-9.

8. Boccia G, Cardinale M, Brustio PR. Elite Junior Throwers Unlikely to Remain at the Top Level in the Senior Category. Int J Sports Physiol Perform. 2021 Sep 1;16(9):1281-1287.

9. Bezuglov EN, Nikolaidis PT, Khaitin V, Usmanova E, Luibushkina A, Repetiuk A, Waśkiewicz Z, Gerasimuk D, Rosemann T, Knechtle B. Prevalence of Relative Age Effect in Russian Soccer: The Role of Chronological Age and Performance. Int J Environ Res Public Health. 2019 Oct 23;16(21):4055.

10. Bezuglov E, Shvets E, Lyubushkina A, Lazarev A, Valova Y, Zholinsky A, Waśkiewicz Z. Relative Age Effect in Russian Elite Hockey. J Strength Cond Res. 2020 Sep;34(9):2522-2527.

11. Bezuglov E, Shoshorina M, Emanov A, Semenyuk N, Shagiakhmetova L, Cherkashin A, Pirmakhanov B, Morgans R. The Relative Age Effect in the Best Track and Field Athletes Aged 10 to 15 Years Old. Sports (Basel). 2022 Jun 28;10(7):101.

12. Kollars JM, Taber CB, Beyer KS. Relative Age Effects in Elite Olympic Weightlifters. J Strength Cond Res. 2021 May 1;35(5):1223-1228.

13. Charbonnet B, Sieghartsleitner R, Schmid J, Zuber C, Zibung M, Conzelmann A. Maturity-based correction mechanism for talent identification: When is it needed, does it work, and does it help to better predict who will make it to the pros? J Sports Sci Med. 2022 Dec 1;21(4):640-657.

14. Satoh M. Bone age: assessment methods and clinical applications. Clin Pediatr Endocrinol. 2015 Oct;24(4):143-52.

15. Wagner UA, Diedrich V, Schmitt O. Determination of skeletal maturity by ultrasound: a preliminary report. Skeletal Radiol. 1995 Aug;24(6):417-20

16. Rüeger E, Hutmacher N, Eichelberger P, Löcherbach C, Albrecht S, Romann M. Ultrasound Imaging-Based Methods for Assessing Biological Maturity during Adolescence and Possible Application in Youth Sport: A Scoping Review. Children (Basel). 2022 Dec 17;9(12):1985.

17. Khamis HJ, Roche AF. Predicting adult stature without using skeletal age: the Khamis-Roche method. Pediatrics. 1994 Oct;94(4 Pt 1):504-7. Erratum in: Pediatrics 1995 Mar;95(3):457.

18. Bezuglov E, Malyakin G, Emanov A, Malyshev G, Shoshorina M, Savin E, Lazarev A, Morgans R. Are Late-Born Young Soccer Players Less Mature Than Their Early-Born Peers, Although No Differences in Physical and Technical Performance Are Evident? Sports. 2023; 11(9):179.

19. Malina RM, Peña Reyes ME, Figueiredo AJ, Coelho E Silva MJ, Horta L, Miller R, Chamorro M, Serratosa L, Morate F. Skeletal age in youth soccer players: implication for age verification. Clin J Sport Med. 2010 Nov;20(6):469-74.

20. Luna-Villouta P, Paredes-Arias M, Flores-Rivera C, Hernández-Mosqueira C, Souza de Carvalho R, Faúndez-Casanova C, Vásquez-Gómez J, Vargas-Vitoria R. Anthropometric Characterization and Physical Performance by Age and Biological Maturation in Young Tennis Players. Int J Environ Res Public Health. 2021 Oct 17;18(20):10893.

21. Albaladejo-Saura M, Vaquero-Cristóbal R, García-Roca JA, Esparza-Ros F. Influence of biological maturation status on selected anthropometric and physical fitness variables in adolescent male volleyball players. PeerJ. 2022 Apr 5;10:e13216.

22. Ruf L, Cumming S, Härtel S, Hecksteden A, Drust B, Meyer T. Construct validity of age at predicted adult height and BAUS skeletal age to assess biological maturity in academy soccer. Ann Hum Biol. 2021;48(2):101-109.

23. Rachmiel M, Naugolni L, Mazor-Aronovitch K, Koren-Morag N, Bistritzer T. Bone Age Assessments by Quantitative Ultrasound (SonicBone) and Hand X-ray Based Methods are Comparable. Isr Med Assoc J. 2017;19(9):533-538

24. Cumming SP, Pi-Rusiñol R, Rodas G, Drobnic F, Rogol A. The validity of automatic methods for estimating skeletal age in young athletes: a comparison of the BAUSport ultrasound system and BoneXpert with the radiographic method of Fels. Biology of Sport. 2024;41(1):61-67.

25. Leyhr D, Murr D, Basten L, et al. Biological Maturity Status in Elite Youth Soccer Players: A Comparison of Pragmatic Diagnostics With Magnetic Resonance Imaging. Front Sports Act Living. 2020;2:587861.