КУРС ЛЕКЦІЙ ПО
вікової фізіології
Лекція 1
предмет, завдання і методи вікової фізіології
План
Предмет, завдання вікової фізіології та її зв'язок з іншими науками. 1
Історія та основні етапи розвитку вікової фізіології. 2
Методи дослідження у віковій фізіології. 5

Предмет, завдання вікової фізіології та її зв'язок з іншими науками

Вікова фізіологія - це наука, що вивчає особливості процесу життєдіяльності організму на різних етапах онтогенезу.
Вона є самостійною гілкою фізіології людини і тварин, у предмет якої входить вивчення закономірностей становлення і розвитку фізіологічних функцій організму протягом його життєвого шляху від запліднення до кінця життя.
в залежності від того який віковий період вивчає вікова фізіологія виділяють: вікову нейрофізіологію, вікову ендокринологію, вікову фізіологію м'язової діяльності та рухової функції; вікову фізіологію обмінних процесів, серцево-судинної і дихальної систем, систем травлення і виділення, фізіологію ембріонального розвитку, фізіологію дітей грудного віку, фізіологію дітей та підлітків, фізіологію зрілого віку, геронтологию (науку про старіння).
Основними завданнями вивчення вікової фізіології є наступні:
· Вивчення особливостей функціонування різних органів і систем та організму в цілому;
· Виявлення екзогенних і ендогенних факторів, що визначають особливості функціонування організму в різні вікові періоди;
· Визначення об'єктивних критеріїв віку (вікові нормативи);
· Встановлення закономірностей індивідуального розвитку.
Вікова фізіологія тісно пов'язана з багатьма розділами фізіологічної науки і, широко використовує дані з багатьох інших біологічних наук. Так, для розуміння закономірностей формування функцій у процесі індивідуального розвитку людини необхідні дані таких фізіологічних наук, як фізіологія клітини, порівняльна і еволюційна фізіологія, фізіологія окремих органів і систем: серця, печінки, нирок, крові, дихання, нервової системи і т. д.
У той же час відкриваються вікової фізіологією закономірності і закони базуються на даних різних біологічних наук: ембріології, генетики, анатомії, цитології, гістології, біофізики, біохімії та ін Нарешті, дані вікової фізіології, у свою чергу, можуть бути використані для розвитку різних наукових дисциплін. Наприклад, важливе значення має вікова фізіологія для розвитку педіатрії, дитячої травматології та хірургії, антропології і геронтології, гігієни, вікової психології та педагогіки.

Історія та основні етапи розвитку вікової фізіології

наукове вивчення вікових особливостей дитячого організму почалося порівняно недавно - у другій половині XIX ст. Незабаром після відкриття закону збереження енергії фізіологи виявили, що дитина споживає протягом доби не набагато менше енергії, ніж дорослий, хоча розміри тіла дитини набагато менше. Цей факт вимагав раціонального пояснення. У пошуках цього пояснення німецький фізіолог Макс Рубнер провів вивчення швидкості енергетичного обміну у собак різного розміру і виявив, що більші тварини в розрахунку на 1 кг маси тіла витрачають енергії значно менше, ніж дрібні. Підрахувавши площа поверхні тіла, Рубнер переконався, що відношення кількості споживаної енергії пропорційно саме величиною поверхні тіла - і це не дивно: адже вся споживана енергія організмом повинна бути виділена в навколишнє середовище у вигляді тепла, тобто потік енергії залежить від поверхні тепловіддачі. Саме відмінностями в співвідношенні маси і поверхні тіла Рубнер пояснив різницю в інтенсивності енергетичного обміну між великими і дрібними тваринами, а заодно - між дорослими і дітьми. «Правило поверхні» Рубнера стало одним з перших фундаментальних узагальнень у фізіології розвитку і в екологічній фізіології.
Цим правилом пояснювали не лише різницю у величині теплопродукції, але також у частоті серцевих скорочень і дихальних циклів, легеневої вентиляції і обсязі кровотоку, а також в інших показниках діяльності вегетативних функцій. У всіх цих випадках інтенсивність фізіологічних процесів у дитячому організмі істотно вище, ніж в організмі дорослого.
Такий суто кількісний підхід характерний для німецької фізіологічної школи XIX ст., Освяченої іменами видатних фізіологів Е. Ф. Пфлюгер, Г. Л. Гельмгольца та інших. Їх працями фізіологія була піднята до рівня природних наук, що стоять в одному ряду з фізикою і хімією. Однак російська фізіологічна школа, хоч і йшла корінням в німецьку, завжди відрізнялася підвищеним інтересом до якісних особливостей і закономірностям.
Видатний представник російської педіатричної школи доктор Микола Петрович Гундобін ще на самому початку XX ст. стверджував, що дитина - не просто маленький, він ще і багато в чому не такий, як дорослий. Його організм влаштований і працює інакше, причому на кожному етапі свого розвитку дитячий організм прекрасно пристосований до тих конкретних умов, з якими йому доводиться стикатися в реальному житті.
Ці ідеї поділяв і розвивав чудовий російський фізіолог, педагог і гігієніст Петро Францевич Лесгафт, що заклав основи шкільної гігієни і фізичного виховання дітей та підлітків. Він вважав за необхідне глибоке вивчення дитячого організму, його фізіологічних можливостей.
Найбільш виразно центральну проблему фізіології розвитку сформулював у 20-ті роки XX ст. німецький лікар і фізіолог Е. Гельмрейх. Він стверджував, що відмінності між дорослим і дитиною знаходяться у двох площинах, які необхідно розглядати по можливості незалежно, як два самостійних аспекти: дитина як маленький організм і дитина як розвивається організм. У цьому сенсі «правило поверхні» Рубнера розглядає дитину тільки в одному аспекті - саме як маленький організм. Значно цікавішими представляються ті особливості дитини, які характеризують його як організм розвивається.
До однієї з таких принципових особливостей відноситься відкрите в кінці 30-х років Іллею Аркадійовичем Аршавського нерівномірний розвиток симпатичних і парасимпатичних впливів нервової системи на всі найважливіші функції дитячого організму. І. А. Аршавський довів, що сімпатотоніческіе механізми дозрівають значно раніше, і це створює важливе якісне своєрідність функціонального стану дитячого організму. Симпатичний відділ вегетативної нервової системи стимулює активність серцево-судинної і дихальної систем, а також обмінні процеси в організмі. Така стимуляція цілком адекватна для раннього віку, коли організм потребує підвищеної інтенсивності обмінних процесів, необхідної для забезпечення процесів росту і розвитку. У міру дозрівання організму дитини посилюються парасимпатичні, гальмівні впливи. У результаті знижується частота пульсу, частота дихання, відносна інтенсивність енергопродукціі.
Проблема нерівномірності гетерохронності (різночасності) розвитку органів і систем стала центральним об'єктом дослідження видатного фізіолога академіка Петра Кузьмича Анохіна та його наукової школи. Їм була в 40-і роки сформульована концепція системогенезу, згідно з якою послідовність розгортаються в організмі подій вибудовується таким чином, щоб задовольняти змінним по ходу розвитку потребам організму. При цьому П. К. Анохін вперше перейшов від розгляду анатомічно цілісних систем до вивчення та аналізу функціональних зв'язків в організмі.
Інший видатний фізіолог Микола Олександрович Бернштейн показав, як поступово в онтогенезі формуються і ускладнюються алгоритми управління довільними рухами, як механізми вищого управління рухами поширюються з віком від найбільш еволюційно древніх підкоркових структур головного мозку до більш нових, досягаючи все більш високого рівня «побудови рухів». У роботах Н. А. Бернштейна вперше було показано, що напрямок онтогенетичного прогресу управління фізіологічними функціями чітко збігається з напрямком філогенетичного прогресу. Таким чином, на фізіологічному матеріалі була підтверджена концепція Е. Геккеля та А. Н. Северцова про те, що індивідуальний розвиток (онтогенез) є прискорене еволюційний розвиток (філогенез).
Найбільший фахівець в області теорії еволюції академік Іван Іванович Шмальгаузен також багато років займався питаннями онтогенезу. Матеріал, на якому І. І. Шмальгаузен робив свої висновки, рідко мав пряме відношення до фізіології розвитку, але висновки з його праць про чергуванні етапів росту і диференціювань, а також методологічні роботи в галузі вивчення динаміки ростових процесів, виконані в 30-і роки , і до цих пір мають величезне значення для розуміння найважливіших закономірностей вікового розвитку.
У 60-і роки фізіолог Акоп Арташесович Маркосян висунув концепцію біологічної надійності як одного з факторів онтогенезу. Вона спиралася на численні факти, які свідчили, що надійність функціональних систем у міру дорослішання організму суттєво збільшується. Це підтверджувалося даними з розвитку системи згортання крові, імунітету, функціональної організації діяльності мозку. В останні десятиліття накопичилося багато нових фактів, що підтверджують основні положення концепції біологічної надійності А. А. Маркосяна.
На сучасному етапі розвитку медико-біологічної науки також тривають дослідження у сфері вікової фізіології вже з використанням сучасних методів дослідження.
Таким чином, фізіологічна наука має в даний час значною багатосторонній інформацією, що стосується функціональної діяльності будь-якої фізіологічної системи дитячого організму і його діяльності як цілого.

Методи дослідження у віковій фізіології

Наука є повноцінною в тому випадку, якщо її методичний арсенал відповідає завданням, які їй доводиться вирішувати. Для вікової фізіології найважливіше завдання - вивчення динаміки і закономірностей змін фізіологічних функцій у процесі індивідуального розвитку. Відповіді на найрізноманітніші приватні питання, що виникають по ходу такого вивчення, дають два методи організації дослідження, кожен з яких має свої переваги і недоліки, але обидва широко застосовуються у фізіології розвитку. Це методи поперечного (кроссекціонального) і поздовжнього (лонгітудинальні) досліджень.
Метод поперечного дослідження (кроссекціональний) представляє собою паралельне, одночасне вивчення тих чи інших властивостей у представників різних вікових груп. Зіставлення рівня розвитку досліджуваного властивості у дітей різного віку дозволяє вивести важливі закономірності онтогенетичного процесу. Прикладом такого дослідження може служити одночасне (протягом декількох днів) диспансерне обстеження стану здоров'я, рівня фізичного та моторного розвитку в учнів всіх класів який-небудь школи. Порівнюючи показники, отримані, наприклад, у першокласників, п'ятикласників і випускників школи, фізіолог може встановити, як і наскільки змінюються досліджувані ним фізіологічні функції в різному віці. Такий метод порівняно простий в організації, відносно дешевий і дозволяє застосувати одні й ті ж стандартні методики та прилади для обстеження дітей різних вікових груп. Застосування сучасних прийомів статистичної обробки даних дозволяє отримувати таким методом досить надійні і доказові результати, але тільки в тому випадку, якщо обстежувані віково-статеві групи (вибірки) досить великі.
За сучасними статистичними критеріями, для надійності висновків, отриманих в поперечних дослідженнях, необхідно, щоб вибірка (тобто група обстежуваних однієї статі і віку) становила не менше 20-30 чоловік. При розробці гігієнічних нормативів вважається необхідним, щоб вибірка складала не менш 100 чоловік одного віку і статі. Недолік цього методу полягає в тому, що дослідник ніколи не може чітко визначити темп змін досліджуваних їм показників: він бачить тільки результати, отримані в окремих «точках» вікової шкали, відповідних віку обстежених дітей, але не може з упевненістю судити про динаміку процесів, що відбуваються.
Метод поздовжнього дослідження застосовується тоді, коли потрібно скласти уявлення саме про динаміку процесу та індивідуальних особливостях цієї динаміки. Цей метод полягає в тривалому (багато місяців, іноді - роки) спостереженні за одними і тими ж дітьми. Регулярно (частота залежить від використовуваних методик та процедур) дітей обстежують за допомогою стандартного набору методик, що дозволяє докладно розглянути динаміку що відбуваються в організмі вікових змін. Завдяки цьому вибірка для поздовжнього дослідження може бути зовсім невеликим. Міжнародні наукові журнали визнають групу в 5-6 чоловік достатньою для проведення подібних досліджень. У деяких випадках навіть спостереження за одним єдиним дитиною дозволяють виявити дуже важливі закономірності. Так, крива зростання людини вперше була побудована в XVII ст. на основі спостережень за хлопчиком з багатої дворянської французької сім'ї, що проводилися протягом 18 років одним і тим же лікарем, який опублікував згодом отримані результати. У подальшому такі криві зростання будували багато дослідників, але нічого принципово нового вони додати не змогли, якщо не вважати індивідуальних особливостей та наслідків акселерації (прискорення росту і розвитку дітей в XX ст.). Метод поздовжнього спостереження дуже складний в організації і доріг, однак ці його недоліки з лишком окупаються повнотою отриманої наукової інформації.
Для оцінки росту і розвитку дитини використовується набір методик, які традиційно застосовуються біологічними та медичними науками. Перше місце в таких дослідженнях займають антропометричні та фізіометріческіе показники.
Антропометрія - це вимірювання морфологічних характеристик тіла, що дозволяє кількісно описати його будову. Маса і довжина тіла, окружність грудної клітини і талії, обхват плеча і гомілки, товщина шкірно-жирової складки - усе це (і багато чого іншого) традиційно вимірюють антропологи з допомогою медичних ваг, ростоміром, антропометрії та інших спеціальних пристосувань. Саме такого роду показники використовуються для оцінки фізичного розвитку дітей.
Поряд з антропометричними майже настільки ж часто вимірюють фізіометріческіе показники. До них відносяться життєва ємність легень, сила стиску кисті, станова сила та інших Ці показники відображають одночасно і рівень анатомічного розвитку, і деякі функціональні можливості організму.
У віковій фізіології широко застосовують фізіологічні та біохімічні методи дослідження.
Фізіологічні методи дозволяють судити про функціональні можливості організму і динаміці протікання тих чи інших функціональних процесів у ньому. Для цього використовуються різні прилади, що дозволяють кількісно реєструвати самі фізіологічні процеси, або ті чи інші їх фізичні прояви (наприклад, електричні потенціали, що виробляються клітинами організму в процесі їх функціонування).
Сучасна фізіологія використовує широкий арсенал фізичних приладів, що дозволяють вивчати відбуваються в організмі процеси, недоступні безпосередньому спостереженню. Наприклад, запис дихальних рухів (спірограма) і дослідження швидкостей повітряних потоків на різних етапах дихального циклу (пневмотахометрія) - найважливіші прийоми дослідження функції дихання. Одночасно за допомогою спеціальних газоаналізаторів вимірюють вміст газів у видихуваному повітрі і на цій підставі точно розраховують швидкість споживання організмом кисню і виділення вуглекислого газу. Роботу серця вивчають за допомогою електрокардіографії, ехокардіографії або механокардіографіі. Для вимірювання кров'яного тиску використовують спеціальні манометри, а швидкість протікання крові по судинах тіла вимірюють за допомогою механічних або електричних плетизмографии. Величезний прогрес у дослідженнях функції мозку досягнуто завдяки вивченню електроенцефалограми - електричних потенціалів, що виробляються клітинами мозку в процесі їх життєдіяльності. У дослідницьких цілях іноді застосовують рентгенівські, ультразвукові, магніторезонансні та інші методи. Сучасні фізіологічні прилади зазвичай обладнані спеціалізованими комп'ютерами і програмним забезпеченням, які значно полегшують роботу дослідника і підвищують точність і надійність отриманих результатів.

Водно-сольовий обмін. Для життєдіяльності організму вода грає набагато більшу роль, ніж інші складові частини їжі. Справа в тому, що вода в організмі людини є одночасно будівельним матеріалом, каталізатором всіх обмінних процесів і терморегулятором тіла. Загальна кількість води в організмі залежить від віку, статі та маси. У середньому в організмі чоловіка міститься понад 60% води, в організмі жінки - 50%.
Вміст води в дитячому організмі значно вище, особливо на перших етапах розвитку. За даними ембріологів, вміст води в тілі 4-місячного плода досягає 90%, а у 7-місячного - 84%. В організмі новонародженого об'єм води становить від 70 до 80%. У постнатальному онтогенезі вміст води швидко падає. Так, у дитини 8 міс. вміст води становить 60%, в 4,5 річну дитину - 58%, у хлопчиків 13 років - 59%, а у дівчаток цього ж віку - 56%. Більший вміст води в організмі дітей, очевидно, пов'язано з більшою інтенсивністю обмінних реакцій, пов'язаних з їх швидким ростом і розвитком. Загальна потреба у воді дітей та підлітків зростає в міру росту організму. Якщо однорічному дитині необхідно в день приблизно 800 мл води, то в 4 роки - 1000 мл, в 7-10 років - 1350 мл, а в 11-14 років - 1500 мл.
Мінеральний обмін. Роль мікроелементів зводиться до того, що вони є тонкими регуляторами обмінних процесів. З'єднуючись з білками, багато мікроелементів служать матеріалом для побудови ферментів, гормонів і вітамінів.
Потреби дорослого і дитини мінеральних речовин значно відрізняються, недолік мінеральних речовин в їжі дитини більш швидко призводить до різних порушень обмінних реакцій і відповідно до порушення росту і розвитку організму. Так, норма споживання кальцію в організмі однорічної дитини становить 1000 мг на день, фосфору - 1500 мг. У віці від 7 до 10 років потреба в мікроелементах збільшується, кальцію потрібно 1200 мг на день, фосфору - 2000 мг. До кінця періоду статевого дозрівання потреба в мікроелементах трохи знижується.
Вітаміни. Вони потрібні для нашого організму в дуже малих кількостях, але їх відсутність призводить організм до загибелі, а недолік у харчуванні або порушення процесів їх засвоєння - до розвитку різних захворювань, званих гіповітамінозами.
Відомо близько 30 вітамінів, які впливають на різні сторони обміну речовин, як окремих клітин, так і всього організму в цілому. Це пов'язано з тим, що багато вітамінів є складовою частиною ферментів. Отже, відсутність вітамінів викликає припинення синтезу ферментів і відповідно порушення обміну речовин.
Людина отримує вітаміни з їжею рослинного і тваринного походження. Для нормальної життєдіяльності людині з 30 вітамінів необхідно обов'язково надходження 16-18. Особливо важливе значення мають вітаміни В _1, В _2, В _12, РР, С, А і D. До одного року норма потреби вітаміну А становить 0,5 мг, В ₁ - 0,5 _мг, В2 - 1 мг, РР - 5 мг, В ₆ - 0,5 мг, С - 30 мг і D - 0,15 мг. У період від 3 до 7 років норма потреби вітаміну А становить 1 мг, В ₁ - 1,5 _мг, В2 - 2,5 мг, РР - 10 мг, В ₆ - 1,5 мг, С - 50 мг, а потреба у вітаміні D залишається такою ж - 0,15 мг. На момент статевого дозрівання норма потреби вітаміну А становить 1,5 мг, В ₁ - 2 _мг, В2 - 3 мг, РР - 20 мг, В ₆ - 2 мг, С - 70 мг і D - 0,15 мг.
Зростаючий організм має високу чутливість до нестачі вітамінів в їжі. Найбільш поширеним гіповітамінозом серед дітей є захворювання, зване на рахіт. Воно розвивається при нестачі в дитячому харчуванні вітаміну D і супроводжується порушенням формування скелета. Зустрічається рахіт у дітей до 5 років.
Слід також відзначити, що надходження в організм надлишкової кількості вітамінів може викликати серйозні порушення його функціональної діяльності і навіть привести до розвитку захворювань, що одержали назву гіпервітамінозу. Тому не слід зловживати препаратами вітамінів і включати їх в харчування тільки за рекомендацією лікаря.

4. Енергетичний обмін у дітей та підлітків

Обмін речовин в організмі тісно пов'язаний з перетворенням енергії. Визначити кількість продукується в організмі енергії можна методами прямої і непрямої калориметрії. Одним з найважливіших показників інтенсивності обмінних процесів в організмі є величина основного обміну, під якою розуміється рівень обмінних реакцій при кімнатній температурі і в повному функціональному спокої. Величина основного обміну залежить від віку, статі та маси.
У середньому величина основного обміну у чоловіків складає в добу 7140-7560 кДж, а у жінок 6430-6800 кДж. Інтенсивність обмінних реакцій у дітей в перерахунку на 1 кг маси тіла або 1 м ² його поверхні значно вище, ніж у дорослих, хоча абсолютні величини менше. Так, у хлопчиків 8 років величина основного обміну у перерахунку на 1 м ² поверхні складає 6190 кДж, а у дівчаток - 5110 кДж. Далі з віком величина основного обміну зменшується і у хлопців 15 років вона становить - 4800 кДж, у дівчат - 4480 кДж.
Знаючи енергетичні витрати організму, можна скласти оптимальний харчовий раціон так, щоб кількість енергії, що поступає з їжею, повністю покривало енергетичні витрати організму.

Для дітей і підлітків особливо важливим є склад їжі, оскільки дитячий організм для нормального розвитку і зростання потребує в певній кількості білків, жирів, вуглеводів, мінеральних солей, води і вітамінів. Важливо пам'ятати, що для дітей і підлітків нормальне харчування - необхідна умова їхнього фізичного і психічного розвитку. Нехтування їжею так само шкідливо, як і зловживання нею.
Література
1. Безруких М.М., Сонькин В.Д., Фарбер Д.А. Вікова фізіологія: фізіологія розвитку дитини. - М.: Академія, 2003. - 416 с.
2. Бєляєв Н.Г. Вікова фізіологія. - Ставрополь: Вид-во СГУ, 1999. - 103 с.
3. Обреїмова Н.І., Петрухін А.С. Основи анатомії, фізіології і гігієни дітей та підлітків. - М.: Академія, 2000. - 376 с.
4. Сапін М.Р., Бриксін З.Г. Анатомія, фізіологія дітей і підлітків. - М.: Академія, 2002. - 456 с.

Лекція 8
розвиток опорно-рухового апарату в онтогенезі
План
\ U 1. Скелет та його вікові особливості 1
2. Розвиток м'язової системи 4
3. Вікові особливості рухових навичок і координації руху 7
4. Порушення опорно-рухового апарату 10
До опорно-руховому апарату ставляться скелет і м'язи, об'єднані в єдину кістково-м'язову систему. За допомогою опорно-рухового апарату здійснюється одна з найважливіших функцій організму - рух. Рух - основне зовнішній прояв діяльності організму і разом з тим необхідний фактор його розвитку. В умовах обмеження рухів різко сповільнюється як фізична, так і психічний розвиток. Рухова активність відіграє також важливу роль в обмінних процесах, позитивно впливає на роботу всіх внутрішніх органів. Знання вікових особливостей органів руху і умов, що сприяють їх нормальному розвитку, необхідно для розробки ефективних засобів і методів фізичного виховання, організації режиму дня.

1. Скелет та його вікові особливості

Закладка скелета відбувається на 3-му тижні ембріонального розвитку: спочатку як соединительнотканное освіту, а в середині 2-го місяця розвитку відбувається заміщення її хрящової, після чого починається поступове руйнування хряща та освіта замість нього кісткової тканини. Окостеніння кістяка не завершується до моменту народження, тому у новонародженої дитини у скелеті міститься багато хрящової тканини.
Сама кісткова тканина значно відрізняється за хімічним складом від тканини дорослої людини. У ній міститься багато органічних речовин, вона не володіє міцністю і легко викривляється під впливом несприятливих зовнішніх впливів.
Молоді кістки ростуть у довжину за рахунок хрящів, розташованих між їх кінцями і тілом. До моменту закінчення росту кісток хрящі заміщуються кістковою тканиною. За період зростання в кістках дитини кількість води скорочується, а кількість мінеральних речовин збільшується. Вміст органічних речовин при цьому зменшується. Розвиток скелета у чоловіків закінчується до 20-24 років. При цьому припиняється ріст кісток у довжину, а їх хрящові частини замінюються кістковою тканиною. Розвиток скелета у жінок закінчується до 18-21 році.
Хребетний стовп. Зростання хребетного стовпа найбільш інтенсивно відбувається в перші 2 роки життя. Протягом перших півтора років життя ріст різних відділів хребта щодо рівномірний. Починаючи з 1,5 до 3 років сповільнюється зростання шийних і верхньогрудних хребців і швидше починає збільшуватися зростання поперекового відділу, що характерно для всього періоду росту хребта. Посилення темпів зростання хребта наголошується в 7-9 років і в період статевого дозрівання, після завершення якого надбавка в зростанні хребта дуже невелика.
Структура тканин хребетного стовпа істотно змінюється з віком. Окостеніння, що починається ще у внутрішньоутробному періоді, триває протягом усього дитячого віку. До 14 років костеніють тільки середні частини хребців. У період статевого дозрівання з'являються нові точки окостеніння у вигляді пластинок, які зливаються з тілом хребця після 20 років. Процес окостеніння окремих хребців завершується з закінченням ростових процесів - до 21-23 років.
Кривизна хребта формується в процесі індивідуального розвитку дитини. У самому ранньому віці, коли дитина починає тримати голову, з'являється шийний вигин, спрямований опуклістю вперед (лордоз). До 6 місяців, коли дитина починає сидіти, утворюється грудної вигин з опуклістю назад (кіфоз). Коли дитина починає стояти й ходити, утворюється поперековий лордоз.
До року є вже всі вигини хребта. Але утворилися вигини не фіксовані і зникають при розслабленні мускулатури. До 7 років вже є чітко виражені шийний і грудний вигини, фіксація поперекового вигину відбувається пізніше - в 12-14 років. Порушення кривизни хребетного стовпа, які можуть виникнути в результаті неправильної посадки дитини за столом і партою, призводять до несприятливих наслідків в його здоров'ї.
Грудна клітина. Форма грудної клітини істотно змінюється з віком. У грудному віці вона як би стиснута з боків, її переднезадній розмір більше поперечного (конічна форма). У дорослої ж переважає поперечний розмір. Протягом першого року життя поступово зменшується кут ребер по відношенню до хребта. Відповідно зміни грудної клітки збільшується об'єм легенів. Зміна положення ребер сприяє збільшенню рухів грудної клітки і дозволяє ефективніше здійснювати дихальні рухи. Конічна форма грудної клітини зберігається до 3-4 років. До 6 років встановлюються властиві дорослому відносні величини верхньої та нижньої частини грудної клітки, різко збільшується нахил ребер. До 12-13 років грудна клітка набуває ту ж форму, що у дорослого. На форму грудної клітки впливають фізичні вправи і посадка.
Скелет кінцівок. Ключиці відносяться до стабільних кістках, мало що змінюється в онтогенезі. Лопатки костеніють в постнатальному онтогенезі після 16-18 років. Окостеніння вільних кінцівок починається з раннього дитинства і закінчується в 18-20 років, а іноді й пізніше.
Кістки зап'ястка у новонародженого тільки намічаються і стають чітко видимими до 7 років. З 10-12 років з'являються статеві відмінності процесів окостеніння. У хлопчиків вони спізнюються на 1 рік. Окостеніння фаланг пальців завершується до 11 років, а зап'ястя в 12 років. Помірні і доступні рухи сприяють розвитку кисті. Гра на музичних інструментах з раннього віку затримує процес окостеніння фаланг пальців, що призводить до їх подовження («пальці музиканта»).
У новонародженого кожна тазова кістка складається з трьох кісток (клубової, лобкової і сідничної), зрощення яких починається з 5-6 років і завершується до 17-18 років. У підлітковому віці відбувається поступове зрощення крижових хребців у єдину кістку - крижі. Після 9 років відзначаються відмінності у формі тазу у хлопчиків і дівчаток: у хлопчиків таз більш високий і вузький, ніж у дівчаток.
Стопа людини утворює склепіння, який спирається на п'яткову кістку і на передні кінці кісток плесна. Звід діє як пружина, пом'якшуючи поштовхи тіла при ходьбі. У новонародженої дитини склепінчастого стопи не виражена, вона формується пізніше, коли дитина починає ходити.
Череп. У новонародженого черепні кістки з'єднані один з одним м'якої сполучнотканинної перетинкою. Це - джерельця. Джерельця розташовуються по кутах обох тім'яних кісток; розрізняють непарні лобовий і потиличний і парні передні бічні і задні бічні джерельця. Завдяки джерельця кістки даху черепа можуть заходити своїми краями один на одного. Це має велике значення при проходженні голівки плоду по родових шляхах. Малі джерельця заростають до 2-3 місяців, а найбільший - лобовий - легко промацується і заростає лише до півтора років. У дітей в ранньому віці мозкова частина черепа більш розвинена, ніж лицьова. Найбільш сильно кістки черепа ростуть протягом першого року життя. З віком, особливо з 13-14 років, лицьовий відділ зростає більш енергійно і починає переважати над мозковим. У новонародженого обсяг мозкового відділу черепа в 6 разів більше лицьового, а у дорослого в 2-2,5 рази.
Зростання голови спостерігається на всіх етапах розвитку дитини, найбільш інтенсивно він відбувається в період статевого дозрівання. З віком істотно змінюється співвідношення між висотою голови і зростанням. Це співвідношення використовується як один з нормативних показників, що характеризують вік дитини.

2. Розвиток м'язової системи

Розвиток мускулатури починається на 3-му тижні. Початок майже всім поперечно-смугастим м'язам дають міотоми. У 4-х тижневого ембріона міотоми складаються з одноядерних круглих клітин, пізніше - з веретеноподібних клітин, міобластів. Вони інтенсивно розмножуються і мігрують у прилеглі області, в тому числі в зачатки кінцівок. У віці 5-ти тижнів в міобласти починається синтез м'язових білків - міозину, актину та ін, з яких утворюються скоротливі нитки - міофіламенти.
На 5-10-му тижні утворюються багатоядерні міотрубкі. У них посилюється формування миофиламентов, а потім і міофібрил. Надалі (20 тижнів) міотрубкі перетворюються на м'язові волокна. Міофібрили заповнюють їх внутрішній простір, а ядра відтісняються під антисарколемальних. Скорочення реєструється після формування міофібрил (5 тиждень) і виразно проявляються на 10-15 тижнях. Скорочення м'язів у даний період сприяє правильному формуванню кістяка. Рухова активність плоду проявляється або в короткочасних поштовхах, або у потужних розгинальних рухах, які залучають до роботи всі групи м'язів.
Розвиток м'язових волокон відбувається не одночасно. У плоду м'язові волокна в першу чергу утворюються в мові, губах, діафрагмі, міжреберних і м'язах спини. У кінцівках волокна розвиваються пізніше спочатку в м'язах рук, потім ніг. Таким чином, спочатку формуються м'язи, які більш необхідні для виконання важливих функцій.
Найбільш інтенсивний ріст м'язів відбувається на 1-2 роки. Збільшення довжини здійснюється завдяки точкам зростання на кінцях волокон, що примикають до сухожилиям. Зростання м'язів в товщину відбувається за рахунок збільшення кількості міофібрил в м'язовій клітці: якщо у новонародженого в м'язовій клітці їх міститься від 50 до 150, то у 7-ми річного дитини від 1000 до 3000. Кількість клітин зростає перші 4 місяці після народження, а потім не змінюється. У 12-15 років відбувається чергове перетворення структури м'язів. М'язові клітини дуже щільно прилягають один до одного, втрачають округлу форму і на поперечному зрізі виглядають сплощеними.
У процесі розвитку дитини окремі м'язові групи ростуть нерівномірно. У грудних дітей, перш за все, розвиваються м'язи живота, пізніше - жувальні. До кінця першого року життя у зв'язку з повзанням і початком ходьби помітно ростуть м'язи спини і кінцівок. За весь період росту дитини маса мускулатури збільшується в 35 разів. У період статевого дозрівання (12-16 років) поряд з подовженням трубчастих кісток подовжуються і сухожилля м'язів. М'язи в цей час стають довгими і тонкими, і підлітки виглядають довгоногими і Довгорукого. У 15-18 років триває подальше зростання поперечника м'язів. Розвиток м'язів триває до 25-30 років. М'язи дитини блідіший, ніжніше і більше еластичні, ніж м'язи дорослої людини.

М'язовий тонус. У період новонародженості і в перші місяці життя дітей тонус скелетних м'язів підвищений. Це пов'язано з підвищеною збудливістю червоного ядра середнього мозку. У міру посилення впливів, що надходять із структур головного мозку за пірамідної системі і регулюючих функціональну активність спинного мозку, тонус м'язів знижується. Зниження тонусу відзначається в другому півріччі життя дитини, що є необхідною передумовою для розвитку ходьби. Тонус м'язів відіграє важливу роль у здійсненні координації рухів.
Сила м'язів. Збільшення м'язової маси та структурні перетворення м'язових волокон з віком призводять до збільшення м'язової сили. У дошкільному віці сила м'язів незначна. Після 4-5 років збільшується сила окремих м'язових груп. Школярі 7-11 років мають ще порівняно низькими показниками м'язової сили. Силові та особливо статичні вправи викликають у них швидке стомлення. Діти цього віку більш пристосовані до короткочасних швидкісно-силових динамічним вправам.
Найбільш інтенсивно м'язова сила збільшується у підлітковому віці. У хлопчиків приріст сили починається в 13-14 років, у дівчаток раніше - з 10-12 років, що, можливо, пов'язано з більш раннім настанням у дівчаток статевого дозрівання. У 13-14 років чітко проявляються статеві відмінності в м'язовій силі, показники відносної сили м'язів дівчаток значно поступаються відповідним показникам хлопчиків. Тому в заняттях з дівчатками-підлітками та дівчатами слід особливо строго дозувати інтенсивність і тяжкість вправ. З 18 років зростання сили сповільнюється і до 25-26 років закінчується. Встановлено, що швидкість відновлення м'язової сили у підлітків та дорослих майже однакова: у 14-річних - 97,5%, у 16-літніх і у дорослих - 98,9% від вихідних величин.
Розвиток сили різних м'язових груп відбувається нерівномірно. Сила м'язів, що здійснюють розгинання тулуба, досягає максимуму в 16 років. Максимум сили розгиначів і згиначів верхніх і нижніх кінцівок відзначається в 20-30 років.
Швидкість, точність рухів і витривалість. Швидкість руху характеризується як швидкістю одноразового руху, так і частотою повторюваних рухів. Швидкість одноразових рухів збільшується в молодшому шкільному віці, наближаючись у 13-14 років до рівня дорослого. До 16-17 років темп збільшення цього показника дещо знижується. До 20-30 років швидкість однократного руху досягає найбільшої величини. Це пов'язано зі збільшенням швидкості проведення сигналу в нервовій системі й швидкості перебігу процесу передачі збудження в нервово-м'язовому синапсі.
З віком збільшується максимальна частота повторюваних рухів. Найбільш інтенсивне зростання цього показника відбувається в молодшому шкільному віці. У період від 7 до 9 років середній щорічний приріст становить 0,3-0,6 рухів в секунду. У 10-11 років темп приросту знижується до 0,1-0,2 руху в секунду і знову збільшується (до 0,3-0,4 руху в секунду) в 12-13 років. Частота рухів в одиницю часу у хлопчиків досягає високих показників у 15 років, після чого щорічний приріст знижується. У дівчаток максимальних значень цей показник досягає в 14 років і далі не змінюється. Збільшення з віком максимальної частоти рухів пояснюється наростаючою рухливістю нервових процесів, що забезпечує більш швидкий перехід м'язів-антагоністів з станом збудження в стан гальмування і назад.
Точність відтворення рухів також істотно змінюється з віком. Дошкільнята 4-5 років не можуть здійснювати тонкі точні рухи, які відтворюють задану програму. У молодшому шкільному віці можливість точного відтворення рухів за заданою програмою істотно зростає. З 9-10 років організація точних рухів відбувається за типом дорослого. У вдосконаленні цього рухового якості істотну роль відіграє формування центральних механізмів організації довільних рухів, пов'язаних з діяльністю вищих відділів ЦНС.
Протягом тривалого періоду онтогенезу формується і витривалість (здатність людини до тривалого виконання того чи іншого виду розумової або фізичної діяльності без зниження їх ефективності). Витривалість до динамічної роботи ще дуже невелика в 7-11 років. З 11-12 років хлопчики і дівчатка стають більш витривалими. Хорошим засобом розвитку витривалості є ходьба, повільний біг, пересування на лижах. До 14 років м'язова витривалість становить 50-70%, а до 16 років - близько 80% витривалості дорослої людини.
Витривалість до статичних зусиль особливо інтенсивно збільшується в період від 8 до17 років. Її найбільш значні зміни відзначаються в молодшому шкільному віці. У 11-14-річних школярів самими витривалими є литкові м'язи. У цілому витривалість до 17-19 років становить 85% рівня дорослого, а максимальних значень вона досягає до 25-30 років.
Темпи розвитку багатьох рухових якостей особливо високі в молодшому шкільному віці, що, враховуючи інтерес дітей до занять фізкультурою і спортом, дає підставу цілеспрямовано розвивати рухову активність у цьому віці.

3. Вікові особливості рухових навичок і координації руху

У новонародженої дитини спостерігаються безладні рухи кінцівок, тулуба та голови. Координовані ритмічні згинання, розгинання, приведення і відведення змінюються аритмічним, ізольованими рухами.
Наростання тонусу потиличних м'язів дозволяє дитині 1,5-2 місяців, покладеному на живіт, піднімати голову. У 2,5-3 місяці розвиваються рухи рук у напрямку до видимого предмета. У 4 місяці дитина повертається зі спини на бік, а в 5 місяців перевертається на живіт і з живота на спину. У віці від 3 до 6 місяців дитина готується до повзання: лежачи на животі, все вище піднімає голову і верхню частину тулуба, а до 8 місяців він здатний проповзати досить великі відстані.
У віці від 6 до 8 місяців завдяки розвитку м'язів тулуба і таза дитина починає сідати, вставати, стояти і опускатися, дотримуючись руками за опору. До кінця першого року дитина вільно стоїть і, як правило, починає ходити. Але в цей період кроки дитини короткі, нерівномірні, положення тіла нестійке. Намагаючись зберегти рівновагу, дитина балансує руками, широко ставить ноги. Поступово довжина кроку збільшується, до 4 років вона досягає 40 см, але кроки все ще нерівномірні. Від 8 до 15 років довжина кроку продовжує збільшуватися, а темп ходьби знижуватися.
У віці 4-5 років дітям доступні більш складні рухові акти: біг, стрибання, катання на ковзанах, плавання, гімнастичні вправи. У цьому віці діти можуть малювати, грати на музичних інструментах. Однак дошкільнята та молодші школярі у зв'язку з недосконалістю механізмів регуляції важко засвоюють навички, пов'язані з точністю руху рук, відтворенням заданих зусиль.
До 12-14 років відбувається підвищення влучності кидків, метань в ціль, точності стрибків. Однак, відмічається погіршення координації рухів у підлітків, що пов'язується з морфофункціональними перетвореннями в період статевого дозрівання. З статевим дозріванням пов'язано і зниження витривалості у швидкісному бігу у 14-15-річних підлітків, хоча швидкість бігу до цього віку істотно зростає.
У міру зростання дитини розвивається і стрибок. Діти раннього віку при підстрибування не відривають ніг від грунту, і їх рухи зводяться до присідань і випрямлення тіла. З 3 років дитина починає підстрибувати на місці, злегка відриваючи ноги від грунту. Лише починаючи з 6-7 років спостерігається координація нижніх кінцівок при стрибку. Дальність стрибка в довжину з місця зростає у хлопчиків до 13 років, у дівчаток - до 12-13 років. Після 13 років різниця в стрибках у довжину в залежності від статі стає яскраво вираженою, а при стрибках у висоту ця різниця виявляється вже з 11 років.
Руховий режим дітей. Добова рухова активність дітей може бути виражена в обсязі природних локомоцій. При вільному режимі в літній час за добу діти 7-10 років здійснюють від 12 до 16 тис. рухів. У підлітків добова кількість локомоцій підвищується. Наприклад, у хлопчиків 14-15 років в порівнянні зі школярами 8-9 років добова рухова активність збільшується більш ніж на 35%, а обсяг виконаної при цьому роботи - на 160%.
Природна добова активність дівчаток нижче, ніж хлопчиків. Дівчатка менше проявляють рухову активність самостійно і потребують більшої частці організованих форм фізичного виховання. У порівнянні з весняним і осіннім періодами року взимку рухова активність дітей і підлітків падає на 30-45%.
Стан здоров'я, рівень розвитку рухових якостей та фізичної працездатності школярів 11-15 років дали підставу вважати для них «високий» рівень рухової активності гігієнічної нормою 21-30 тис. локомоцій, обсяг роботи 110-150 тис. кгм / добу, динамічний компонент 20 - 24%.
Учні цього ж віку при рухової активності в 2-3 рази нижче гігієнічної норми перебувають у стані гіподинамії. У таких школярів страждають обмінні процеси, знижені рухова підготовленість, імунобіологічна реактивність, працездатність. Спостерігається неекономічна діяльність серцево-судинної системи і дихання при фізичних навантаженнях.
Проте і надмірна рухова активність у дітей та підлітків, обумовлена переважно інтенсивної систематичної спортивним тренуванням або змаганнями, в поєднанні з великим емоційним напруженням нерідко спричиняє несприятливі зміни з боку опорно-рухового апарату. У юних спортсменів спостерігаються ознаки пригнічення функції передньої долі гіпофіза і відносної недостатності кори надниркових залоз.
З усіх вікових груп дітей, молодший шкільний вік (6-11 років) виявляється найбільш продуктивним періодом розвитку рухових можливостей і фізичного вдосконалення. Адекватне фізичне виховання повинно забезпечувати дітям і підліткам необхідну їх організму кількість рухів.
Необхідно широко впроваджувати щоденні 15-20-хвилинні рухливі ігри для дітей I-II класів після третього уроку. У цих випадках розумова працездатність зростає в 3-5 разів. Для підлітків теж рекомендується активний відпочинок після третього або четвертого уроку і в другій половині дня, перед приготуванням домашніх завдань. Якщо дати активний відпочинок після п'ятого чи шостого уроку, то поряд з погіршенням показників працездатності спостерігається пригнічення фагоцитарної активності лейкоцитів крові.

4. Порушення опорно-рухового апарату

Постава. Звичне положення тіла людини під час ходьби, стояння, сидіння і роботи називають поставою. Правильна постава характеризується нормальним положенням хребта з його помірними природними вигинами вперед в області шийних і поперекових хребців, симетричним розташуванням плечей і лопаток, прямим триманням голови, прямими ногами без уплощения стоп. При правильній поставі спостерігається оптимальне функціонування системи органів руху, правильне розміщення внутрішніх органів і положення центру тяжіння.
Ряд причин - нераціональний режим, різні захворювання, що призводять до ослаблення зв'язкового-м'язового апарату і організму в цілому, а також незадовільно поставлене фізичне виховання і недостатня увага дорослих до виховання у дітей навички правильної постави - призводять до виникнення і розвитку значних порушень статури. Ці порушення у вигляді збільшення природних вигинів хребта і появи бічних викривлень, крилоподібні лопаток, асиметрії плечового пояса, уплощения грудної клітини не тільки спотворюють форму тіла, але ускладнюють роботу внутрішніх органів, погіршують обмін речовин і знижують працездатність, а у підлітків і дорослих - продуктивність праці .
Освіта та закріплення рухових навичок, що формують поставу дітей, відбувається поступово і тривало. Передумовами порушення постави може стати те, що дитину рано садять, неправильно носять на руках, передчасно починають вчити ходити, під час прогулянок постійно тримають за руку.
У дошкільні роки порушення постави сприяють сплощення стоп, неправильна поза під час малювання, виконання робіт на земельній ділянці з використанням інвентарю, що не відповідає своїми розмірами віковим особливостям дітей. З самого початку навчання в школі до цих негативних моментів можуть приєднатися й інші: різке обмеження рухової активності, збільшення статичного навантаження, пов'язаної з вимушеною робочою позою, носіння в одній руці важкого портфеля.
Порушень постави і викривлень хребта може сприяти неправильна організація нічного сну дітей і підлітків: вузька, коротка ліжко, м'які перини, високі подушки. Звичка спати на одному боці, згорнувшись «калачиком», зігнувши тіло й підібгавши ноги до живота тягне порушення кровообігу і нормального положення хребта. Негативно позначається на стані постави і внутрішніх органів перетягування живота у верхній його частині тугими гумками і поясами.
Виховується і закріплюється у школярів навички правильної постави, якщо одночасно з загальнозміцнюючими організм оздоровчими заходами учні щодня виконують різноманітні фізичні вправи, а навчальні та позанавчальний заняття проходять у школі та в позашкільних установах в умовах, що відповідають вимогам гігієни.
Плоскостопість. Деформація, яка полягає в частковому або повному опущенні поздовжнього або поперечного склепіння стопи, називається плоскостопістю. Це досить часте порушення опорно-рухового апарату у дітей та підлітків. Воно супроводжується скаргами дітей і підлітків на біль у ногах при ходьбі, швидку стомлюваність, особливо під час тривалих прогулянок, екскурсій і походів.
Плоскостопість частіше буває набутим і значно рідше - вродженим. Придбане плоскостопість може бути статичним, травматичним і паралітичним. Статичний плоскостопість розвивається у дітей поступово в результаті невідповідності навантаження на зв'язки, м'язи і кістки гігієнічним вимогам. Часто причиною розвитку у дітей статичної плоскостопості є рахіт. Травматичне плоскостопість розвивається після пошкодження стопи, гомілковостопного суглоба, щиколоток. Паралитическое плоскостопість спостерігається у зв'язку із захворюваннями нервової системи, найчастіше це наслідок дитячого паралічу.
Профілактика плоскостопості залежить від виховання правильної ходи. Необхідно, щоб шкарпетки при ходьбі і стоянні дивилися прямо вперед, навантаження доводилося на п'яту, перший і п'ятий пальці, а внутрішній звід не опускався. Для зміцнення м'язів, що підтримують склепіння стопи, рекомендується ходьба босоніж по нерівній, але м'якої поверхні. При ходьбі корисно періодично підтискати і розслабляти пальці. Позитивний вплив на зміцнення зводу стопи надають гри у волейбол, футбол.
Велике значення має носіння взуття, що відповідає гігієнічним вимогам. Вона повинна точно відповідати довжині і ширині стопи, мати широкий носок, щоб пальці не стискалися, широкий каблук 1,5-2,0 см і еластичну підошву. Дівчаткам протипоказано носіння взуття на високих підборах (4-5 см), щоб не порушувалася постава, не відбувалося викривлення хребта і зміщення хребців, зміна правильного положення тазу і його розмірів.
Всебічне фізичне виховання дітей і підлітків, виконання загальнорозвиваючих і спеціальних фізичних вправ щодня вдома, на уроках - основа профілактики порушень опорно-рухового апарату, зміцнення здоров'я.
Література
5. Безруких М.М., Сонькин В.Д., Фарбер Д.А. Вікова фізіологія: фізіологія розвитку дитини. - М.: Академія, 2003. - 416 с.
6. Бєляєв Н.Г. Вікова фізіологія. - Ставрополь: Вид-во СГУ, 1999. - 103 с.
7. Обреїмова Н.І., Петрухін А.С. Основи анатомії, фізіології і гігієни дітей та підлітків. - М.: Академія, 2000. - 376 с.
8. Сапін М.Р., Бриксін З.Г. Анатомія, фізіологія дітей і підлітків. - М.: Академія, 2002. - 456 с.

[1] Акомодація - здатність ока до чіткого бачення предметів, що знаходяться на різних відстанях.

Біохімічні методи дозволяють вивчати склад крові, слини, сечі й інших рідких середовищ і продуктів життєдіяльності організму. В експериментах на тваринах з допомогою біохімічних та гістохімічних методів вдається з'ясувати вікові зміни вмісту та активності багатьох ферментів безпосередньо в тканинах організму. Біохімічні дослідження - найважливіша складова частина вивчення ендокринної системи, травлення, кровотворення, діяльності нирок, імунітету, а також цілого ряду інших систем і функцій організму.
Функціональні проби. Найважливішою методологічною концепцією в фізіології XX ст. слід визнати усвідомлення необхідності досліджувати будь-яку фізіологічну систему в процесі її функціональної активності. Цей підхід дуже актуальний і для досліджень в галузі фізіології розвитку. З цією метою застосовуються різного роду функціональні проби. Наприклад, дозовані навантаження (розумові - для з'ясування механізмів розумової працездатності, фізичні - для оцінки м'язової працездатності та її фізіологічних механізмів); проби з довільною активацією або затримкою дихання - при дослідженні дихальної функції; водні та сольові навантаження - при оцінці функціональних можливостей видільної системи; температурні впливу - при вивченні механізмів терморегуляції і т.п. Найважливіше значення функціональні проби мають при вивченні системної організації діяльності головного мозку, оскільки саме в процесі вирішення тих чи інших завдань якраз і проявляються вікові особливості організації взаємодії мозкових структур.
Природний експеримент. Фізіологія розвитку має справу з постійно змінюються організмом дитини, що піддаються цілому ряду впливів, ізоляція від яких неможлива. Наукова етика забороняє багато експериментальних процедури при дослідженнях дитини. Зокрема, з дітьми неможливо проводити будь-які маніпуляції, які можуть призвести до їх захворювання або травми.
У той же час різні соціальні катаклізми (війни, катастрофи), екстремальні умови, в яких опиняються люди, представляють собою природний експеримент, часом дуже сильно впливає на стан здоров'я і темпи розвитку дітей, волею долі потрапили в ці умови. Зокрема, багато фактів, що складають нині базу даних для теоретичних і прикладних концепцій вікової фізіології, були отримані при дослідженні дитячих популяцій у слаборозвинених країнах Африки, Азії і Латинської Америки, де діти не отримують достатнього харчування і з цієї причини страждають від різних вад розвитку.
Дуже істотні відмінності можуть бути виявлені у дітей, що ростуть у різних соціально-економічних умовах, які дослідник не в силах змінити, але може оцінити їх вплив на дитину. Наприклад, порівняння дітей з бідних і заможних сімей, жителів великих міст і жителів сільської місцевості з нерозвиненою інфраструктурою соціоіндустріальной і т.п. Найрізноманітніші педагогічні та оздоровчі технології також можуть по-різному впливати на дитячий організм. Тому зіставлення фізіологічних показників дітей, які відвідують різні дитячі сади або школи, - одна з форм проведення природного експерименту.
Моделювання експериментальне і математичне. Природний експеримент не здатний забезпечити вирішення всіх завдань, що виникають у процесі вивчення фізіологічних закономірностей росту та розвитку. У зв'язку з цим експериментатор змушений використовувати різного роду моделі. Наприклад, вивчення закономірностей ростових процесів у лабораторних тварин є експериментальну модель, з її допомогою виявляються багато аспектів розвитку, які не можна вивчати при дослідженні дітей. Зокрема, аналіз вікових перетворень на тканинному і клітинному рівні проводиться майже виключно на експериментальних моделях з використанням лабораторних тварин. Застосування такої методології можливо завдяки тому, що в багатьох відносинах розвиток людини підкоряється тим же фізіологічним законам, що й розвиток інших багатоклітинних живих організмів.
У тих випадках, коли теоретична схема протікання того чи іншого процесу дозволяє описати його мовою математичних алгоритмів, використовують математичні моделі (особливо часто - з другої половини XX ст. У зв'язку з поширенням комп'ютерів). Таке моделювання дозволяє прогнозувати результати впливів, які неможливо або вкрай складно здійснити в реальному житті. Математичні моделі, як правило, не дозволяють добути нові наукові факти, але дають можливість досліднику переконатися, наскільки вірна логіка, яку він збудував для пояснення спостережуваних ефектів. Крім того, математичні моделі дозволяють обчислювати гранично допустимі параметри тих чи інших впливів, а також параметри максимальних відповідних реакцій організму на різного роду екстремальні впливи. Таким чином, математичні моделі не можуть замінити фізіологічний експеримент, але дозволяють зробити його безпечним, що не несе ризику для здоров'я випробуваного.
Статистичні методи і системний аналіз. Усі кількісні показники і всі наукові висновки у фізіології розвитку носять статистичний характер, тобто відображають найбільш ймовірне перебіг подій або найбільш ймовірний рівень вимірюваного показника. Для роботи з подібними імовірнісними величинами розроблені спеціальні математичні прийоми, які засновані на теорії ймовірності і називаються статистичними методами. Сучасні комп'ютерні засоби, оснащені спеціальними програмами, істотно полегшують завдання статистичної обробки результатів, дозволяючи розкривати найбільш істотні закономірності, функціональні зв'язки і будувати математичні моделі процесів, що відбуваються. Особливе значення у фізіології розвитку мають методи системного аналізу, що дозволяє розглядати організм не як набір окремих органів і фізіологічних систем, а як єдину систему, саморегулюючу і здатну пристосовуватися до мінливих умов навколишнього середовища. Не випадково системний підхід до аналізу явищ життя зародився і в надрах фізіології.
Література
1. Бєляєв Н.Г. Вікова фізіологія. - Ставрополь: Вид-во СГУ, 1999. - 103 с.
2. Єрмолаєв Ю.А. Вікова фізіологія. - М.: Вища школа, 1985. - 384 с.
3. Леонтьєва М.М., Маринова К.В. Анатомія і фізіологія дитячого організму. - М.: Просвещение, 1986.
4. Обреїмова Н.І., Петрухін А.С. Основи анатомії, фізіології і гігієни дітей та підлітків. - М.: Академія, 2000.
5. Сапін М.Р., Бриксін З.Г. Анатомія, фізіологія дітей і підлітків. - М.: Академія, 2000.
6. Хрипкова А.Г., Антропова М.В., Фарбер Д.А. Вікова фізіологія і шкільна гігієна. - М.: Просвещение, 1990.

Лекція 2
общебиологические закономірності індивідуального розвитку
План
\ U Поняття про онтогенезі. 1
Ріст і розвиток організму дітей і підлітків. 1
Спадковість і розвиток організму. 5
Акселерація і ретардація розвитку. 7
Сенситивні періоди розвитку дітей та підлітків. 10

Поняття про онтогенезі

Онтогенез (Індивідуальний розвиток організму) - сукупність перетворень, зазнає організмом від зародження до кінця життя. Термін введений німецьким біологом Е. Геккелем (1866).
У онтогенезі виділяють два відносно самостійних етапи розвитку: пренатальний і постнатальний. Перший починається з моменту зачаття і продовжується до народження дитини, другий - від моменту народження до смерті людини. Перший етап у середньому триває 280 днів. Тривалість другого для всіх людей різна і в ньому виділяють такі періоди розвитку: ранній, зрілий і заключний (період старіння).
Для працівників фізичної культури особливо цікавим є той період онтогенезу, коли в організмі відбувається найбільш інтенсивне фізичний розвиток і формування психіки людини, коли організм найбільш чутливий до засобів фізичного виховання. Це період від народження до 18-20 років.

Ріст і розвиток організму дітей і підлітків

Зріст - збільшення довжини, об'єму і маси тіла дітей і підлітків. Зростання здійснюється за рахунок процесів гіперплазії - збільшення кількості клітин та кількості складових їх органічних молекул, а також за рахунок гіпертрофії - збільшення розмірів клітин.
Процеси гіперплазії найбільш інтенсивно протікають у період внутрішньоутробного розвитку і менш інтенсивно після народження. У постнатальний період деякі клітини втрачають здатність до поділу. Так, утворення нових м'язових клітин можливо тільки перші 4 місяці після народження. Подальше збільшення маси та об'єму м'язової тканини відбувається в основному за рахунок утворення величезної кількості нервових відростків і синаптичних контактів.
Розвиток - якісні зміни, які полягають в ускладненні будови і функцій всіх тканин та органів і процесів їх регулювання.
Ріст і розвиток організму протікають нерівномірно - гетерохронно. У неодночасність росту і розвитку окремих систем лежить біологічна доцільність. У першу чергу, розвиваються життєво необхідні органи, які забезпечують адаптацію до конкретних умов зовнішнього середовища і виживання організму. Дана концепція прискореного і виборчого розвитку окремих структур висунута вітчизняним фізіологом П. Анохіним. так, мозок плоду інтенсивно розвивається на 2-10 тижні вагітності, серце - на 3-7, травні органи - на 11-12. Якщо вибірковість розвитку порушена, то плід виявляється нежиттєздатним.
Нерівномірність зростання і розвитку спостерігається і після народження. Так, до моменту народження у дитини відносно добре розвинені м'язи губ, язика, щік, що забезпечують йому процеси смоктання. Організм дитини здійснює процеси газообміну з зовнішнім середовищем, процеси терморегуляції, добре функціонує серцево-судинна система. У той же час слабко розвинені м'язи тулуба, дитина перші місяці не в змозі тримати вертикально голову. Функціонально не зрілі багато зон кори великих півкуль. Проходить небагато часу і високими темпами починає розвиватися нервова система, збільшується маса головного мозку, зростає можливість формування умовних рефлексів і т. д. Після 5 років темпи розвитку нервової системи знижуються і переважний розвиток набуває інша система і так до тих пір, поки організм не досягне певної функціональної зрілості.
Виходячи з нерівномірний темпу росту і розвитку організму, весь етап досягнення функціональної зрілості умовно ділять на кілька вікових періодів. Існують різні схеми вікової періодизації, але при вихованні дітей і підлітків доцільно користуватися схемою, запропонованої на Міжнародному симпозіумі з вікової фізіології в 1965 році.
Відразу після народження настає період, званий періодом новонародженості (1-10 днів). Підставою для цього виділення служить той факт, що в цей час має місце вигодовування дитини молозивом протягом 8-10 днів.
г рудної період триває до року. Початок цього періоду пов'язане з переходом до харчування «зрілим» молоком. Під час грудного періоду спостерігається найбільша інтенсивність росту, в порівнянні з усіма іншими періодами життя. Довжина тіла збільшується від народження до року в 1,5 рази, а маса тіла - в 3 рази. З 6 міс. починають прорізуватися молочні зуби. У 1-й міс. дитина починає усміхатися у відповідь на звернення до нього дорослих, в 6 міс. намагається повзати рачки, у 8 - робить спроби ходити, до року дитина зазвичай ходить.
Період раннього дитинства триває від 1 року до 4 років. Наприкінці другого року життя закінчується прорізування зубів. Після 2 років абсолютні та відносні величини річних приростів розмірів тіла швидко зменшуються.
З 4 років починається період першого дитинства, який закінчується в 7 років. Починаючи з 6 років з'являються перші постійні зуби: перший моляр і медіальний різець на нижній щелепі. Вік від 1 року до 7 років називають також періодом нейтрального дитинства, оскільки хлопчики і дівчатка майже не відрізняються один від одного розмірами і формою тіла.
Період другого дитинства триває у хлопчиків з 8 до 12 років, у дівчаток - з 8 до 11 років. У цей період виявляються статеві відмінності в розмірах і формі тіла, а також починається посилений ріст тіла в довжину. Темпи росту у дівчат вище, ніж у хлопчиків, так як статеве дозрівання у дівчаток починається в середньому на два роки раніше. Посилення секреції статевих гормонів (особливо у дівчаток) зумовлює розвиток вторинних статевих ознак.
Наступний період - підлітковий - називається також періодом статевого дозрівання, або пубертатним періодом. Він триває у хлопчиків з 13 до 16 років, у дівчаток - з 12 до 15 років. У цей час спостерігається подальше збільшення швидкостей росту - пубертатний стрибок, який стосується всіх розмірів тіла. Найбільші прибавки в довжині тіла у дівчаток мають місце між 11 і 12 роками, за масою тіла - між 12 і 13 роками. У хлопчиків надбавка у довжині спостерігається між 13 і 14 роками, а збільшення в масі тіла - між 14 і 15 роками. У підлітковий період відбувається інтенсивне статеве дозрівання хлопчиків. У хлопчиків, у порівнянні з дівчатками, більш тривалий пубертатний період і сильніше виражений пубертатний стрибок росту.
Юнацький вік триває у юнаків від 18 до 21 року, а у дівчат - від 17 до 20 років. У цей період в основному закінчуються процес росту і формування організму і всі основні розмірні ознаки тіла досягають дефінітивної (остаточної) величини.
У зрілому віці, який триває у чоловіків від 22 до 60 років, а у жінок від 21 до 55 років, форма і будова тіла змінюються мало. Між 30 і 50 роками довжина тіла залишається постійною, а потім починає зменшуватися.
У літньому (чоловіки - 61-74 роки, жінки - 56-74 роки) і старечому (75-90 років) віці відбуваються поступові інволютивні зміни організму. Виділяють ще один віковий період - довгожительство (понад 90 років).
Будь-яка вікова група для окремо взятої дитини досить умовна. Так як ріст і розвиток мають індивідуальні особливості, тобто та чи інша фаза з'являються раніше або пізніше в порівнянні з середніми показниками для популяції. Зустрічаються діти, індивідуальний розвиток яких значно випереджає хронологічний (паспортний) вік. У зв'язку з цим необхідно конкретизувати поняття «вік дитини», маючи на увазі хронологічний або біологічний вік.
Хронологічний - це кількість прожитих років від народження до моменту обстеження. Хронологічний вік має чітку тимчасову кордон (день, місяць, рік). Біологічний вік є також функцією часу, але визначається сукупністю морфофункціональних особливостей організму. Різниця між хронологічним і біологічним віком може досягати 5 років.
У процесі формування організму як цілісної системи виділяють вікові періоди, які характеризуються інтенсивним зростанням, що змінюються потім роками з мінімальною надбавкою довжини тіла. Так, найбільше збільшення довжини тіла відзначається в перший рік життя (20-25 см) і в період статевого дозрівання (8-10 см). Між цими віками збільшення у довжині тіла становлять в середньому 4-6 см. Припинення процесів росту у дівчат відбувається до 17-18 років, у юнаків до 18-19 років. Цей же закон нерівномірності властивий масі тіла та кола грудної клітини.
Однак гетерохронность розвитку не заперечує її гармонійність, оскільки є спеціальною закономірністю, що складається в нерівномірному розгортанні спадкової інформації. Завдяки цій спадково закріпленою особливості росту і дозрівання організму забезпечується її оптимальна адаптація до умов навколишнього середовища

Спадковість і розвиток організму

Спадковість - здатність живих організмів накопичувати, зберігати і передавати нащадкам спадкову інформацію. Передача та зберігання спадкових ознак забезпечується ДНК і РНК. Провідне значення у передачі спадкової інформації належить ДНК. Велика довжина молекули ДНК дає можливість «записати» певну інформацію.
Ділянка молекули ДНК, що зберігає інформацію певної ознаки, називається геном. Кожна молекула ДНК включає в себе сотні генів і представляє програму розвитку багатьох ознак і властивостей організму. Об'єднуючись з особливими білками, молекула ДНК утворює в ядрі хромосоми. Число хромосом постійно для кожного виду тварин і рослин. У людини в ядрах соматичних клітин міститься 46 хромосом, а в ядрах статевих - 23. При злитті яйцеклітини зі сперматозоїдом хромосом знову стає 46. Зародився організм отримує половину ознак від матері і половину від батька.
Комбінації цих ознак можуть бути самі різні. Дана комбінація успадкованих ознак і визначає «генний портрет» людини - його генотип. Сукупність властивостей організму, набутих у процесі життя, визначає фенотипический портрет людини - її фенотип. Таким чином, кожній дитині притаманна індивідуальна генетично обгрунтована програма розвитку.
Однак розвиток дитини і реалізація генетичної програми відбувається у конкретних умовах зовнішнього середовища. Фактори зовнішнього середовища в залежності від їх характеру, сили і тривалості дії можуть сприяти виходу за межі індивідуальної програми розвитку. Велике значення відіграє віковий період, так як кожен період відрізняється різною чутливістю до факторів зовнішнього середовища.
Всі фактори зовнішнього середовища умовно можна розділити на 3 групи: неорганічні (температура, світло, парціальний тиск газів у вдихуваному повітрі, рівень радіації і т. д.), органічні (вплив, який чиниться на організм дитини іншими живими істотами) і соціальні (впливу, надаються на дитину членами сім'ї, які, у свою чергу, визначаються укладом, традиціями, соціальними орієнтирами, матеріальним достатком сім'ї і т. д.). До соціальних чинників відносять також мікроклімат, який створюється навколо дитини в дитячих установах, навчальних закладах, а потім в робочих колективах.
При аналізі впливу факторів першої групи на ріст і розвиток, зокрема, впливу високої або низької температури навколишнього середовища, слід звернутися до правил Бергмана (1847) і Аллена (1877).
Правило Бергмана стверджує, що в межах одного теплокровного виду розмір тіла підвиду зазвичай збільшується зі зменшенням температури навколишнього середовища. Правило Аллена говорить: в теплокровних тварин, що відносяться до одного виду, є тенденція до збільшення відносного розміру сильно виступаючих частин тіла зі збільшенням температури навколишнього середовища. Тобто в осіб, які проживають в умовах високої середньорічної температури, відзначається перевага довжини кінцівок над довжиною тулуба. У той же час в осіб, які проживають в умовах низької температури, відзначається велика вага при потужному торсі і відносно коротких кінцівках.
Фактори органічної природи можуть виступати по відношенню до зростаючого організму як симбіонти - бактерії товстого кишечника. Одні з них розщеплюють рослинну клітковину, тому що в травних соках людини немає ферментів для її перетравлення. У той же час численні мікроорганізми здатні викликати різні захворювання або паразитувати в організмі дитини.
Велике значення відіграє соціальний фактор. Дитина може мати генетично детерміновані музичні здібності. Але відсутність необхідних умов не дозволяє розвинутися цим здібностям. Або ж розбіжність соціальних орієнтирів батьків з соціальними орієнтирами дитини може з'явитися причиною припинення відвідування спортивної секції.
Низька матеріальна забезпеченість сім'ї є причиною неповноцінного харчування, поганих житлових умов і як наслідок - відставання у фізичному розвитку дитини. Величезне значення грає мікроклімат у родині. Виховання дитини в стані емоційного дискомфорту (конфлікти в сім'ї, відсутність батьківської ласки і піклування) загальмовує його розвиток. Таке явище отримало назву психосоціальна низькорослість, або дефіцит материнської ласки. Найбільш яскраво це виявляється у дітей-сиріт.
Крім того, більшість вітчизняних фізіологів схильні вважати, що фізичні вправи стимулюють зростання скелета як у довжину, так і в ширину. Поряд з цим, в літературі накопичено величезний матеріал про негативний вплив інтенсивних фізичних навантажень на зростаючий скелет. Дослідження показують, що при більш ранньої інтенсивної тренувальної діяльності у дітей частіше виявляються хронічні захворювання суглобів, які важко піддаються лікуванню.
Таким чином, тільки раціональна програма фізичного виховання у поєднанні з іншими сприятливими факторами (повноцінне харчування, хороші соціальні умови і т. д.) є природними стимуляторами росту.

Акселерація і ретардація розвитку

Під акселерацією розуміється прискорення темпів зростання та розвитку дітей і підлітків, а також абсолютне збільшення розмірів тіла дорослих. Цей термін був запропонований Є. Кохом (1935). Акселерація була відмічена при зіставленні антропометричних даних, отриманих на початку 20-х років XX століття з даними 30-х років XIX століття, коли почали проводити антропометричні дослідження дітей.
В даний час виділяють акселерацію епохальну і внутригрупповую. Епохальна акселерація позначає прискорення фізичного розвитку сучасних дітей і підлітків у порівнянні з попередніми поколіннями. Вона проявляється вже на стадії внутрішньоутробного розвитку. У сучасних новонароджених довжина тіла більше на 0,7-1 см, а вага на 60-100 р. У міру зростання ці відмінності зростають. У сучасних дітей раніше відбувається становлення репродуктивних функцій. Існують докази акселерації розвитку серцево-судинної, дихальної та рухової систем.
Внутригрупповая акселерація - прискорений фізичний розвиток окремих дітей та підлітків у певних вікових групах. Внутрішньогрупові акселерати характеризуються більш високим ростом, більшою м'язовою силою і можливостями дихальної системи. У них значно швидше відбувається статеве дозрівання і раніше закінчуються процеси росту. Таким чином, внутригрупповая акселерація часто поєднується з підвищенням фізіологічних можливостей організму.
Однак, індивідуальна акселерація нерідко супроводжується дисгармонический розвитком різних систем і функцій, що призводить до фізіологічної дезінтеграції та зниження функціональних можливостей. У дітей з підвищеними темпами розвитку частіше спостерігаються ендокринні розлади, хронічний тонзиліт, нервові розлади, карієс зубів, підвищений артеріальний тиск.
Після 60-70-х років стали виявлятися негативні явища акселерації. У першу чергу, диспропорційність фізичного розвитку, особливо в бік надмірності маси тіла. Другим негативним явищем акселерації є зменшення життєвої ємності легень і зниження м'язової сили. Причиною дисгармонійного фізичного розвитку сучасних дітей і підлітків є низька рухова активність.
Біологічні механізми акселерації поки не з'ясовані. Але існує ряд гіпотез причин акселерації, їх умовно можна розділити на 3 основні групи.
У першу групу входять фізико-хімічні гіпотези. Є. Кох вважав, що сучасні діти піддаються більш інтенсивному впливу сонячних променів, що є, на його думку, стимулятором росту. На думку Тайбер, стимулюючий вплив на ріст і розвиток надають електромагнітні хвилі, що виникають при роботі численних радіостанцій. Д'Руддер пов'язує акселерацію з можливою зміною рівня радіації. Але більшість дослідників схиляються до гіпотези про стимулюючий вплив відходів промислового виробництва. Промислові відходи, опиняючись в повітряному середовищі, потрапляючи з питною водою, продуктами харчування в невеликих дозах мають мутагенні властивості і тому здатні надавати біостимулюючий гетерозісоподобний ефект. Підтвердженням можуть служити терміни реєстрації акселерації в різних країнах. Так, акселерація спочатку проявилася в Англії, Норвегії, Франції (з 1830-1840 рр..), В Швеції, Данії (з 1860 р.), потім у Росії, Японії і т.д.
У другу групу входять гіпотези, що пояснюють акселерацію зміною соціальних умов: поліпшення харчування (Н. Ленч), медичного обслуговування (М. Крівогорскій) і стимулюючий вплив умов міського життя на темпи фізичного розвитку.
Третя група - це гіпотези, згідно з якими акселерація є результатом циклічних біологічних змін гетерозису та інших явищ. Ефект гетерозису пов'язаний з широкою міграцією сучасного населення і збільшенням кількості змішаних шлюбів. При цьому потомство першого покоління має тимчасовим перевагою у фізичному розвитку.
більш правильним буде погодитися з думкою більшості авторів, які вважають, що причина акселерації лежить в комплексному впливі ряду факторів, причому в різних місцях і в різний час ведуча роль належить різним чинникам.
Аналіз матеріалів останніх антропометричних вимірювань показує, що акселерація не є етапом прогресуючого збільшення розмірів тіла людини, а представляє лише фазу в його розвитку. Починаючи з 70-х років цього століття в найбільш економічно розвинених країнах, наприклад, США, Англії, Швеції, вже відзначено зниження темпів акселерації або навіть її припинення. По всій видимості, для акселерації кінець XX і початок XXI століття будуть характерні повної її стабілізацією, а потім, можливо, початком зворотного процесу.
Ретардація - явище, протилежне акселерації, - уповільнення фізичного розвитку і формування функціональних систем організму дітей та підлітків.
біологічні механізми ретардації мало вивчені. На сучасному етапі вивчення виділяють дві основні причини ретардації. Перша - різні спадкові, природжені і придбані в постнатальному онтогенезі органічні порушення, друга - різні фактори соціального характеру.
Спадкові ретардантів, як правило, до моменту закінчення процесів зростання не поступаються в цьому показнику своїм одноліткам, просто досягають цих величин вони на 1-2 роки пізніше. Причиною відставання можуть з'явитися і перенесені захворювання, але вони призводять до тимчасової затримки росту і після одужання темпи росту стають вище, тобто генетична програма реалізується за більш короткий термін.
Істотне негативне впливає соціальний фактор. У меншій мірі - низький матеріальний дохід сім'ї і більшою - негативний емоційний мікроклімат, що оточує дитину в сім'ї або в дитячих установах. Діти, що виховуються в умовах недостатньої уваги з боку батьків і діти, що виховуються в дитячих будинках і школах-інтернатах, відстають у своєму розвитку на 1,5-2 роки від однолітків.
Таким чином, ретардація, не залежно від причин, що її обумовлюють, позначається як на темпи фізичного, так і психічного розвитку.

Сенситивні періоди розвитку дітей та підлітків

У процесі індивідуального розвитку є критичні періоди, коли підвищена чутливість організму, що розвивається до впливу пошкоджуючих факторів зовнішнього і внутрішнього середовища. Виділяють кілька критичних періодів розвитку. Такими найбільш небезпечними періодами є:
1. час розвитку статевих клітин - овогенез та сперматогенез;
2. момент злиття статевих клітин - запліднення;
3. імплантація зародка (4-8-а доба ембріогенезу);
4. формування зачатків осьових органів (головного та спинного мозку, хребетного стовпа, первинної кишки) і формування плаценти (3-8-я тиждень розвитку);
5. стадія посиленого зростання головного мозку (15-20-й тиждень);
6. формування функціональних систем організму та диференціювання сечостатевого апарату (20-24-й тиждень пренатального періоду);
7. момент народження дитини і період новонародженості - перехід до позаутробного життя; метаболічна та функціональна адаптація;
8. період раннього і першого дитинства (2 роки - 7 років), коли закінчується формування взаємозв'язків між органами, системами і апаратами органів;
9. підлітковий вік (період статевого дозрівання - у хлопчиків з 13 до 16 років, у дівчаток - з 12 до 15 років), коли одночасно з швидким зростанням органів статевої системи активізується емоційна діяльність.
Література
7. Бєляєв Н.Г. Вікова фізіологія. - Ставрополь: Вид-во СГУ, 1999. - 103 с.
8. Єрмолаєв Ю.А. Вікова фізіологія. - М.: Вища школа, 1985. - 384 с.
9. Леонтьєва М.М., Маринова К.В. Анатомія і фізіологія дитячого організму. - М.: Просвещение, 1986.
10. Обреїмова Н.І., Петрухін А.С. Основи анатомії, фізіології і гігієни дітей та підлітків. - М.: Академія, 2000.
11. Сапін М.Р., Бриксін З.Г. Анатомія, фізіологія дітей і підлітків. - М.: Академія, 2000.
12. Хрипкова А.Г., Антропова М.В., Фарбер Д.А. Вікова фізіологія і шкільна гігієна. - М.: Просвещение, 1990.

Лекція 3
вікові особливості нервової системи та вищої нервової діяльності
План
\ U 1. Розвиток центральної нервової системи в процесі онтогенезу. 1
2. Основні етапи розвитку вищої нервової діяльності. 6
3. Вікові особливості психофізіологічних функцій. 9

1. Розвиток центральної нервової системи в процесі онтогенезу

Нервова система координує і регулює діяльність всіх органів і систем, забезпечуючи функціонування організму як єдиного цілого; здійснює адаптацію організму до змін навколишнього оточення, підтримує сталість його внутрішнього середовища.
Топографічно нервову систему людини поділяють на центральну і периферичну. До центральної нервової системи відносять спинний і головний мозок. Периферичну нервову систему складають спинномозкові і черепні нерви, їх корінці, гілки, нервові закінчення, сплетіння і вузли, що лежать у всіх відділах тіла людини. Згідно анатомо-функціональної класифікації, нервову систему умовно поділяють на соматичну і вегетативну. Соматична нервова система забезпечує іннервацію тіла - шкіри, скелетних м'язів. Вегетативна нервова система регулює обмінні процеси в усіх органах і тканинах, а також зростання і розмноження, іннервує всі внутрішні органи, залози, гладку мускулатуру органів, серце.
Нервова система розвивається з ектодерми, через стадії нервової смужки і мозкового жолобка з подальшим утворенням нервової трубки. З її каудальної частини розвивається спинний мозок, з ростральної частині формується спочатку 3-х, а потім 5-ти мозкових міхурів, з яких у подальшому розвиваються кінцевий, проміжний, середній, задній і довгастий мозок. Така диференціювання центральної нервової системи відбувається на третій-четвертій тижня ембріонального розвитку.
Надалі обсяг головного мозку збільшується більш інтенсивно, ніж спинного, і до моменту народження складає в середньому 400 р. Причому у дівчаток маса головного мозку трохи нижче, ніж у хлопчиків. Кількість нейронів до моменту народження відповідає рівню дорослої людини, але кількість розгалужень аксонів, дендритів і синаптичних контактів значно зростає після народження.
Найбільш інтенсивно маса головного мозку збільшується перші 2 роки після народження. Потім темпи його розвитку трохи знижуються, але продовжують залишатися високими до 6-7 років. Остаточне дозрівання головного мозку закінчується до 17-20 років. До цього віку, його маса у чоловіків у середньому становить 1400 г, а у жінок - 1250 р. Розвиток головного мозку йде гетерохронно. Перш за все, дозрівають ті нервові структури, від яких залежить нормальна життєдіяльність організму на даному віковому етапі. Функціональної повноцінності досягають, перш за все, стовбурові, підкіркові і коркові структури, що регулюють вегетативні функції організму. Ці відділи наближаються за своїм розвитком до мозку дорослої людини вже у віці 2-4 років.
Спинний мозок. Протягом перших трьох місяців внутрішньоутробного життя спинний мозок займає хребетний канал на всю його довжину. Надалі хребет росте швидше, ніж спинний мозок. Тому нижній кінець спинного мозку піднімається в хребетному каналі. У новонародженої дитини нижній кінець спинного мозку знаходиться на рівні III поперекового хребця, у дорослої людини - на рівні II поперекового хребця.
Спинний мозок новонародженого має довжину 14 см. До 2 років довжина спинного мозку досягає 20 см, а до 10 років, у порівнянні з періодом новонародженості, подвоюється. Найшвидше зростають грудні сегменти спинного мозку. Маса спинного мозку у новонародженого становить близько 5,5 г, у дітей 1-го року - близько 10 р. До 3 років маса спинного мозку перевищує 13 г, до 7 років дорівнює приблизно 19 р. У новонародженого центральний канал ширше, ніж у дорослого . Зменшення його просвіту відбувається головним чином протягом 1-2 років, а також в більш пізні вікові періоди, коли спостерігається збільшення маси сірої і білої речовини. Обсяг білої речовини спинного мозку зростає швидко, особливо за рахунок власних пучків сегментарного апарату, формування якого відбувається в більш ранні терміни в порівнянні з термінами формування провідних шляхів.
Довгастий мозок. До моменту народження він цілком розвинений як в анатомічному, так і функціональному відношенні. Його маса сягає 8 г у новонародженого. Довгастий мозок займає більше горизонтальний, ніж у дорослих, положення і відрізняється ступенем мієлінізації ядер і шляхів, розмірами клітин і їх розташуванням. У міру розвитку плоду розміри нервових клітин довгастого мозку збільшуються, а розміри ядра зі зростанням клітини щодо зменшуються. Нервові клітини новонародженого мають довгі відростки, в їх цитоплазмі міститься тигроидного речовина. Ядра довгастого мозку формуються рано. З їх розвитком пов'язане становлення в онтогенезі регуляторних механізмів дихання, серцево-судинної, травної та інших систем.
Мозочок. В ембріональному періоді розвитку спочатку формується древня частина мозочка - черв'як, а потім - його півкулі. На 4-5-му місяці внутрішньоутробного розвитку розростаються поверхневі відділи мозочка, утворюються борозни і звивини. Найбільш інтенсивно мозочок зростає в перший рік життя, особливо з 5-го по 11-й місяць, коли дитина вчиться сидіти і ходити. У однорічної дитини маса мозочка збільшується у 4 рази і в середньому становить 95 р. Після цього настає період повільного зростання мозочка, до 3 років розміри мозочка наближаються до його розмірів у дорослого. У 15-річної дитини маса мозочка - 150 р. Крім того, швидкий розвиток мозочка відбувається і в період статевого дозрівання.
Сіра і біла речовина мозочка розвивається неоднаково. У дитини зростання сірої речовини здійснюється щодо повільніше, ніж білого. Так, від періоду новонародженості до 7 років кількість сірої речовини збільшується приблизно в 2 рази, а білого - майже в 5 разів. З ядер мозочка раніше інших формується зубчасте ядро. Починаючи від періоду внутрішньоутробного розвитку і до перших років життя дітей, ядерні освіти виражені краще, ніж нервові волокна.
Клітинна будова кори мозочка у новонародженого значно відрізняється від дорослого. Її клітини у всіх шарах відрізняються за формою, розмірами та кількістю відростків. У немовляти ще не повністю сформовані клітини Пуркіньє, в них не розвинене тигроидного речовина, ядро майже повністю займає клітку, ядерце має неправильну форму, дендрити клітин слаборозвинені. Формування цих клітин йде бурхливо після народження і закінчується до 3-5 тижнях життя. Клітинні шари кори мозочка у новонародженого значно тонший, ніж у дорослого. До кінця 2-го року життя їх розміри сягають нижньої межі величини у дорослого. Повне формування клітинних структур мозочка здійснюється до 7-8 років.
Міст. У новонародженого розташований вище, ніж у дорослого, а до 5 років розташовується на тому ж рівні, що й у зрілого організму. Розвиток мосту пов'язано з формуванням ніжок мозочка і встановленням зв'язків мозочка з іншими відділами центральної нервової системи. Внутрішня будова мосту у дитини не має відмінних рис у порівнянні з дорослою людиною. Ядра розташованих у ньому нервів до періоду народження вже сформовані.
Середній мозок. Його форма і будівля майже не відрізняються від дорослого. Ядро окорухового нерва добре розвинене. Добре розвинене червоне ядро, його великоклітинна частина, що забезпечує передачу імпульсів з мозочка до мотонейронам спинного мозку, розвивається раніше, ніж дрібноклітинна, через яку передається збудження від мозочка до підкіркових утворень мозку і до кори великих півкуль.
У новонародженого чорна субстанція являє собою добре виражене освіта, клітини якого диференційовані. Але значна частина клітин чорної субстанції не має характерного пігменту (меланіну), який з'являється з 6 місяців життя і максимального розвитку досягає до 16 років. Розвиток пігментації знаходиться в прямому зв'язку з удосконаленням функцій чорної субстанції.
Проміжний мозок. Окремі формації проміжного мозку мають свої темпи розвитку. Закладка зорового бугра здійснюється до 2 місяців внутрішньоутробного розвитку. На 3-му місяці розмежовується таламус і гіпоталамус. На 4-5-му місяці між ядрами таламуса проявляються світлі прошарку розвиваються нервових волокон. У цей час клітини ще слабо диференційовані. У 6 місяців стають добре помітними клітини ретикулярної формації зорового бугра. Інші ядра зорового бугра починають формуватися з 6 місяців внутрішньоутробного життя, до 9 місяців вони добре виражені. З віком відбувається їх подальша диференціація. Посилений ріст зорового бугра здійснюється в 4-річному віці, а розмірів дорослого він досягає до 13 років життя.
У ембріональному періоді розвитку закладається подбугорная область, але в перші місяці внутрішньоутробного розвитку ядра гіпоталамуса не диференційовані. Тільки на 4-5-му місяці відбувається накопичення клітинних елементів майбутніх ядер, на 8-му місяці вони добре виражені.
Ядра гіпоталамуса дозрівають у різний час, в основному до 2-3 років. До моменту народження структури сірого бугра ще повністю не диференційовані, що призводить до недосконалості теплорегуляції у новонароджених і дітей першого року життя. Диференціація клітинних елементів сірого бугра закінчується пізніше за все - до 13-17 років.
Кора великих півкуль. До 4-го місяця розвитку плоду поверхню великих півкуль гладка і на ній відзначається лише вдавлювання майбутньої бічної борозни, яка остаточно формується тільки на час народження. Зовнішній корковий шар зростає швидше внутрішнього, що призводить до утворення складок і борозен. До 5 місяців внутрішньоутробного розвитку утворюються основні борозни: бокова, центральна, мозолиста, тім'яно-потилична і шпорная. Вторинні борозни з'являються після 6 місяців. До моменту народження первинні і вторинні борозни добре виражені, і кора великих півкуль має такий же тип будови, як і у дорослого. Але розвиток форми і величини борозен і звивини, формування дрібних нових борозен і звивини продовжується і після народження.
До моменту народження кора великих півкуль має таку ж кількість нервових клітин (14-16 млрд.), як і у дорослого. Але нервові клітини новонародженого незрілі за будовою, мають просту веретеноподібну форму і дуже невелика кількість відростків. Сіра речовина кори великих півкуль погано диференційовано від білого. Кора великих півкуль щодо тонше, коркові шари слабо диференційовані, а коркові центри недостатньо сформовані. Після народження кора великих півкуль розвивається швидко. Співвідношення сірої і білої речовини до 4 місяців наближається до співвідношення у дорослого.
До 9 місяців стають більш виразними перші три шару кори, а до року загальна структура мозку наближається до зрілого стану. Розташування шарів кори, диференціювання нервових клітин в основному завершується до 3 років. У молодшому шкільному віці і в період статевого дозрівання триваюче розвиток головного мозку характеризується збільшенням кількості асоціативних волокон і утворенням нових нервових зв'язків. У цей період маса мозку збільшується незначно.
У розвитку кори великих півкуль зберігається загальний принцип: спочатку формуються філогенетично більш старі структури, а потім більш молоді. На 5-му місяці, раніше інших з'являються ядра, що регулюють рухову активність. На 6-му місяці з'являється ядро шкірного і зорового аналізатора. Пізніше інших розвиваються філогенетично нові області: лобова і нижнетеменной (на 7-му місяці), потім скронево-тім'яна і тім'яно-потилична. Причому філогенетично більш молоді відділи кори великих півкуль з віком відносно збільшуються, а старіші, навпаки, зменшуються.

2. Основні етапи розвитку вищої нервової діяльності

Нижча і вища нервова діяльність дитини формуються в результаті морфофункціонального дозрівання всього нервового апарату. Нервова система, а разом з нею і вища нервова діяльність у дітей та підлітків досягають рівня дорослої людини приблизно до 20 років. Весь складний процес розвитку ВНД людини визначається як спадково, так і багатьма іншими біологічними і соціальними факторами зовнішнього середовища. Останні набувають провідного значення у постнатальному періоді, тому на сім'ю та навчальні заклади лягає основна відповідальність за розвиток інтелектуальних можливостей людини.
ВНД дитини від народження до 7 років. Дитина народжується з набором безумовних рефлексів, рефлекторні дуги яких починають формуватися на 3-му місяці внутрішньоутробного розвитку. Тоді у плода з'являються перші смоктальні і дихальні рухи, а активний рух плоду спостерігається на 4-5-му місяці. До моменту народження у дитини формується більшість вроджених рефлексів, які забезпечують йому нормальне функціонування вегетативної сфери.
Можливість простих харчових умовних реакцій виникає вже на 1-2-а доба, а до кінця першого місяця розвитку утворюються умовні рефлекси з рухового аналізатора і вестибулярного апарату.
З 2-го місяця життя утворюються слухові, зорові і тактильні рефлекси, а до 5-го місяця розвитку у дитини виробляються всі основні види умовного гальмування. Велике значення у вдосконаленні умовно-рефлекторної діяльності має навчання дитини. Чим раніше розпочато навчання, тобто вироблення умовних рефлексів, тим швидше йде їх формування згодом.
До кінця 1-го року розвитку дитина відносно добре розрізняє смак їжі, запахи, форму і колір предметів, розрізняє голоси і обличчя. Значно удосконалюються руху, деякі діти починають ходити. Дитина намагається вимовляти окремі слова, і у нього формуються умовні рефлекси на словесні подразники. Отже, вже в кінці першого року повним ходом йде розвиток другої сигнальної системи і формується її спільна діяльність з першої.
На 2-му році розвитку дитини удосконалюються всі види умовно-рефлекторної діяльності, і продовжується формування другої сигнальної системи, значно збільшується словниковий запас; подразники або їх комплекси починають викликати словесні реакції. Вже у дворічного дитини слова набувають сигнальне значення.
2-й і 3-й рік життя відрізняються живої орієнтовною і дослідницькою діяльністю. Цей вік дитини характеризується «предметним» характером мислення, тобто вирішальним значенням м'язових відчуттів. Ця особливість значною мірою пов'язана з морфологічним дозріванням мозку, так як багато моторні коркові зони і зони шкірно-м'язової чутливості вже до 1-2 років досягають досить високої функціональної повноцінності. Основним чинником, що стимулює дозрівання цих коркових зон, є м'язові скорочення і висока рухова активність дитини.
Період до 3-х років характеризується також легкістю утворення умовних рефлексів на самі різні подразники. Примітною особливістю 2-3-річної дитини є легкість вироблення динамічних стереотипів - послідовних ланцюгів умовно-рефлекторних актів, що здійснюються в строго визначеному, закріпленому в часі порядку. Динамічний стереотип це наслідок складної системної реакції організму на комплекс умовних подразників (умовний рефлекс на час - прийом їжі, час сну та ін.)
Вік від 3-х до 5-ти років характеризується подальшим розвитком мови і вдосконаленням нервових процесів (збільшується їх сила, рухливість і врівноваженість), процеси внутрішнього гальмування набувають домінуюче значення, але запаздивательное гальмування і умовний гальмо виробляються з працею.
До 5-7 років ще більш підвищується роль сигнальної системи слів і діти починають вільно говорити. Це обумовлено тим, що тільки до семи років постнатального розвитку функціонально дозріває матеріальний субстрат другої сигнальної системи - кора великих півкуль.
ВНД дітей від 7 до 18 років. Молодший шкільний вік (з 7 до 12 років) - період відносно «спокійного» розвитку ВНД. Сила процесів гальмування і збудження, їх рухливість, врівноваженість і взаємна індукція, а також зменшення сили зовнішнього гальмування забезпечують можливості широкого навчання дитини. Але тільки під час навчання письма і читання слово стає предметом свідомості дитини, все, більше віддаляючись від пов'язаних з ним образів, предметів і дій. Незначне погіршення процесів ВНД спостерігається тільки в 1-му класі в зв'язку з процесами адаптації до школи.
Особливе значення для педагогів має підлітковий (з 11-12 до 15-17 років) період. У цей час порушується урівноваженість нервових процесів, велику силу набуває збудження, сповільнюється приріст рухливості нервових процесів, значно погіршується диференціювання умовних подразників. Ослаблюється діяльність кори, а разом з тим і другої сигнальної системи. Усі функціональні зміни призводять до психічної неврівноваженості і конфліктності підлітка.
Старший шкільний вік (15-18 років) збігається з остаточним морфофункціональних дозріванням всіх систем організму. Підвищується роль коркових процесів у регуляції психічної діяльності і функцій другої сигнальної системи. Всі властивості нервових процесів досягають рівня дорослої людини, тобто ВНД старших школярів стає упорядкованим і гармонійним. Таким чином, для нормального розвитку ВНД на кожному окремому етапі онтогенезу необхідне створення оптимальних умов.
Типологічні особливості ВНД дитини. М. І. Красногорський, вивчаючи ВНД дитини на основі сили, врівноваженості, рухливості нервових процесів, взаємовідносин кори і підкіркових утворень, співвідношення між сигнальними системами, виділив 4 типи нервової діяльності в дитячому віці.
1. Сильний, врівноважений, оптимально збудливий, швидкий тип. Характеризується швидким утворенням міцних умовних рефлексів. Діти цього типу мають добре розвинену мову з багатим словниковим запасом.
2. Сильний, врівноважений, повільний тип. Діти цього умовні зв'язки утворюються повільніше і міцність їх менше. Діти цього типу швидко навчаються мови, тільки мова у них декілька сповільнена. Активні і стійки при виконанні складних завдань.
3. Сильний, неврівноважений, підвищено збудливий, нестримний тип. Умовні рефлекси у таких дітей швидко згасають. Діти такого типу відрізняються високою емоційною збудливістю, запальністю. Їх мова швидка з окремими викрикування.
4. Слабкий тип зі зниженою збудливістю. Умовні рефлекси утворюються повільно, нестійкі, мова часто уповільнена. Діти цього типу не переносять сильних і тривалих подразнень, легко втомлюються.
Істотні відмінності основних властивостей нервових процесів у дітей, що відносяться до різних типів, визначають їх різні функціональні можливості в процесі навчання і виховання, але пластичність клітин кори великих півкуль, їх пристосовність до мінливих умов середовища є морфофункціональної основою перетворення типу ВНД. Так як пластичність нервових структур особливо велика в період їхнього інтенсивного розвитку, педагогічні впливи, що коригують типологічні особливості, особливо важливо застосовувати в дитячому віці.

3. Вікові особливості психофізіологічних функцій

в оспріятіе. Йому належить найважливіша роль у забезпеченні контактів із зовнішнім середовищем і в формуванні пізнавальної діяльності. Сприйняття - складний активний процес, що включає аналіз і синтез інформації, що надходить.
Поступовість і неодночасність дозрівання областей кори в процесі онтогенезу визначають суттєві особливості процесу сприйняття в різні вікові періоди. Певна ступінь зрілості коркових зон до моменту народження дитини створює умови для здійснення прийому інформації та елементарного аналізу якісних ознак сигналу вже в період новонародженості. Протягом перших місяців життя ускладнюється аналіз сенсорних стимулів у корі, що свідчить про початок сенсорного виховання.
Якісний стрибок у формуванні системи сприйняття відзначений після 5 років. До 5-6 років істотно полегшується впізнання складних, раніше незнайомих предметів, звірення їх з еталоном. Це дає підставу розглядати дошкільний вік як сензитивний період розвитку зорового сприйняття. У шкільному віці формується довільне виборче сприйняття, суттєві зміни якого відзначені до 10-11 років. Заключний етап розвитку сприймає системи забезпечує оптимальні умови для адекватного реагування на зовнішні впливи.
Увага є однією з найважливіших психофізіологічних функцій, які забезпечують оптимізацію процесів виховання і навчання. Увага - складний системний акт, в якому беруть участь різні структури мозку. Ознаки мимовільної уваги виявляються вже в період новонародженості у вигляді елементарної орієнтовною реакції на подразник. Критичним періодом у формуванні мимовільної уваги є 2-3-місячний вік, коли орієнтовна реакція набуває рис дослідницького характеру. У грудному, так само як і в молодшому дошкільному віці, довільна увага характеризується емоційним аспектом, тому що увагу дитини в основному залучають емоційні подразники.
У міру формування системи сприйняття мови формується соціальна форма уваги, опосередкована мовної інструкцією. Однак аж до 5-річного віку ця форма уваги легко відтісняється мимовільним увагою, що виникають на нові привабливі подразники. У 6-7-річному віці істотно зростає роль мовної інструкції у формуванні довільної уваги. Разом з тим у цьому віці ще велике значення емоційного фактору. Якісні зрушення у формуванні уваги відзначені в 9-10 років. На початку підліткового періоду (12-13 років) увага послаблюється, а до кінця - процес уваги відповідає такого дорослого.
Пам'ять. Найважливішим властивістю нервової системи є здатність накопичувати, зберігати і відтворювати інформацію, що надходить. Пам'ять, заснована на зберіганні слідів збудження в системі умовних рефлексів, формується на ранніх етапах розвитку. Відносна простота системи пам'яті в дитячому віці визначає стійкість, міцність умовних рефлексів, вироблених в ранньому дитинстві. У міру структурно-функціонального дозрівання мозку відбувається значне ускладнення системи пам'яті. Це може призвести до нерівномірного і неоднозначного зміни показників пам'яті з віком. Так, у молодшому шкільному віці об'єм пам'яті вірогідно зростає, а швидкість запам'ятовування зменшується, збільшуючись потім до підліткового віку. Дозрівання вищих кіркових центрів з віком визначає поступовість розвитку і вдосконалення словесно-логічної абстрактної пам'яті.
Мотивації, потреби й емоції. Мотивації - активні стани мозкових структур, які спонукають вчиняти дії, спрямовані на задоволення своїх потреб. З мотиваціями нерозривно пов'язані емоції. Досягнення мети і задоволення потреби викликає позитивні емоції, зворотне призводить до негативних емоцій.
Роль емоцій особливо велика в дитячому віці. У них дуже велика потреба в новизні. Задоволення цієї потреби сприяє позитивним емоціям, і ті, у свою чергу, стимулюють діяльність центральної нервової системи. Тісний зв'язок емоцій з потребами визначає необхідність врахування вікових особливостей емоційної сфери дитини в процесі виховання. Емоції дітей через слабкість контролю з боку вищих відділів ЦНС нестійкі, їх зовнішні прояви нестримані. Дитина легко і швидко плаче і так само швидко від плачу може перейти до сміху. З віком стриманість емоційних проявів зростає. У цьому чималу роль відіграють виховні впливи, спрямовані на вдосконалення внутрішнього гальмування.
Література
1. Бадалян Л.О. Невропатология. - М.: Академія, 2000. - 384 с.
2. Бєляєв Н.Г. Вікова фізіологія. - Ставрополь: СГУ, 1999. - 103 с.
3. Дубровська Н.В. Психофізіологія дитини. - М.: Владос, 2000. - 200 с.
4. Обреїмова Н.І., Петрухін А.С. Основи анатомії, фізіології і гігієни дітей та підлітків. - М.: Академія, 2000. - 431 с.
5. Сапін М.Р., Бриксін З.Г. Анатомія, фізіологія дітей і підлітків. - М.: Академія, 2000. - 468 с.

Лекція 4
розвиток сенсорних систем в онтогенезі
План
\ U 1. Особливості сенсорної функції у дітей і підлітків. 1
2. Вікові особливості зорової сенсорної системи .. 3
3. Вікові особливості слуховий сенсорної системи .. 6
4. Вікові особливості інших сенсорних систем .. 8

1. Особливості сенсорної функції у дітей і підлітків

Елементарна рефлекторна діяльність людини, його складні поведінкові акти і психічні процеси залежать від функціонального стану його органів почуттів: зору, слуху, нюху, смаку, соматичної та вісцеральної чутливості, за допомогою яких здійснюється сприйняття і аналіз нескінченного потоку інформації з навколишнього матеріального світу і внутрішнього середовища організму. Без цієї інформації була б неможлива оптимальна організація, як самих примітивних функцій людського організму, так і вищих психічних процесів.
Серед сенсорних систем організму розрізняють смакову, слухову, зорову, вестибулярну, нюхову і соматосенсорную системи. Рецептори останньої розташовані в шкірі і сприймають дотики, вібрацію, тепло, холод, біль. Виділяють також проприоцептивную систему, куди відносяться пропріорецептори, що сприймають руху в суглобах і м'язах. Вивчення интерорецепторов, розташованих у всіх внутрішніх органах, шляхів проведення і переробки, що надходять від них сигналів дало підставу говорити про вісцеральної сенсорній системі, яка сприймає різні зміни у внутрішньому середовищі організму.
Різні сенсорні системи починають функціонувати в різні терміни онтогенезу. Вестибулярний аналізатор як філогенетично найбільш стародавній дозріває ще у внутрішньоутробному періоді. Рефлекторні акти, пов'язані з активністю цього аналізатора (при повороті тіла зміна положення кінцівок), відзначаються у плодів та недоношених дітей. Також рано дозріває шкірний аналізатор. Перші реакції на подразнення шкіри відзначені у ембріона в 7,5 тижні. Вже на 3-му місяці життя дитини параметри шкірної чутливості практично відповідають таким дорослого.
Адекватні реакції на подразнення смакового аналізатора спостерігаються з 9-10-го дня життя. Диференціація основних харчових речовин формується лише на 3-4-му місяці життя. До 6-річного віку чутливість до смакових подразників підвищується і в шкільному віці не відрізняється від чутливості дорослого. Нюховий аналізатор функціонує з моменту народження дитини, а диференціювання запахів відзначається на 4-му місяці життя.
Дозрівання сенсорних систем визначається розвитком ланок органів почуттів. Периферичні ланки є сформованими до моменту народження. Пізніше інших формується периферична частина зорового аналізатора - сітківка ока, її розвиток закінчується до 6 місяців життя. Мієлінізація нервових волокон протягом перших місяців життя забезпечує значне збільшення швидкості проведення збудження і, отже, розвиток проводить відділу аналізатора. Пізніше інших коркові ланки органів почуттів. Саме їх дозрівання визначає особливості функціонування сенсорних систем у дитячому віці. Найбільш пізно завершують свій розвиток коркові ланки слухової і зорової сенсорної системи.
При вивченні руху очей дитини встановлено, що він здатний сприймати елементи висуваються зображень з моменту народження. Вважають, що окремі елементи зображення в дитячому віці ототожнюються з цілісним предметом. Про це свідчать дані, показали, що немовлята, у яких вироблявся умовний рефлекс на цілісну геометричну фігуру, реагували також на її компоненти, що пред'являються в окремо, і тільки з 16 тижнів дитина сприймала цілісну фігуру, яка ставала стимулом умовної реакції.
У міру дозрівання коркових нейронів та їх зв'язків, протягом перших років життя дитини аналіз зовнішньої інформації стає більш тонким і диференційованим, вдосконалюється процес упізнання складних стимулів. Період інтенсивного дозрівання систем найбільш пластичний. Дозрівання коркового ланки аналізатора в значній мірі визначається надходить інформацією. Відомо, що якщо позбавити організм новонародженого припливу сенсорної інформації, то нервові клітини проекційної кори не розвиваються; в сенсорно збагаченої середовищі розвиток нервових клітин і їх контактів відбувається найбільш інтенсивно.
Звідси очевидно значення сенсорного виховання в ранньому дитячому віці, тобто сенсорна інформація, має значення не тільки для організації діяльності внутрішніх органів і поведінки, але і є важливим чинником розвитку дитини.
Функціональне дозрівання сенсорних систем продовжується і в інші вікові періоди, оскільки в переробку надходить інформації залучаються і інші коркові зони (асоціативні), які дозрівають протягом тривалого періоду розвитку, включаючи підлітковий вік. Поступовість їхнього дозрівання визначає особливість процесу сприйняття інформації в шкільному віці. Так, сприйняття складних зорових стимулів стає ідентичним таким дорослого до 11-12 років.
Особливо важливе значення для нормального фізичного і психічного розвитку дітей та підлітків мають органи зору і слуху. Це обумовлено тим, що переважна частина всієї інформації з навколишнього світу (приблизно 90%) надходить в наш мозок через зорові і слухові канали.

2. Вікові особливості зорової сенсорної системи

Після народження органи зору людини зазнають значні морфофункціональні зміни. Наприклад, довжина очного яблука у новонародженого складає 16 мм, а його маса - 3,0 г, до 20 років ці цифри збільшуються до 23 мм і 8,0 м. У процесі розвитку змінюється і колір очей. У новонароджених в перші роки життя райдужка містить мало пігментів і має блакитно-сіруватий відтінок. Остаточне фарбування радужки формується тільки до 10-12 років.
Розвиток зорової сенсорної системи також йде від периферії до центру. Мієлінізація зорових нервових шляхів закінчується до 3-4 місяців життя. Причому розвиток сенсорних і моторних функцій зору йде синхронно. У перші дні після народження руху очей незалежні один від одного, і відповідно механізми координації та здатність фіксувати поглядом предмет, недосконалі і формуються у віці від 5 днів до 3-5 місяців. Функціональне дозрівання зорових зон кори головного мозку за деякими даними відбувається вже до народження дитини, за іншими - трохи пізніше.
Оптична система ока в процесі онтогенетичного розвитку також змінюється. Дитина в перші місяці після народження плутає вгору і вниз предмета. Та обставина, що ми бачимо предмети не у їх перевернутому зображенні, а в їх природному вигляді пояснюється життєвим досвідом і взаємодією сенсорних систем.
Акомодація [1] у дітей виражена більшою мірою, ніж у дорослих. Еластичність кришталика з віком зменшується, і відповідно падає акомодація. Внаслідок цього у дітей зустрічаються деякі порушення акомодації. Так, у дошкільнят внаслідок більш плоскої форми кришталика дуже часто зустрічається далекозорість. У 3 роки далекозорість спостерігається у 82% дітей, а короткозорість - у 2,5%. З віком це співвідношення змінюється і кількість короткозорих значно збільшується, досягаючи до 14-16 років 11%. Важливим фактором, що сприяє появі короткозорості, є порушення гігієни зору: читання лежачи, виконання уроків в погано освітленій кімнаті, збільшення напруги на очі і багато ін
У процесі розвитку істотно змінюються цветоощущенія дитини. У немовляти в сітківці функціонують лише палички, колбочки ще незрілі і їх кількість невелика. Елементарні функції цветоощущенія у новонароджених, мабуть, є, але повноцінне включення колб в роботу відбувається тільки до кінця 3-го року. Проте і на цій віковій ступені воно ще неповноцінно. Свого максимального розвитку відчуття кольору досягає до 30 років і потім поступово знижується. Велике значення для формування відчуття кольору має тренування. Цікаво те, що швидше за все дитина починає дізнаватися жовті й зелені кольори, а пізніше - синій. Пізнавання форми предмета з'являється раніше, ніж впізнавання кольору. При знайомстві з предметом у дошкільнят першу реакцію викликає його форма, потім розміри і в останню чергу колір.
З віком підвищується гострота зору і поліпшується стереоскопії. Найбільш інтенсивно стереоскопічний зір змінюється до 9-10 років і досягає до 17-22 років свого оптимального рівня. З 6 років у дівчаток гострота стереоскопічного зору вище, ніж у хлопчиків. Окомір у дівчаток і хлопчиків 7-8 років значно краще, ніж у дошкільнят, і не має статевих відмінностей, але приблизно в 7 разів гірше, ніж у дорослих. У наступні роки розвитку у хлопчиків лінійний окомір стає краще, ніж у дівчаток.
Поле зору особливо інтенсивно розвивається в дошкільному віці, і до 7 років воно складає приблизно 80% від розмірів поля зору дорослого. У розвитку поля зору спостерігаються статеві особливості. У 6 років поле зору у хлопчиків більше, ніж у дівчаток, в 7-8 років спостерігається зворотне співвідношення. У наступні роки розміри поля зору однакові, а з 13-14 років його розміри у дівчаток більше. Зазначені вікові та статеві особливості розвитку поля зору повинні враховуватися при організації індивідуального навчання дітей, тому що поле зору (пропускна здатність зорового аналізатора і, отже, навчальні можливості) визначає обсяг інформації, яка сприймається дитиною.
У процесі онтогенезу пропускна здатність зорової сенсорної системи також змінюється. До 12-13 років істотних відмінностей між хлопчиками і дівчатками не спостерігається, а з 12-13 років у дівчаток пропускна здатність зорового аналізатора стає вище, і це розходження зберігається в наступні роки. Цікаво, що вже до 10-11 років цей показник наближається до рівня дорослої людини, який в нормі становить 2-4 біт / с.

Рівень інтенсивності, дБ
Про 10
25-30
40
50-60 60-70 80 90 90 100 120

3. Вікові особливості слуховий сенсорної системи

вже на 8-9 місяці внутрішньоутробного розвитку дитина сприймає звуки в межах 20-5000 Гц і реагує на них рухами. Чітка реакція на звук з'являється в дитини в 7-8 тижнів після народження, а з 6 місяців грудної дитина здатна до відносно тонкому аналізу звуків. Слова діти чують багато гірше, ніж звукові тони, і в цьому відношенні сильно відрізняються від дорослих. Остаточне формування органів слуху у дітей закінчується до 12 років. До цього віку значно підвищується гострота слуху, яка досягає максимуму до 14-19 років і після 20 років зменшується. З віком також змінюються пороги чутності, і падає верхня частота, сприймаються звуків.
Функціональний стан слухового аналізатора залежить від багатьох факторів навколишнього середовища. Спеціальної тренуванням можна досягти підвищення його чутливості. Наприклад, заняття музикою, танцями, фігурним катанням, художньою гімнастикою виробляють тонкий слух. З іншого боку, фізичне і розумове стомлення, високий рівень шуму, різке коливання температури і тиску знижують чутливість органів слуху. Крім того, сильні звуки викликають перенапруження нервової системи, сприяють розвитку нервових і серцево-судинних захворювань. Необхідно пам'ятати про те, що поріг больових відчуттів для людини становить 120-130 дБ, але навіть шум у 90 дб може викликати у людини больові відчуття (шум промислового міста вдень становить близько 80 дБ).
Для уникнення несприятливого впливу шуму необхідно дотримуватися певних гігієнічні вимоги. Гігієна слуху - система заходів, спрямована на охорону слуху, створення оптимальних умов для діяльності слуховий сенсорної системи, що сприяють нормальному її розвитку і функціонування.
Розрізняють специфічне і неспецифічне дія шуму на організм людини. Специфічна дія проявляється в порушенні слуху, неспецифічне - у відхиленнях з боку ЦНС, вегетативної реактивності, в ендокринних розладах, функціональному стані серцево-судинної системи і травного тракту.
У осіб молодого і середнього віку рівні шуму в 90 дБ, впливаючи протягом години, знижують збудливість клітин кори головного мозку, погіршують координацію рухів, відзначається зниження гостроти зору, стійкості ясного бачення і чутливості до помаранчевого кольору, наростає частота зривів диференціювання. Досить пробути всього 6 год у зоні шуму 90 дБ (шум, випробовуваний пішоходом на сильно завантаженої транспортом вулиці) щоб знизилася гострота слуху. При часовий роботі в умовах впливу шуму в 96 дБ спостерігається ще більш різке порушення корковою динаміки. Погіршується працездатність і знижується продуктивність праці.
Праця в умовах впливу шуму в 120 дБ через 4-5 років може викликати порушення, які характеризуються неврастенічними проявами. З'являються дратівливість, головні болі, безсоння, розлади ендокринної системи, порушується тонус судин і ЧСС, зростає або знижується артеріальний тиск. При стажі роботи в 5-6 років часто розвивається професійна приглухуватість. У міру збільшення терміну роботи функціональні відхилення переростають в неврити слухового нерва.
Дуже відчутно вплив шуму на дітей і підлітків. Більш значними виявляються підвищення порогу слухової чутливості, зниження працездатності та уваги у учнів після впливу шуму в 60 дБ. Рішення арифметичних прикладів вимагало при шумі в 50 дБ на 15-55%, а в 60 дБ на 81-100% більше часу, ніж до дії шуму, а зниження уваги досягало 16%.
Зниження рівнів шуму та його несприятливого впливу на учнів досягається проведенням ряду заходів: будівельних, архітектурних, технічних і організаційних. Наприклад, ділянка навчальних закладів огороджують по всьому периметру живоплотом висотою не менше 1,2 м. Великий вплив на величину звукоізоляції надає щільність, з якою закриті двері. Якщо вони погано закриті, то звукоізоляція знижується на 5-7 дБ. Велике значення у зниженні шуму має гігієнічно правильне розміщення приміщень в будівлі навчального закладу. Майстерні, гімнастичні зали розміщуються на першому поверсі будівлі, в окремому крилі або в прибудові. Відновленню функціонального стану слухової сенсорної системи і зрушень в інших системах організму дітей і підлітків сприяють невеликі перерви в тихих кімнатах.

4. Вікові особливості інших сенсорних систем

Вестибулярна сенсорна система відіграє важливу роль у регуляції положення тіла в просторі і його рухів. Розвиток вестибулярного апарату у дітей та підлітків в даний час мало вивчено. Існують дані про те, що дитина народжується з досить зрілими підкірковими відділами вестибулярного аналізатора.
Пропріоцептивна сенсорна система також бере участь у регуляції положення тіла в просторі і забезпечує координацію абсолютно всіх рухів людини - від локомоторних до найскладніших трудових і спортивних рухових навичок. У процесі онтогенезу формування пропріорецепціі починається з 1-3 місяців внутрішньоутробного розвитку. До моменту народження пропріорецептори і коркові відділи досягають високого ступеня зрілості і здатні до виконання своїх функцій. Особливо інтенсивно йде вдосконалення всіх відділів рухового аналізатора до 6-7 років. З 3 до 7-8 років швидко наростає чутливість пропріорецепціі, йде дозрівання підкоркових відділів рухового аналізатора і його кіркових зон. Формування проприорецепторов, розташованих в суглобах і зв'язках, закінчується до 13-14 років, а проприорецепторов м'язів - до 12-15 років. До цього віку, вони вже практично не відрізняються від таких у дорослої людини.
Під соматосенсорной системою розуміють сукупність рецепторних утворень, які забезпечують температурні, тактильні і больові відчуття. Температурні рецептори відіграють важливу роль у збереженні сталості температури тіла. Експериментально показано, що чутливість температурних рецепторів на перших етапах постнатального розвитку нижчі, ніж у дорослих. Тактильні рецептори забезпечують сприйняття механічних впливів, відчуття тиску, дотику і вібрації. Чутливість цих рецепторів у дітей нижче, ніж у дорослих. Зменшення порогів сприйняття відбувається до 18-20 років. Біль сприймається спеціальними рецепторами, що представляють собою вільні нервові закінчення. Больові рецептори у новонароджених дітей мають більш низьку чутливість, ніж у дорослих. Особливо швидко, зростає больова чутливість з 5 до 6-7 років.
Периферична частина смаковий сенсорної системи - смакові рецептори розташовані в основному на кінчику, корені і по краях мови. Новонароджена дитина вже має здатність диференціювати гірке, солоне, кисле і солодке, хоча чутливість смакових рецепторів невисока, до 6 років вона наближається до рівня дорослого.
Периферична частина нюхової сенсорної системи - нюхові рецептори розташовуються у верхній частині носової порожнини і займають не більше 5 см ^2. У дітей нюховий аналізатор починає функціонувати вже в перші дні після народження. З віком чутливість нюхового аналізатора наростає особливо інтенсивно до 5-6 років, а потім постійно знижується.
Література
6. Безруких М.М., Сонькин В.Д., Фарбер Д.А. Вікова фізіологія: фізіологія розвитку дитини: Учеб. посібник для вузів. - М.: Академія, 2003. - 416 с.
7. Бєляєв Н.Г. Вікова фізіологія. - Ставрополь: СГУ, 1999. - 103 с.
8. Гігієна: Підручник / За ред. Г. І. Румянцева. - М.: ГЕОТАР-МЕД, 2001. - 608 с.
9. Обреїмова Н.І., Петрухін А.С. Основи анатомії, фізіології і гігієни дітей та підлітків. - М.: Академія, 2000. - 376 с.
10. Сапін М.Р., Бриксін З.Г. Анатомія, фізіологія дітей і підлітків. - М.: Академія, 2002. - 456 с.

Лекція 5
гуморальна регуляція організму в онтогенезі
План
\ U 1. Поняття про гормони і ендокринній системі. 1
2. Становлення ендокринної функції в онтогенезі. 1
3. Вплив гормонів на ріст організму. 7
4. Роль гормонів в адаптації організму до фізичних навантажень .. 10

1. Поняття про гормони і ендокринній системі

Найбільш давньою формою регуляції функцій були хімічні речовини, які виділяються клітинами. Прикладом можуть служити такі речовини, як фактор росту нервів, фактор росту епідермісу. Однак дія цих регуляторів просторово обмежена і не може забезпечити координовану діяльність різних органів.
На більш пізніх етапах еволюції живих організмів клітини утворюють спеціалізовані органи - ендокринні залози. Ендокринні залози виробляють специфічні хімічні регулятори життєвих функцій - гормони. Специфічне відміну всіх ендокринних залоз - відсутність вивідних проток. Виділення гормонів відбувається безпосередньо у внутрішнє середовище, в основному в кров.
В організмі людини і вищих тварин є такі залози внутрішньої секреції: гіпофіз, епіфіз, підшлункова залоза, щитовидна залоза, надниркові залози, статеві, околощітовідние залози, вилочкова залоза. Підшлункова і статеві залози змішані, так як частина їх клітин виконує внешнесекреторную функцію.

2. Становлення ендокринної функції в онтогенезі

Більшість гормонів починають синтезуватися на 2-му місяці внутрішньоутробного розвитку, але такі гормони як, вазопресин, окситоцин виявляються в залозах внутрішньої секреції плоду на 4-5 місяці.
Гіпофіз складається з трьох часток. Аденогіпофіз (передня частка) виділяє гормони тропів, які надають регулюючий вплив на функції інших ендокринних залоз, а також соматотропін (гормон росту), що підсилює синтез білка і розпад жиру.
У новонародженого концентрація соматотропіну в 2-3 рази вище, ніж у матері. Протягом 1-го тижня після народження вона знижується більш, ніж на 50%. Після 3-5 років рівень соматотропіну в крові такий же, як і у дорослих.
Інший гормон аденогіпофіза лактотропін реєструється у великих концентраціях у новонародженого. Протягом 1-го року його концентрація в крові знижується і залишається низькою до підліткового віку. У період статевого дозрівання концентрація його знову зростає, причому у дівчаток сильніше, ніж у хлопчиків.
У підлітків лактотропін виконує ряд важливих функцій. У чоловічому організмі він стимулює зростання передміхурової залози і насінних бульбашок. Гіперсекреція лактотропіна викликає зниження секреції тестостерону, гіпогонадизм і зниження статевого потягу. У жіночому організмі цей гормон гальмує секрецію гонадотропінів.
Також аденогіпофіз продукує тиротропін, регулюючий функцію щитовидної залози. Значне посилення секреції тіротропіна відзначається відразу після народження і перед статевим дозріванням. Перше збільшення пов'язане з адаптацією новонародженого до нових умов існування. Друге підвищення відповідає гормональної перебудови, що включає посилення функції статевих залоз.
Кортикотропін, регулюючий функцію надниркових залоз, в крові новонародженого міститься в таких самих концентраціях, як і у дорослої людини. У віці 10 років його концентрація стає в два рази нижче і знову досягає величин дорослої людини після періоду статевого дозрівання.
Гонадотропін (фолікулостимулюючий гормон) і лютропін (лютеїнізуючий гормон). У новонародженого концентрація цих гормонів висока. Протягом 1-го тижня після народження відбувається різке зниження даних гормонів. До 7-8-річного віку залишається низькою. У препубертатний період відбувається збільшення секреції гонадотропінів. До 14 років концентрація їх збільшується в 2-2,5 рази в порівнянні з 8-9 роками. До 18 років концентрація стає такою ж, як і у дорослих.
Проміжна частка гіпофіза продукує інтермедин, або меланоцітостімулірующій гормон, який регулює шкірну пігментацію і пігментацію волосся. Його концентрація в гіпофізі досить стабільна як у період внутрішньоутробного розвитку, так і після народження.
Задня частка гіпофіза (Нейрогіпофіз), є депо гормонів вазопресину і окситоцину. Зміст цих гормонів у крові високо до моменту народження, а через 2-22 години після народження їх концентрація різко знижується. У дітей протягом перших місяців після народження антідіурітіческая функція вазопресину несуттєва, а з віком його роль в утриманні води в організмі збільшується. Органи-мішені для окситоцину - матка і молочні залози починають реагувати на нього тільки після завершення періоду статевого дозрівання.
Щитовидна залоза виробляє тиреоїдні гормони - тироксин і трийодтиронін. Вони стимулюють ріст і розвиток у внутрішньоутробному періоді онтогенезу. Важливі для повноцінного розвитку нервової системи. Тиреоїдні гормони збільшують продукцію тепла, активують обмін білків, жирів і вуглеводів. Крім того, в щитовидній залозі С-клітинами виробляється кальцитонін - гормон, що знижує вміст кальцію в крові.
Концентрація тиреоїдних гормонів в крові у новонароджених вище, ніж у дорослих. Протягом декількох діб рівень гормонів в крові знижується. До 7 років посилюється секреторна функція щитовидної залози. Також значне збільшення маси та секреторної активності залози відбувається в період статевого дозрівання. Синтез і секреція гормонів щитовидної залози залежать від статевих гормонів. Статеві відмінності у функції щитовидної залози формуються як до народження, так і після нього. Особливо чітко це проявляється в період статевого дозрівання.
Зміст кальцитоніну збільшується з віком, найбільша концентрація відзначається після 12 років. У юнаків 18 років вміст кальцитоніну в кілька разів вище, ніж у дітей 7-10 років.
Околощітовідние залози виробляють паратгормон, який спільно з кальцитонином і вітаміном D регулює обмін кальцію в організмі. Концентрація паратгормону у новонародженого близька до концентрації дорослої людини. активно заліза функціонує до 4-7 років. У період від 6 до 12 років відбувається зменшення рівня паратгормону в крові. Гіпофункція виявляється у дітей у підвищенні збудливості нервів та м'язів, в розладі вегетативних функцій і формуванні скелета.
Підшлункова залоза має скупчення клітин (острівці Лангерганса), що володіють внутрисекреторной активністю. Є три види клітин: β-клітини, що виробляють інсулін, α-клітини, що продукують глюкагон, Д-клітини, що утворюють соматостатин, що гальмує секрецію інсуліну і глюкагону.
Інсулін зменшує вміст глюкози в крові, а в печінці і м'язах забезпечує відкладення глікогену. Збільшує утворення жиру з глюкози і гальмує його розпад. Інсулін активує синтез білка, збільшує транспорт амінокислот через мембрани клітин.
Під впливом глюкагону відбувається розпад глікогену печінки і м'язів до глюкози і підвищення рівня глюкози в крові. Глюкагон стимулює розпад жиру в жировій тканині.
До 2-х річного віку концентрація інсуліну в крові становить 66% від концентрації дорослої людини. Надалі концентрація зростає, значне збільшення відзначається в період інтенсивного росту.
При гіпофункції β-клітин розвивається цукровий діабет. У дітей найчастіше це захворювання спостерігається з 6 до 12 років. Важливе значення у розвитку цукрового діабету мають спадкова схильність та провокуючі фактори середовища: інфекційні захворювання, нервове перенапруження і переїдання.
Наднирники складаються з двох різнорідних тканин - кори і мозкової речовини. Кора складається з трьох зон: клубочкової, секретирующий мінералокортикоїди; пучкової, що виробляє глюкокортикоїди та сітчастої, що виробляє аналоги гормонів статевих залоз. Основним глюкокортикоїдів є кортизон. Глюкокортикоїди впливають на обмін речовин. Під їх впливом утворюються вуглеводи з продуктів розпаду білка. Вони мають протизапальну і протиалергічну дію. Мінералокортикоїди регулюють мінеральний і водний обмін в організмі. Основний гормон цієї групи - альдостерон. Кортикостероїди беруть участь у формуванні вторинних статевих ознак.
Мозкова речовина надниркових залоз виробляє норадреналін і адреналін. Адреналін прискорює ритм серцевих скорочень, збільшує артеріальний тиск, підвищує працездатність скелетних м'язів. Під його впливом посилюється розпад глікогену печінки. Норадреналін в основному підвищує артеріальний тиск.
У перші дні життя в крові новонародженого відзначається низька концентрація гормонів кори надниркових залоз. Протягом перших 2-х тижнів функціональні можливості кори зростають і секретується стільки ж гормону, скільки і у дорослих. Секреція кортикостероїдів збільшується протягом всього періоду дитинства та юнацтва. Так, найбільша активність кори надниркових залоз спостерігається у віці 7-8 років, потім вона знижується і знову зростає до 10 років.
Слід зазначити, що глюкокортикоїди не депонуються, а синтезуються і виділяються в кров у відповідь на дію кортикотропіну. У дітей і підлітків гіпоталамо-гіпофізарно-надниркова система швидко виснажується, тому здатність протистояти дії несприятливих факторів у неї невелика. Мозкова речовина надниркових залоз у новонародженого розвинене відносно слабко. Однак, активність симпатоадреналової системи проявляється відразу після народження. З перших днів життя дитина реагує на стресові подразники.
Статеві залози представлені в чоловічому організмі семенникамі, а в жіночому - яєчниками. Статеві гормони чоловічого організму називаються андрогенами. Істинний чоловічий гормон - тестостерон. У сім'яниках виробляється і невелика кількість жіночих статевих гормонів - естрогену. роль тестостерону полягає у впливі на формування статевих ознак. Жіночими статевими гормонами є естрогени, що стимулюють ріст і розвиток статевої системи жіночого організму.
Секреція тестостерону починається на 8-му тижні ембріонального розвитку, а в період між 11-ою і 17-м тижнями досягає рівня дорослого чоловіка. Це пояснюється його впливом на реалізацію генетично запрограмованого статі. Андрогени викликають диференціювання гіпоталамуса за чоловічим типом, при їх відсутності розвиток гіпоталамуса відбувається за жіночим типом. Роль власних естрогенів у розвитку плоду жіночої статі не настільки висока, тому що в цих процесах активну участь беруть естрогени матері і аналоги статевих гормонів, що виробляються в наднирниках.
У новонароджених дівчаток протягом перших 5-7 днів у крові циркулюють материнські гормони. У хлопчиків до пубертатного періоду концентрація тестостерону в крові утримується на невисокому рівні. У пубертатний період гормональна активність сім'яників інтенсивно збільшується. Висока концентрація тестостерону стимулює формування вторинних статевих ознак.
Епіфіз продукує гормон мелатонін. Заліза виявляється на 5-7 тижня періоду внутрішньоутробного розвитку. Секреція починається на 3-му місяці.
в грудному віці функціональна активність залози висока. Але вже в кінці першого року життя відбувається перебудова її структури: зменшується кількість клітин активної паренхіми, знижується кровопостачання. Далі з віком функціональна активність епіфіза знижується. Якщо в силу будь-яких причин відзначається рання інволюція залози, то це супроводжується і більш швидкими темпами статевого дозрівання. Але слід зазначити, що повної атрофії епіфіза не відбувається навіть у глибокій старості.
Вилочкова залоза (тимус) представляє собою лімфоїдний орган, добре розвинений в дитячому віці. Гормонами вилочкової залози є тимозин (d-тимозин і β-тимозин). Тимозин стимулюють імунологічні процеси. Зокрема, вони забезпечують утворення клітин, здатних специфічно розпізнавати антиген і відповідати на нього імунної реакцією.
Тимус закладається на 6-му тижні і повністю формується до 3-го місяця внутрішньоутробного розвитку. У новонароджених вона характеризується функціональною зрілістю і продовжує розвиватися далі. Але паралельно з цим в вилочкової залозі вже на першому році життя починають розвиватися сполучно-тканинні волокна і жирова тканина, а з настанням статевої зрілості вона починає піддаватися інволюції. Але і у літніх людей зберігаються окремі острівці паренхіми вилочкової залози, які відіграють велику роль у імунологічної захисту організму.

3. Вплив гормонів на ріст організму

Ростові процеси в організмі визначаються дією ряду гормональних чинників. Основним з них є соматотропін - гормон передньої частки гіпофіза. Під його впливом відбувається новоутворення хрящової тканини епіфізарної зони та збільшення довжини трубчастих кісток. Одночасно під впливом соматотропіну активізується утворення м'якої сполучної тканини, що важливо для забезпечення надійності з'єднання частин зростаючого скелета. Він має стимулюючу дію і на розвиток скелетної м'язової тканини.
вплив соматотропіну різко знижується при недостатньому вмісті в крові тиреоїдних гормонів та інсуліну. Тиреоїдні гормони необхідні для нормалізації процесів розмноження і диференціювання клітин. Класичними ознаками, що характеризують порушення росту і розвитку дітей та підлітків при гіпотиреозі, є відставання довжини тіла, запізнювання окостеніння кістяка та розвитку зубів. Ці прояви поєднуються з уповільненням частоти серцевих скорочень, зниженням артеріального тиску, зменшенням тонусу і сили скелетних м'язів.
Не менш значна роль інсуліну. Так, він збільшує транспорт амінокислот через мембрани і бере участь у забезпеченні білкового синтезу будівельних матеріалів. Крім того, інсулін сприяє вуглеводного харчування клітин.
Опосередкований вплив на зростання надає тестостерон. Він стимулює білковий синтез в хрящової і кісткової тканини, скелетних м'язах, міокарді, печінці, нирках. Найбільшою мірою це проявляється в період статевого дозрівання. Стимулюючий вплив на зростання триває до закриття епіфізарних зон зростання.
естрогени на загальний ріст організму надають гальмівний вплив, активізуючи окостеніння епіфізарних зон зростання трубчастих кісток. Естрогени стимулюють ріст і білковий синтез в жіночих статевих органах та в меншій мірі в нирках, печінці, міокарді.
Нормальне протікання ростових процесів забезпечується також паратгормоном, кальцитоніну і гормональної формою вітаміну Д _3. Дана група гормонів має першорядне значення у формуванні кісткової тканини і в підтримці гомеостазу кальцію у внутрішньому середовищі організму і в клітинах. Кальцитонін і паратгормон впливають на кальцієвий обмін у тісній взаємодії з гормональною формою вітаміну Д _3, що утворюється з холекальціфірола, що надходить з їжею.
Абсолютно протилежний ефект на ріст організму надають глюкокортикоїди. Так, при лікуванні дітей і підлітків масивними дозами глюкокортикоїдів відзначається затримка росту. Цим можна пояснити затримку росту за дії на організм стрессірующіх факторів незалежно від їх природи. Так, при стресі активується вся система кортіколіберін-кортикотропін-глюкокортикоїди.
Враховуючи цей факт, необхідно виключати тривалу дію на дитячий організм стрессірующіх факторів, в тому числі і фізичні навантаження великого об'єму і інтенсивності, а також часте участь у змаганнях.
Вплив гормонів на розвиток нервової системи і поведінку. З гормональних чинників, що впливають на розвиток ЦНС, найбільш значущі гормони щитовидної залози.
Недостатнє вміст гормонів в останньому триместрі вагітності і перші тижні після народження є причиною розвитку такого захворювання як кретинізм. Висока роль тіреодних гормонів і в перші 18 місяців після народження. Дефіцит тироксину і трийодтироніну різко загальмовують диференціювання нервових клітин. Якщо недолік вказаних гормонів виникає після 18 місяців то порушується в основному зростання, а дефекти розумового розвитку виражені слабше. Раннє введення тиреоїдних гормонів сприяє відновленню розумового розвитку. було встановлено, що дефіцит гормонів щитовидної залози в критичні періоди розвитку мозку призводить до зниження синтезу білків в мозковій тканині та зменшення вмісту в ній білково-синтетичних ферментів. Порушується також розвиток судинної системи мозку, затримується морфологічна диференціювання кори великих півкуль і мозочка. Отже, тиреоїдні гормони необхідні для структурного, біохімічного та функціонального дозрівання мозкової тканини.
значний вплив на нервову систему роблять гормони надниркових залоз, змінюючи силу нервових процесів. Видалення кори надниркових залоз супроводжується порушенням функції всієї ВНД.
Статеві гормони впливають на співвідношення процесів збудження і гальмування. На працездатність нервової системи більшою мірою впливають чоловічі статеві гормони. Рішучість, агресивність також визначається концентрацією чоловічих статевих гормонів. Видалення статевих залоз або їх патологічне недорозвинення в дитячому віці викликає порушення психіки і нерідко призводить до розумової неповноцінності.
Оптимальні фізичні навантаження підвищують резервні можливості ендокринної системи і, тим самим, опосередковано впливають на загальний стан нервової системи і всього організму.

4. Роль гормонів в адаптації організму до фізичних навантажень

У адаптації організму до фізичних навантажень гормонів належить найважливіша роль. В ансамблі ендокринних залоз на м'язову навантаження першими реагують симпатоадреналовая та гіпофізарно-надниркова системи. У процесі виконання м'язової роботи, поряд з високим рівнем функціонування симпатоадреналової та гіпофізарно-надниркової систем, наростає зміст альдостерону, вазопресину і тироксину. Пізніше включається додаткова продукція інсуліну, соматотропіну, глюкагону. Подібне різноманіття гормональних речовин необхідно для мобілізації енергетичних ресурсів, забезпечення газообміну і харчування тканин працюючого організму. Тривале виконання м'язової роботи призводить до зниження активності гормональних механізмів, що забезпечують мобілізацію енергетичних і пластичних ресурсів. Паралельно відзначається збільшення в крові кальцитоніну. Ця реакція носить захисний характер, оберігаючи організм від критичного витрачання енергетичних і пластичних резервів. У період відновлення відбувається нормалізація концентрації гормональних речовин.
У дітей молодшого віку (до 7-8 років) передстартові і стартові реакції або відсутні, або виражені слабо. Вони виробляються лише в процесі систематичних тренувань і найбільш яскраво проявляються у віці 13-15 років, коли стартові реакції нерідко перевищують такі у дорослих спортсменів.
Систематичні заняття спортом призводять до підвищення активності кори надниркових залоз. Так, екскреція стероїдних гормонів у спокої вище у дітей, що займаються спортом. Проте надмірні за обсягом та інтенсивністю м'язові навантаження і що їх на тлі неповного відновлення різко знижують функціональну активність кори надниркових залоз. Активізація кори надниркових залоз у відповідь на м'язову навантаження знижується в міру дорослішання. У дітей ці зрушення носять менш адекватний і більш виражений характер.
Вплив тренувальних навантажень на функції щитовидної залози, тимусу і епіфіза у дітей вивчено недостатньо повно. Встановлено, що м'язове навантаження, активізує наднирники, пригнічує функцію щитовидної залози.
Функція статевих залоз стимулюється адекватними для дітей і підлітків фізичними навантаженнями. Великі навантаження виснажливого характеру призводять до пригнічення продукції статевих гормонів, затримують статеве дозрівання, особливо якщо підвищені фізичні навантаження виконуються до настання пубертатного періоду.
Тому при оцінці адаптивних перебудов, що відбуваються в системах життєзабезпечення підлітків (особливо дівчаток), необхідно приймати до уваги і інтенсивність андрогенної функції. Розлади гормональної функції, пов'язані з фізичним перенапруженням, феноменологічні які у збільшеному виведенні андрогенів із сечею, повинні служити сигналом для зменшення навантаження або зміни її якісного складу.
Література
11. Безруких М.М., Сонькин В.Д., Фарбер Д.А. Вікова фізіологія: фізіологія розвитку дитини. - М.: Академія, 2003. - 416 с.
12. Бєляєв Н.Г. Вікова фізіологія. - Ставрополь: СГУ, 1999. - 103 с.
13. Обреїмова Н.І., Петрухін А.С. Основи анатомії, фізіології і гігієни дітей та підлітків. - М.: Академія, 2000. - 376 с.
14. Сапін М.Р., Бриксін З.Г. Анатомія, фізіологія дітей і підлітків. - М.: Академія, 2002. - 456 с.

Лекція 6
Вікові особливості системи крові та кровообігу
План
\ U 1. Вікові особливості кількості і складу крові 1
2. Серце і його вікові особливості 6
3. вікові особливості системи кровообігу 8
4. Вікові особливості реакції серцево-судинної системи на фізичне навантаження 10

1. Вікові особливості кількості і складу крові

Кількість крові в організмі людини міняється з віком. У дітей крові відносно маси тіла більше, ніж у дорослих. У новонароджених кров становить 14,7% маси, у дітей одного року - 10,9%, у дітей 14 років - 7%. Це пов'язано з більш інтенсивним протіканням обміну речовин в дитячому організмі. Загальна кількість крові у новонароджених в середньому становить 450-600 мл, у дітей 1 року - 1,0-1,1 л, у дітей 14 років - 3,0-3,5 л, у дорослих людей масою 60-70 кг загальне кількість крові 5-5,5 л.
У здорових людей співвідношення між плазмою і форменими елементами коливається незначно (55% плазми і 45% формених елементів). У дітей раннього віку процентний вміст формених елементів дещо вищий.
Кількість формених елементів крові також має свої вікові особливості. Так, кількість еритроцитів (Червоні кров'яні клітини) у новонародженого становить 4,3-7,6 млн. на 1 мм ³ крові, до 6 місяців кількість еритроцитів знижується до 3,5-4,8 млн. на 1 мм ^3, у дітей 1 року - до 3,6-4,9 млн. на 1 мм ³ і в 13-15 років досягає рівня дорослої людини. Треба підкреслити, що зміст формених елементів крові має і статеві особливості, наприклад, кількість еритроцитів у чоловіків становить 4,0-5,1 млн. на 1 мм ^3, а у жінок - 3,7-4,7 млн. на 1 мм ^3.
Здійснення еритроцитами дихальної функції пов'язано з наявністю в них гемоглобіну, є переносником кисню. Вміст гемоглобіну в крові вимірюється або в абсолютних величинах, або у відсотках. За 100% прийнято наявність 16,7 г гемоглобіну в 100 мл крові. У дорослої людини зазвичай в крові міститься 60-80% гемоглобіну. Причому вміст гемоглобіну в крові чоловіків становить 80-100%, а у жінок - 70-80%. Вміст гемоглобіну залежить від кількості еритроцитів у крові, харчування, перебування на свіжому повітрі та інших причин.
Вміст гемоглобіну в крові також змінюється з віком. У крові новонароджених кількість гемоглобіну може варіювати від 110% до 140%. До 5-6-го дня життя цей показник знижується. До 6 місяців кількість гемоглобіну становить 70-80%. Потім до 3-4 років кількість гемоглобіну дещо збільшується (70-85%), в 6-7 років відзначається уповільнення в наростанні вмісту гемоглобіну, з 8-річного віку знову наростає кількість гемоглобіну і до 13-15 років становить 70-90%, т. Е. досягає показника дорослої людини. Зниження числа еритроцитів нижче 3 млн. і кількості гемоглобіну нижче 60% свідчить про наявність анемічного стану (недокрів'я).
Недокрів'я - різке зниження гемоглобіну крові та зменшення кількості еритроцитів. Різного роду захворювання і особливо несприятливі умови життя дітей та підлітків призводять до недокрів'я. Воно супроводжується головним болем, запамороченням, непритомністю, негативно позначається на працездатності і успішності навчання. Крім того, у недокрівних учнів різко знижується опірність організму, і вони часто й довго хворіють.
Найпершим профілактичним заходом проти недокрів'я виявляються правильна організація режиму дня, раціональне харчування, багате мінеральними солями і вітамінами, суворе нормування навчальної, позакласної, трудової та творчої діяльності, щоб не розвивалося перевтома, необхідний обсяг добової рухової активності в умовах відкритого повітря і розумне використання природних факторів природи.
Одним з важливих діагностичних показників, що свідчать про наявність запальних процесів та інших патологічних станів, є швидкість осідання еритроцитів. У чоловіків вона становить 1-10 мм / год, у жінок - 2-15 мм / год З віком цей показник змінюється. У новонароджених швидкість осідання еритроцитів низька (від 2 до 4 мм / год). У дітей до 3 років величина ШОЕ коливається в межах від 4 до 12 мм / ч. У віці від 7 до 12 років величина ШОЕ не перевищує 12 мм / ч.
Іншим класом формених елементів є лейкоцити - Білі кров'яні клітини. Найважливішою функцією лейкоцитів є захист від потрапляють в кров мікроорганізмів і токсинів. За формою, будовою і функції розрізняють різні типи лейкоцитів. Основні з них: лімфоцити, моноцити, нейтрофіли. Лімфоцити утворюються в основному в лімфатичних вузлах. Вони виробляють антитіла і відіграють велику роль у забезпеченні імунітету. Нейтрофіли виробляються в червоному кістковому мозку: вони грають основну роль у фагоцитоз. Здатні до фагоцитозу і моноцити - Клітини, які утворюються в селезінці і печінці.
Існує певне співвідношення між різними типами лейкоцитів, виражене у відсотках, так звана лейкоцитарна формула. При патологічних станах змінюється як загальна кількість лейкоцитів, так і лейкоцитарна формула.
Кількість лейкоцитів і їх співвідношення змінюються з віком. Так, у крові дорослої людини міститься 4000-9000 лейкоцитів в 1 мкл. У новонародженого лейкоцитів значно більше, ніж у дорослої людини (до 20 тис. в 1 мм ³ крові). У першу добу життя кількість лейкоцитів зростає (відбувається розсмоктування продуктів розпаду тканин дитини, тканинних крововиливів, можливих під час пологів) до 30 тис. в 1 мм ³ крові.
Починаючи з другої доби число лейкоцитів знижується і до 7-12-го дня досягає 10-12 тис. Така кількість лейкоцитів зберігається у дітей першого року життя, після чого воно знижується і до 13-15 років сягає величин дорослої людини. Крім того, було виявлено, що чим менше вік дитини, тим більше незрілих форм лейкоцитів містить його кров.
Лейкоцитарна формула в перші роки життя дитини характеризується підвищеним вмістом лімфоцитів і зниженим числом нейтрофілів. До 5-6 років кількість цих формених елементів вирівнюється, після цього відсоток нейтрофілів зростає, а відсоток лімфоцитів знижується. Малим вмістом нейтрофілів, а також недостатньою їх зрілістю пояснюється велика сприйнятливість дітей молодших вікових груп до інфекційних хвороб. До того ж фагоцитарна активність нейтрофілів у дітей перших років життя найбільш низька.
Вікові зміни імунітету. Питання про розвиток імунологічного апарату в пре-і постнатальному онтогенезі ще далекий від свого рішення. В даний час виявлено, що плід у материнському організмі ще не містить антигенів, він є імунологічно толерантним. У його організмі не утворюється ніяких антитіл, і завдяки плаценті плід надійно захищений від попадання антигенів з кров'ю матері.
Очевидно, перехід від імунологічної толерантності до імунологічної реактивності відбувається з моменту народження дитини. З цього часу починає функціонувати його власний апарат імунології, який вступає в дію на другому тижні після народження. Освіта власних антитіл в організмі дитини ще трохи, і важливе значення в імунологічних реакціях протягом першого року життя мають антитіла, одержувані з молоком матері. Інтенсивний розвиток імунологічного апарату йде з другого року приблизно до 10 років, потім з 10 до 20 років інтенсивність імунного захисту незначно слабшає. З 20 до 40 років рівень імунних реакцій стабілізується і після 40 років починає поступово знижуватися.
Крім антитіл, в імунітеті велике значення мають деякі білки. Це імуноглобуліни А, М, G, Е, D.
IgG - захист від вірусів (кір, віспа, краснуха, свинка і т. д.) і бактеріальних інфекцій, викликаних грампозитивними мікробами (стафілококи, стрептококи).
IgМ - захист від грамнегативних бактерій (шигел, черевного тифу) і деяких вірусів.
IgА - активує місцевий неспецифічний імунітет - лізоцим, захисні властивості поту, слини, сльози і т. п.
IgD - Подібну дію.
IgЕ - підсилює фагоцитарну активність лейкоцитів і бере участь в алергічних реакціях.
У новонароджених відмічається високий вміст IgG, так як цей білок отриманий від матері. Інші ж імуноглобуліни у них або відсутні, або їх дуже мало. Цим пояснюється відносно висока стійкість дітей 1-го місяця життя до вірусних інфекцій (кір, вітрянка), але, з іншого боку, висока чутливість до бактеріальних інфекцій.
До 3-6 місяців материнські імуноглобуліни руйнуються і починається синтез власних імуноглобулінів. До 4-5 років рівень IgМ досягає рівня дорослого, IgG - до 5-6 років, IgА - до 10-12 років, IgD - до 5-10 років. У новонароджених недолік IgА частково компенсується молозивом і материнським молоком.
Велике значення у формуванні достатньої стійкості організму дітей і підлітків до захворювань мають профілактичні щеплення. До останніх років діяла наступна схема основних щеплень і їх ревакцинації (повторення).
1. Новонароджені (перші 12 годин життя) - перша вакцинація проти вірусного гепатиту В.
2. Новонароджені 3-7 днів - вакцинація проти туберкульозу.
3. 1 місяць - друга вакцинація проти вірусного гепатиту В.
4. 3 місяці - перша вакцинація проти дифтерії, кашлюку, правця та поліомієліту.
5. 4,5 місяці - друга вакцинація проти дифтерії, кашлюку, правця, поліомієліту.
6. 6 місяців - третя вакцинація проти дифтерії, кашлюку, правця, поліомієліту.
7. 12 місяців - вакцинація проти кору, краснухи, епідемічного паротиту.
8. 18 місяців - перша ревакцинація проти дифтерії, кашлюку, правця, поліомієліту.
9. 20 місяців - друга ревакцинація проти поліомієліту.
10. 6 років - ревакцинація проти кору, краснухи, епідемічного паротиту.
11. 7 років - ревакцинація проти туберкульозу, друга ревакцинація проти дифтерії та правця.
12. 13 років - вакцинація проти краснухи (дівчата), вакцинація проти вірусного гепатиту В (тим, хто раніше не щепився).
13. 14 років - третя ревакцинація проти дифтерії та правця, ревакцинація проти туберкульозу, третя ревакцинація проти поліомієліту.
14. Дорослі - ревакцинація проти дифтерії і правця кожні 10 років від моменту останньої ревакцинації.
Тромбоцити (кров'яні пластинки) - найдрібніші з формених елементів крові. Кількість їх варіює від 200 до 400 тис. в 1 мм ³ (мкл). Удень їх більше, а вночі менше. Після важкої м'язової роботи кількість кров'яних платівок збільшується в 3-5 разів.
Утворюються тромбоцити в червоному кістковому мозку і селезінці. Основна функція тромбоцитів пов'язана з їхньою участю у згортанні крові. Нормальне функціонування кровообігу, перешкоджає як крововтраті, так і згортання крові усередині судини, досягається певним рівновагою двох існуючих в організмі систем - згортання і антизсідальної.
Згортання крові у дітей в перші дні після народження уповільнено, особливо це помітно на 2-й день життя дитини. З 3-го по 7-й день життя згортання крові прискорюється і наближається до норми дорослих. У дітей дошкільного та шкільного віку час згортання крові має широкі індивідуальні коливання. У середньому початок згортання у краплі крові наступає через 1-2 хв, кінець згортання - через 3-4 хв.
В еритроцитах містяться особливі речовини антигени, або агглютіногени, а в білках плазми аглютиніни, при певному поєднанні цих речовин відбувається склеювання еритроцитів - аглютинація. Одним з найбільш істотних агглютиногенов, для вікової фізіології, є резус-фактор. Він міститься у 85% людей (резус -позитивні), у 15% цього фактора в крові немає (резус-негативні). При переливанні резус-позитивної крові резус-негативному людині в крові з'являються резус-негативні антитіла, і при повторному переливанні резус-позитивної крові можуть наступити серйозні ускладнення у вигляді аглютинації. Резус-фактор особливо важливо враховувати при вагітності. Якщо батько резус-позитивний, а мати резус-негативна, кров плода буде резус-позитивна, так як це домінантна ознака. Агглютіногени плода, потрапляючи в кров матері, викличуть утворення антитіл (аглютинінів) до резус-позитивних еритроцитів. Якщо ці антитіла через плаценту проникнуть у кров плоду, настане аглютинація і плід може загинути. Оскільки при повторних вагітностях в крові матері збільшується кількість антитіл, небезпека для дітей зростає. У такому разі або жінці з резус-негативною кров'ю вводять завчасно антирезус гаммаглобулін, або тільки що народженої дитини виробляють заменное переливання крові.

2. Серце і його вікові особливості

Серце являє собою порожнистий м'язовий орган, розташований зліва в грудній клітці. Формування серця у ембріона починається з 2-го тижня пренатального розвитку, а його розвиток в загальних рисах закінчується вже до кінця 3-го тижня. До моменту народження дитини його серце вже має чотирикамерну структуру, однак між двома передсердями ще є отвір, характерне для кровообігу плода, яке заростає у перші місяці життя. Зростання передсердь протягом першого року життя випереджає зростання шлуночків, потім вони ростуть майже однаково, і лише після 10 років зростання шлуночків починає обганяти зростання передсердь.
Маса серця у чоловіків 220-300 г і 180-220 г у жінок. Розмір серця і його маса змінюються з віком. У дітей серце відносно більше, ніж у дорослих. Його маса складає приблизно 0,63-0,80% маси тіла, а у дорослої людини - 0,48-0,52%. Найбільш інтенсивно зростає серце на першому році життя: до 8 місяців маса серця збільшується вдвічі, до 3 років потроюється, до 5 років збільшується в 4 рази, а в 16 років - у 11 разів.
Маса серця у хлопчиків в перші роки життя більше, ніж у дівчаток. У 12-13 років настає період посиленого росту серця у дівчаток, і його маса стає більше, ніж у хлопчиків. До 16 років серце дівчаток знову починає відставати у масі від серця хлопчиків.
Форма і положення серця в грудній клітці в процесі постнатального розвитку також змінюється. У новонародженого серце кулястої форми і розташоване значно вище, ніж у дорослого. Відмінності за цими показниками ліквідуються тільки до 10-річного віку.
Основними гемодинамічними показниками серцево-судинної системи є частота серцевих скорочень і систолічний об'єм. Частота серцевих скорочень в нормі у дорослої людини складає 75 ударів в 1 хв. У новонародженого вона значно вища - 140 в 1 хв. Інтенсивно знижуючись протягом перших років життя, вона становить до 8-10 років 90-85 ударів в 1 хв, а до 15 років наближається до величини дорослого. При скороченні серця у дорослої людини, що знаходиться в стані спокою, кожен шлуночок виштовхує в артерії 60-80 см ³ крові.
Кількість крові, яка викидається шлуночками за одне скорочення, називають ударним, або систолічним об'ємом. Кількість крові, що викидається в аорту серцем новонародженого при одне скорочення, всього 2,5 см ^3. До першого року воно збільшується в 4 рази, до 7 років - у 9 разів, а до 12 років - у 16,4 рази.
Морфологічні та функціональні зміни в серці в процесі його постнатального розвитку визначають вікові особливості біоелектричних процесів у серці дітей та підлітків. Їх електрокардіограма має специфічні відмінності до 13-16 років, далі всі основні показники ЕКГ наближаються до ЕКГ дорослої людини.
Іноді в підлітковому віці виникають оборотні порушення в діяльності серцево-судинної системи, пов'язані з перебудовою ендокринної системи. У підлітків можуть спостерігатися почастішання серцевого ритму, задишка, спазми судин, порушення показників ЕКГ і багато інших.

3. вікові особливості системи кровообігу

Ще одним важливим показником серцево-судинної системи є артеріальний тиск. Воно являє собою змінне тиск, під яким кров знаходиться в кровоносній посудині. Величина тиску визначається роботою серця, кількістю крові, що надходять в судинну систему, інтенсивністю її відтоку на периферію, опором стінок судин, в'язкістю крові, еластичністю судин. Найбільш високий тиск - в аорті. У міру просування крові по судинах тиск її знижується. Найбільш помітно знижується тиск в артеріолах і капілярах.
Під час систоли шлуночків кров із силою викидається в аорту, тиск крові при цьому найбільше. Це найвище тиск називають систолічним. У фазі діастоли (розслаблення) серця артеріальний тиск знижується і стає діастолічним.
У плечовій артерії людини систолічний тиск становить 110-125 мм рт. ст., а діастолічний - 60-85 мм рт. ст. У дітей кров'яний тиск значно нижче, ніж у дорослих. Чим менша дитина, тим у нього більше капілярна мережа і ширше просвіт кровоносних судин, а, отже, і нижче тиск крові.
У наступні періоди, особливо в період статевого дозрівання ріст серця випереджає ріст кровоносних судин. Це відбивається на величині кров'яного тиску, іноді спостерігається так звана юнацька гіпертонія, коли нагнітальна сила серця зустрічає опір з боку відносно вузьких кровоносних судин, а маса тіла в цей період значно збільшується. Таке підвищення тиску, як правило, носить тимчасовий характер. Однак юнацька гіпертонія вимагає обережності при дозуванні фізичного навантаження. Після 50 років максимальний тиск звичайно підвищується до 130-145 мм рт. ст.
Кровообіг плоду має свої особливості, пов'язані, перш за все з тим, що до народження кисень надходить в організм плода через плаценту і так звану пупкову вену. Пупкова вена розгалужується на дві посудини, один живить печінку, інший з'єднується з нижньою порожнистою веною. У результаті в нижньої порожнистої вени відбувається змішання крові, багатої киснем, з кров'ю, що пройшла через печінку і містить вже продукти обміну. Через нижню порожнисту вену змішана кров потрапляє у праве передсердя. Далі кров проходить у правий шлуночок і потім виштовхується в легеневу артерію, менша частина крові тече в легені, а більша частина через боталлов протока потрапляє в аорту. Наявність боталлова протоки, що з'єднує легеневу артерію з аортою, є другою специфічною особливістю в кровообігу плоду. У результаті поєднання легеневої артерії та аорти обидва шлуночка серця нагнітають кров у велике коло кровообігу. Кров з продуктами обміну повертається в материнський організм через пупкові артерії і плаценту.
Таким чином, циркуляція в організмі плоду змішаної крові, його зв'язок через плаценту з системою кровообігу матері та наявність боталлова протоки є основними особливостями кровообігу плоду. У новонародженої дитини зв'язок з материнським організмом припиняється і його власна система кровообігу бере на себе всі необхідні функції. Боталлов протока втрачає своє функціональне значення і незабаром заростає сполучною тканиною.
Чимало інформації несе знання швидкості кругообігу крові. Швидкість течії крові з віком сповільнюється, що пов'язано зі збільшенням довжини судин, а в більш пізні періоди зі значним зниженням еластичності кровоносних судин. Більш часті серцеві скорочення у дітей також сприяють більшій швидкості руху крові. У новонародженого кров робить повний кругообіг, тобто проходить великий і малий круги кровообігу, за 12 с, у 3-річних - за 15 с, у 14 років - за 18,5 с. Час кругообігу крові у дорослих становить 22 с.
в озрастние особливості регуляції кровообігу. До моменту народження дитини в серцевому м'язі досить добре виражені нервові закінчення симпатичних і парасимпатичних нервів. У ранньому дитячому віці (до 2-3 років) переважають тонічні впливу симпатичних нервів на серце, про що можна судити за частотою серцевих скорочень (у новонароджених до 140 ударів на хвилину). Тонус центру блукаючого нерва в цьому віці низький.
Перші ознаки впливу блукаючого нерва на серцеву діяльність виявляються в 3-4-місячному віці. У цьому віці можна викликати рефлекторне уповільнення серцевого ритму, натискаючи на очне яблуко. У перші роки життя дитини формуються і закріплюються тонічні впливу блукаючого нерва на серце. У молодшому шкільному віці роль блукаючого нерва значно посилюється, що проявляється в зниженні частоти серцевих скорочень.

4. Вікові особливості реакції серцево-судинної системи на фізичне навантаження

В міру зростання та розвитку серцево-судинної системи змінюються і її реакції у дітей та підлітків на фізичне навантаження. Вікові особливості цих реакцій виразно проявляються як при постановці спеціальних функціональних проб, спрямованих на виявлення стану серцево-судинної системи, так і в процесі виконання фізичних вправ, суспільно корисного, продуктивної праці.
На динамічну фізичне навантаження діти і підлітки реагують підвищенням частоти серцевих скорочень, максимального артеріального тиску (ударного обсягу). Чим молодші діти, тим в більшій мірі, навіть найменшу фізичне навантаження, вони реагують підвищенням частоти пульсу, меншим збільшенням ударного об'єму, забезпечуючи приблизно однаковий приріст хвилинного об'єму.
Діти і підлітки, систематично займаються фізичною культурою, постійно виконують суспільно корисні роботи при строгому нормуванні фізичних навантажень, тренують серце, підвищують його функціональні можливості.
Хвилинний об'єм серця треновані діти і підлітки в порівнянні зі своїми однолітками нетренованими забезпечують за рахунок збільшення ударного об'єму і у меншій мірі за рахунок частоти серцевих скорочень. Виявляється інша примітна особливість: час відновлення гемодинамічних показників у тренованих учнів коротше, ніж у нетренованих. У відповідь на велике навантаження у тренованих школярів 15 років кількість крові, яка викидається за 1 хв, досягає такого обсягу, що дозволяє забезпечити киснем працюють органи. При великому навантаженні особливо яскраво проявляються відмінності в реакціях серцево-судинної системи тренованого і нетренованого школяра.
У юних спортсменів (16-18 років) після дозованого фізичного навантаження (20 присідань за 30 с або 60 підскоків) частота серцевих скорочень збільшується на 60-70%, максимальний артеріальний тиск підвищується на 25-30%, а мінімальне знижується на 20-25 %; пульс повертається до початкової частоті через 1,0-1,5 хв. Така реакція розцінюється як сприятлива. На аналогічну навантаження нетреновані підлітки реагують підвищенням частоти серцевих скорочень на 100%, максимального артеріального тиску на 30-40% і зниженням мінімального на 10-15%; пульс повертається до величин до навантаження через 2-3 хв після її завершення.
Важлива роль, яку виконує серце в організмі, диктує необхідність застосування профілактичних заходів, що сприяють його нормальної функції, що зміцнюють його, що оберігають від захворювань, які викликають органічні зміни клапанного апарату і самої серцевого м'яза. Заняття фізичною культурою і працею в межах вікових меж допустимих фізичних навантажень - найважливіша міра зміцнення серця.
Література
15. Безруких М.М., Сонькин В.Д., Фарбер Д.А. Вікова фізіологія: фізіологія розвитку дитини. - М.: Академія, 2003. - 416 с.
16. Обреїмова Н.І., Петрухін А.С. Основи анатомії, фізіології і гігієни дітей та підлітків. - М.: Академія, 2000. - 376 с.
17. Сапін М.Р., Бриксін З.Г. Анатомія, фізіологія дітей і підлітків. - М.: Академія, 2002. - 456 с.

Лекція 7
вікові особливості дихальної і травної систем
План
\ U 1. Розвиток органів дихання в онтогенезі. 1
2. Вікові особливості органів травлення. 4
3. Особливості обміну речовин у дітей та підлітків. 5
4. Енергетичний обмін у дітей та підлітків. 9

1. Розвиток органів дихання в онтогенезі

Легкі і повітроносні шляхи починають розвиватися в ембріона на 3-му тижні з мезодермальной мезенхіми. Надалі в процесі зростання формується пайову будова легень, після 6 місяців утворюються альвеоли. У 6 місяців поверхню альвеол починає покриватися білково-ліпідної вистилки - сурфактантом. Його наявність є необхідною умовою нормальної аерації легень після народження. При нестачі сурфактанту після попадання в легені повітря альвеоли спадаються, що призводить до тяжких розладів дихання і без лікування.
Легені плоду як орган зовнішнього дихання не функціонують. Але вони не знаходяться в спавшем стані, альвеоли і бронхи плоду заповнені рідиною. У плоду, починаючи з 11-го тижня, з'являються періодичні скорочення інспіраторний м'язів - діафрагми і міжреберних м'язів.
В кінці вагітності дихальні рухи плода займають 30-70% усього часу. Частота дихальних рухів зазвичай збільшується вночі і вранці, а також при збільшенні рухової активності матері. Дихальні рухи необхідні для нормального розвитку легенів. Після їх вимикання розвиток альвеол і збільшення маси легень сповільнюється. Крім цього дихальні рухи плода є свого роду підготовку дихальної системи до дихання після народження.
Народження викликає різкі зміни стану дихального центру, розташованого в довгастому мозку, що призводять до початку вентиляції. Перший вдих настає, як правило, через 15-70 сек. після народження. Основними умовами виникнення першого вдиху є:
1. підвищення в крові гуморальних подразників дихального центру, СО _2, Н ⁺ і нестачі О _2;
2. різке посилення потоку чутливих імпульсів від рецепторів шкіри (холодових, тактильних), проприорецепторов, вестибулорецепторов. Ці імпульси активують ретикулярну формацію стовбура мозку, яка підвищує збудливість нейронів дихального центру;
3. усунення джерел гальмування дихального центру. Роздратування рідиною рецепторів, розташованих в області ніздрів, сильно гальмує дихання (рефлекс водолаза). Тому відразу після появи голови плода акушери видаляють з лиця слиз і навколоплідні води.
Таким чином, виникнення першого вдиху є результатом одночасної дії ряду факторів.
Початок вентиляції легенів пов'язане з початком функціонування малого кола кровообігу. Кровотік через легеневі капіляри різко посилюється. Легенева рідина всмоктується з легенів в кровоносне русло, частина рідини всмоктується в лімфу.
У дітей молодшого віку спокійне дихання - діафрагмальне. Це пов'язано з особливостями будови грудної клітини. Ребра розташовані під великим кутом до хребта, тому скорочення міжреберних м'язів менш ефективно змінює обсяг грудної порожнини. Енергетична вартість дихання дитини набагато вище, ніж у дорослого. Причина - вузькі повітроносні шляхи і їх висока аеродинамічна опірність, а також низька розтяжність легеневої тканини.
Іншою відмітною особливістю є більш інтенсивна вентиляція легенів у перерахунку на кілограм маси тіла з метою задоволення високого рівня окислювальних процесів і менша проникність легеневих альвеол для О ₂ і СО _2. Так, у новонароджених частота дихання становить 44 циклу в хвилину, дихальний об'єм - 16 мл, хвилинний об'єм дихання - 720 мл / хв. У дітей 5-8-річного віку частота дихання знижується і досягає 25-22 циклів в хвилину, дихальний об'єм - 160-240 мл, а хвилинний об'єм дихання - 3900-5350 мл / хв. У підлітків частота дихання коливається від 18 до 17 циклів хвилину, дихальний об'єм - від 330 до 450 мл, хвилинний об'єм дихання - від 6000 до 7700 мл / хв. Ці величини найбільш близькі до рівня дорослої людини.
З віком збільшуються життєва ємність легень, проникність легеневих альвеол для О ₂ і СО _2. Це пов'язано зі збільшенням маси тіла і працюючих м'язів, із зростанням потреби в енергетичних ресурсах. Крім того, дихання стає більш економічним, про це свідчать зниження частоти дихання і дихального об'єму.
Найбільші морфофункціональні зміни в легенях охоплюють віковий період до 7-8 років. У цьому віці відзначається інтенсивна диференціювання бронхіального дерева і збільшення кількості альвеол. Зростання легеневих обсягів пов'язаний також із зміною діаметру альвеол. У період з 7 до 12 років діаметр альвеол збільшується вдвічі, до дорослого стану - втричі. Загальна поверхня альвеол збільшується в 20 разів.
Таким чином, розвиток дихальної функції легень відбувається нерівномірно. Найбільш інтенсивний розвиток відзначається у віці 6-8, 10-13, 15-16 років. У ці вікові періоди переважає ріст і розширення трахеобронхіального дерева. Крім того, в цей час найбільш інтенсивно протікає процес диференціювання легеневої тканини, який завершується до 8-12 років. Критичні періоди для розвитку функціональних можливостей системи дихання спостерігаються у віці 9-10 і 12-13 років.
Етапи дозрівання регуляторних функцій легень діляться на три періоди: 13-14 років (хеморецепторной), 15-16 років (механорецепторний), 17 років і старше (центральний). Відзначено тісний зв'язок формування дихальної системи з фізичним розвитком і дозріванням інших систем організму.
Інтенсивний розвиток скелетної мускулатури у віці 12-16 років позначається на характері вікових перетворень дихальної системи підлітка. Зокрема, у підлітків з високими темпами зростання часто відзначається відставання розвитку органів дихання. Зовні це проявляється у формі перепочинок навіть при виконанні невеликих фізичних навантажень. Такі діти скаржаться на швидку стомлюваність, мають низьку м'язову працездатність, уникають занять з інтенсивними фізичними вправами. Для них рекомендується поступове збільшення занять фізичною культурою під контролем лікаря.
На відміну від них, у підлітків, які займаються спортом, річні надбавки зростання менше, а функціональні можливості легень вище. Але в цілому розвиток органів дихання у переважної частини дітей несе на собі «відбитки цивілізації». Низька рухова активність обмежує рухливість грудної клітини. Дихання в цьому випадку поверхневе, а його фізіологічна цінність невелика. Необхідно вчити дітей правильному і глибокому диханню, що є необхідною умовою збереження здоров'я, розширення можливості адаптації до фізичних навантажень.

2. Вікові особливості органів травлення

Найбільш істотні морфологічні та функціональні відмінності між органами травлення дорослої людини і дитини спостерігаються лише в перші роки постнатального розвитку. Функціональна активність слинних залоз виявляється з появою молочних зубів (з 5-6 місяців). Особливо значне посилення слиновиділення відбувається в кінці першого року життя. Протягом перших двох років інтенсивно йде формування молочних зубів. У віці 2-2,5 роки дитина має вже 20 зубів і може вживати порівняно грубу їжу, що вимагає пережовування. У наступні роки, починаючи з 5-6 років, молочні зуби поступово замінюються на постійні.
У перші роки постнатального розвитку інтенсивно йде формування інших органів травлення: стравоходу, шлунка, тонкого і товстого кишечника, печінки та підшлункової залози. Змінюються їх розміри, форма і функціональна активність. Так, обсяг шлунка з моменту народження до 1 року збільшується в 10 разів. Форма шлунка у новонародженого округла, після 1,5 років шлунок набуває грушоподібної форми, а з 6-7 років його форма нічим не відрізняється від шлунка дорослих.
Значно змінюється будова м'язового шару і слизової оболонки шлунка. У дітей раннього віку спостерігається слабкий розвиток м'язів і еластичних елементів шлунка. Шлункові залози в перші роки життя дитини ще недорозвинені і нечисленні, хоч і здатні секретувати шлунковий сік, в якому вміст соляної кислоти, кількість і функціональна активність ферментів значно нижче, ніж у дорослої людини. Так, кількість ферментів, що розщеплюють білки, збільшується з 1,5 до 3 років, потім в 5-6 років і в шкільному віці до 12-14 років. Зміст соляної кислоти збільшується до 15-16 років. Низька концентрація соляної кислоти обумовлює слабкі бактерицидні властивості шлункового соку у дітей до 6-7 років, що сприяє більш легкої сприйнятливості дітей цього віку до шлунково-кишкових інфекцій.
У процесі розвитку дітей та підлітків істотно змінюється і активність містяться в ньому ферментів. Особливо значно змінюється в перший рік життя активність ферменту - химозина, чинного на білки молока. У дитини 1-2 місяців його активність в умовних одиницях дорівнює 16-32, а в 1 рік може досягати 500 од., У дорослих цей фермент повністю втрачає своє значення в травленні. З віком зростає також активність інших ферментів шлункового соку і в старшому шкільному віці вона сягає рівня дорослого організму. Слід зазначити, що у дітей до 10 років у шлунку активно йдуть процеси всмоктування, в той час як у дорослих ці процеси здійснюються в основному тільки в тонкому кишечнику.
Підшлункова залоза розвивається найбільш інтенсивно до 1 року і в 5-6 років. За своїми морфофункціональних параметрах вона досягає рівня дорослого організму до закінчення підліткового віку (у 11-13 років завершується її морфологічне розвиток, а в 15-16 років - функціональне). Аналогічні темпи морфофункціонального розвитку спостерігаються у печінці та всіх відділів кишечника.
Таким чином, розвиток органів травлення йде паралельно із загальним фізичним розвитком дітей та підлітків. Найбільш інтенсивне зростання і функціональний розвиток органів травлення спостерігається в 1-й рік постнатальної життя, в дошкільному віці і в підлітковому періоді, коли органи травлення за своїми морфофункціональних властивостями наближаються до рівня дорослого організму. Крім того, в процесі життя у дітей та підлітків легко виробляються умовні харчові рефлекси, зокрема рефлекси на час прийому їжі. У зв'язку з цим важливо привчити дітей до суворого додержання режиму харчування. Важливе значення для нормального травлення має дотримання «харчової естетики».

3. Особливості обміну речовин у дітей та підлітків

Процеси обміну речовин і енергії є особливо інтенсивно йдуть під час росту і розвитку дітей та підлітків, що є однією з характерних рис, що росте. На цьому етапі онтогенезу пластичні процеси значно переважають над процесами руйнування, і лише у дорослої людини між цими процесами обміну речовин і енергії встановлюється динамічна рівновага. Таким чином, в дитинстві переважають процеси росту і розвитку чи асиміляції, в старості - процеси дисиміляції. Ця закономірність може порушуватися в результаті різних захворювань і дії інших екстремальних факторів навколишнього середовища.
до складу клітин входить близько 70 хімічних елементів, що утворюють в організмі два основних типи хімічних сполук: органічні та неорганічні речовини. У тілі здорової дорослої людини середньої маси (70 кг) міститься приблизно: води - 40-45; білків-15-17; жирів - 7-10; мінеральних солей - 2,5-3; вуглеводів - 0,5-0,8 . Безперервні процеси синтезу і розпаду, що відбуваються в організмі, вимагають регулярного надходження матеріалу, необхідного для заміщення вже віджили частинок організму. Цей «будівельний матеріал» надходить в організм з їжею. Кількість їжі, яку з'їдає людина за своє життя, у багато разів перевищує його власну масу. Все це говорить про високу швидкість процесів обміну речовин в організмі людини.
Обмін білків. Білки становлять близько 25% від загальної маси тіла. Це найскладніша його складова частина. Білки являють собою полімерні сполуки, що складаються з амінокислот. Білковий набір кожної людини є строго унікальним, специфічним. В організмі білок їжі під дією травних соків розщеплюється на свої прості складові частини - пептиди і амінокислоти, які потім всмоктуються в кишечнику і надходять у кров. З 20 амінокислот тільки 8 є незамінними для людини. До них відносяться: триптофан, лейцин, ізолейцин, валін, треонін, лізин, метіонін і фе

нілаланін. Для зростаючого організму необхідний також гістидин.
Відсутність в їжі будь-який з незамінних амінокислот викликає серйозні порушення життєдіяльності організму, особливо зростаючого. Білкове голодування призводить до затримки, а потім і до повного припинення росту і фізичного розвитку. Дитина стає млявим, спостерігається різке схуднення, рясні набряки, проноси, запалення шкірних покривів, недокрів'я, зниження опірності організму до інфекційних захворювань і т. д. Це пояснюється тим, що білок є основним пластичним матеріалом організму, з якого утворюються різні клітинні структури. Крім того, білки входять до складу ферментів, гормонів, нуклеопротеїдів, утворюють гемоглобін і антитіла крові.
Якщо робота не пов'язана з інтенсивними фізичними навантаженнями, організм людини в середньому потребує отримання на добу приблизно 1,1-1,3 г білка на 1 кг маси тіла. Зі збільшенням фізичних навантажень зростають і потреби організму в білку. Для зростаючого організму потреби в білку значно вище. На першому році постнатального розвитку дитина має отримувати більше 4 г білка на 1 кг маси тіла, в 2-3 роки - 4 г, в 3-5 років - 3,8 г і т. д.
Обмін жирів і вуглеводів. Ці органічні речовини мають більш просту будову, вони складаються з трьох хімічних елементів: вуглецю, кисню і водню. Однаковий хімічний склад жирів і вуглеводів дає можливість організму при надлишку вуглеводів будувати з них жири, і, навпаки, при необхідності з жирів в організмі легко утворюються вуглеводи.
Загальна кількість жиру в організмі людини в середньому становить близько 10-20%, а вуглеводів - 1%. Велика частина жирів знаходиться в жировій тканині і становить резервний енергетичний запас. Менша частина жирів йде на побудову нових мембранних структур клітин і на заміну старих. Деякі клітини організму здатні накопичувати жир у величезних кількостях, виконуючи в організмі роль теплової та механічної ізоляції.
У раціоні здорової дорослої людини жири повинні складати близько 30% загальної калорійності їжі, тобто 80-100 г на день. Необхідно використовувати в їжу жири і тварини, і рослинного походження, у співвідношенні 2:1, так як деякі складові компоненти рослинних жирів не можуть синтезуватися в організмі. Це так звані ненасичені жирні кислоти: лінолева, ліноленова і арахідонова. Недостатнє надходження цих жирних кислот в організм людини призводить до порушення обміну речовин і розвитку атеросклеротичних процесів в серцево-судинній системі.
Потреби дітей та підлітків у жирах мають свої вікові особливості. Так, до 1,5 року потреби в рослинних жирах немає, а загальна потреба становить 50 г на день, з 2 до 10 років потреба в жирах збільшується 80 г на день, а в рослинних - до 15 г, в період статевого дозрівання потреба в жирах у юнаків становить 110 г на добу, а у дівчат - 90 г, причому потреба в рослинних жирах у обох статей однакова - 20 г на добу.
Вуглеводи в організмі розщеплюються до глюкози, фруктози, галактози і т. д. і потім всмоктуються в кров. Вміст глюкози у крові дорослої людини постійно і дорівнює в середньому 0,1%. При підвищенні кількості цукру в крові до 0,11-0,12% глюкоза надходить з крові в печінку і м'язові тканини, де відкладається в запас у вигляді тварини крохмалю - глікогену. При подальшому збільшенні вмісту цукру в крові до 0,17% в його виведення з організму включаються нирки, в сечі з'являється цукор. Це явище називають глюкозурією.
Організм використовує вуглеводи в основному як енергетичний матеріал. У звичайних умовах в середньому для дорослого чоловіка, зайнятого розумовою чи легкою фізичною працею, в день потрібно 400-500 г вуглеводів. Потреби у вуглеводах дітей та підлітків значно менше, особливо в перші роки життя. Так, до 1 року потреба у вуглеводах становить 110 г на добу, від 1,5 до 2 років - 190 г, у 5-6 років - 250 г, у 11-13 років - 380 г і у хлопців - 420 г, а у дівчат - 370 р. У дитячому організмі спостерігається більш повноцінне і швидке засвоєння вуглеводів і велика стійкість до надлишку цукру в крові.

Предмет завдання і методи вікової фізіології