Рекомендуемая литература. 
Возрастная анатомия и физиология в 2 т. Т.1 организм человека, его регуляторные и интегративные системы

. Аршавский, Я. Л. Очерки по возрастной физиологии / И. А. Аршавский. — М., 1961.

• 2. Аршавский, И. А. Физиологические механизмы и закономерности индивидуального развития (основы негентропийиой теории онтогенеза) / И. А. Аршавский. — М.: Наука, 1982.
• 3. Гундобин, Н. П. Особенности детского возраста / Н. П. Гундобии. — СПб., 1906.

История развития возрастной физиологии в России

Как самостоятельная ветвь физиологии возрастная анатомия и физиология в России формировалась в начале XX в. Одним из ее основоположников стал русский педиатр и физиолог Н. П. Гундобин (1860—1908), обобщивший многочисленные исследования в области анатомии и физиологии детского организма в монографии «Особенности детского возраста» (1906).

В конце XIX — начале XX в. интенсивно исследовались вопросы полового развития детей и подростков (В. М. Бехтерев, Н. В. Вяземский, В. Я. Канель и др.), медико-биологические проблемы утомления и умственной работоспособности школьников (А. С. Вирениус, А. В. Владимирский и др.); подробно разрабатывалась проблема физического воспитания детей (П. Ф. Лестгафт). В последующие годы получили развитие научные исследования в области медико-биологических проблем школьной педагогики, были созданы научноисследовательские институты и лаборатории, занимающиеся вопросами физиологии детского организма, появились физиологические школы с онтогенетической направленностью (И. А. Аршавского, А. Г. Иванова-Смоленского, Ы. И. Красногорского, А. А. Маркосяна, А. В. Нагорного и др.). Во внимание стали приниматься физиологические основы процессов обучения и воспитания, изучались закономерности не только физического, но и психофизиологического развития ребенка. Начиная с работ Н. И. Красногорского (1907), внимание многих физиологов было направлено на изучение функциональных особенностей мозга и высшей нервной деятельности детей и подростков (В. М. Бехтерев, А. А. Волохов, А. Г. Иванов-Смоленский, Н. И. Касаткин, М. М. Кольцова, А. Р. Лурия, Л. А. Орбели, II. А. Щелованов и др.). К настоящему времени накоплены многочисленные данные по развитию механизмов ощущения и восприятия, процессов внимания и памяти, речи и мышления (И. А. Аршавский, В. М. Бехтерев, Е. Л. Голубева, Н. В. Дубровинская, А. Г. Иванов-Смоленский, Н. И. Касаткин, А. А. Маркосян, Г. М. Никитина, Д. А. Фарбер, К. В. Шулейкина). На современном этапе значение приобретает разработка теорий онтогенеза и путей комплексного решения актуальных проблем возрастной физиологии. В этом направлении продолжаются успешные исследования ведущих отечественных школ — II. К. Анохина, И. А. Аршавского, А. Н. Кабанова, А. А. Маркосяна и др.

Теории онтогенеза Процесс онтогенеза человека можно разделить на четыре основных периода: пренатальное (внутриутробное) развитие, детство, взрослое состояние, старость.

Внутриутробный период развития принято делить на эмбриональный (от 0 до 3 месяцев) и плодный (от 3 до 9 месяцев). В процессе онтогенеза организм повторяет историю филогенетического развития. Так, у эмбриона человека на ранних стадиях развития обнаруживаются жаберные щели, а сердце проходит стадию двухкамерного органа, как у рыб, затем трехкамерного, как у земноводных, и лишь потом становится четырехкамерпым, между развивающимися пальцами кисти и стопы можно обнаружить перепонки.

Последовательность индивидуального развития генетически обусловлена и реализуется при взаимодействии организма с условиями среды. Переход от одного этапа развития к другому совершается в короткие отрезки времени, которые рассматриваются как переломные, или критические, периоды онтогенеза. Они определяются скоростью и временем развития физиологической функции. Характерным признаком преобразовательных процессов является возникновение высокой чувствительности к определенным условиям среды в сенситивные периоды (от лат. sensus — чувство). Это связано с необходимостью притока адекватной сенсорной информации для правильного и быстрого развития функции. Отсутствие или дефицит внешних воздействий в эти периоды может оказаться фатальным для становления функций (рис. 1, 2).

Физиологический подход к процессу развития организма человека, к его возрастным изменениям долгое время поддерживался только на аналитическом уровне. Изучение динамики возрастного развития отдельных органов и тканей до рождения легло в основу представлений о гистогенезе и органогенезе — последовательном развитии тканей и органов (сердца, сосудов, скелетной и гладкой мускулатуры и др.). На определенном историческом этапе такой подход к изуче;

Рис. 1. Схема возможных вариантов развития системы в критическом сенситивном периоде в зависимости от генетических и средовых факторов:

1 — благоприятные воздействия на развитие; 2 — неблагоприятные воздействия, ведущие к отклонению и задержке развития.

Рис. 2. Схема сенситивного периода, отражающая зависимость избирательной чувствительности физиологической системы к входящим средовым воздействиям:

от возраста (ось У); ось X — последовательность доступных средовых входов; ось Z — чувствительность системы нию человека сыграл свою положительную роль, так как позволил установить особенности развития тканей и органов в процессе онтогенеза. Однако изучение формирования функций в целом организме с учетом уровня созревания не только органов и систем, но и их взаимного влияния и взаимодействия для достижения общего положительного для организма результата стало возможным в результате создания П. К. Анохиным теории системогепеза, согласно которой в основе индивидуального развития организма лежат несколько определяющих принципов. Основным в классическом системогенезе является принцип гетерохронии (от греч. heteros — другой и chronos — время) или неодновременного созревания не только органов, но и различных фрагментов одного и того же органа. Наиболее детально изучены структуры центральной нервной системы. Так, показано, что первыми в эмбриогенезе созревают нервные клетки стволовой части мозга, регулирующие функции питания и дыхания. Особенно подробно исследовано гетерохронное становление функциональной системы питания новорожденного. Показано, что к моменту рождения первыми созревают мышцы лица и языка, обеспечивающие акт сосания, и соответствующие им участки ядер черепно-мозговых нервов. Или другой пример: гетерохронное созревание нервно-мышечного аппарата новорожденного, обеспечивающее реакцию хватания. В отношении функциональной системы дыхания показано неодновременное созревание структур дыхательного центра продолговатого мозга и вышележащих отделов и последовательное становление ритмического дыхания.

Гетерохрония развития по химическим, механическим и другим энергетическим показателям выявляется уже на самых ранних стадиях формирования зародыша. Так, гетерогенность мембран яйцеклетки обнаруживается еще до оплодотворения, когда формируются участки, через которые в клетку может проникнуть сперматозоид. Клетки бластулы и гаструлы — ранних стадий эмбрионального развития — также неравнозначны. Клеточная гетерогенность приводит к неодновременному закладыванию и развитию отдельных органов и их частей. Такая взаимосвязь способна обеспечить ту или иную функцию (дыхание, пищеварение и др.), т. е. синхронно развивающиеся элементы отдельных органов объединяются в соответствующую функциональную систему, которая опережает в развитии позднее созревающие функциональные системы. Возникает явление межсистемной гетерохронии, которое может быть проиллюстрировано на примере рано созревающей у плода функциональной системы поддержания постоянства внутренней среды организма (гомеостаза). Как подсистемы гомеостатической системы могут рассматриваться функциональные системы внешнего дыхания и питания.

В развитии каждой функциональной системы можно проследить внутрисистемную гетерохронию, т. е. неодновременное созревание всех элементов системы. Так, в функциональной системе дыхания, в основном «созревшей» к моменту рождения, в постнатальный период продолжают свое развитие центральные и периферические ее элементы и механизмы, которые обеспечивают регулярное дыхание человека и его тонкое приспособление к изменениям внешней среды.

Гетерохронное развитие можно проследить на примере созревания функциональной системы питания ребенка и хватательной реакции новорожденных. К моменту рождения нервные клетки спинного, продолговатого и среднего мозга, а также мышцы, связанные с сосанием и хватанием, созревают раньше и синхронно, несмотря на топографическую отдаленность друг от друга.

Онтогенетическая гетерохрония закладки и развития отдельных элементов одной системы или различных функциональных систем есть результат филогенетической гетерохронии. Под влиянием естественного отбора эволюционно более молодая функция, лучше обеспечивающая приспособленность организма к условиям среды и его выживаемость от поколения к поколению, начинает развиваться быстрее. Общая закономерность гетерохронии развития как в онтогенезе, так и в филогенезе заключается в том, что в более короткие сроки созревают функциональные системы, наиболее значимые для выживания организма на данной стадии его развития.

Гетерохронное развитие органов и систем обусловливает появление сенситивных (чувствительных) периодов, обеспечивающих интенсивные скачки функционального развития. Например, развитие речи происходит к 5—6 годам, произвольного внимания — в 8—10 лет, эмоциональных реакций — в 7—8, механизмов энергообеспечения — в 12—13 лет и т. д. Не одновременно реализуются генетическая и социальная программы роста и развития ребенка. Знание возрастных особенностей развития ребенка позволит обеспечить оптимальную и эффективную организацию процессов его обучения и воспитания, сохранить его физическое и психическое здоровье. Современная жизнь увеличила физические и умственные нагрузки, техника, с которой приходится работать, требует большей, чем раньше, умственной и физической организации. Сегодняшние враги здоровья — гипокинезия и нервное напряжение — могут быть побеждены в том случае, если педагог осведомлен об их влиянии на развивающийся организм и владеет методиками обучения и воспитания, опирающимися на возрастные возможности детей и подростков.

Использование в возрастной физиологии системного подхода позволяет по-новому оценить ранее существовавшие аналитические концепции онтогенетического развития, в частности предложенную Л. А. Волоховым в 1968 г. концепцию перехода в процессе онтогенеза локальных реакций плода человека в более общие. Локальные реакции, наблюдаемые в пренатальный период, есть «упражнения» элементов будущей функции. Примером могут быть ранние локальные сокращения мышц плода до того, как они начнут поддерживать позу и обеспечивать движения. Такие сокращения улучшают кровообращение, способствуют поступлению кислорода в ткани и удалению продуктов метаболизма и в то же время стимулируют развитие мышечного аппарата.

В основу возрастной концепции И. А. Аршавского (1982) было положено представление об общем энергетическом балансе организма и его состоянии, равновесном со средой. Основная функция организма — накопить и удержать энергию, противостоять «утечке» энергетических ресурсов организма при мышечной активности. Это явление имеет место не только в период раннего онтогенеза, но и при старении. Чем совершеннее энергетический баланс, тем лучше уравновешены анаболические и катаболические процессы, тем меньше организм подвергается избыточному катаболизму (и как результат — подкислению) и тем длительнее его существование.

Как показали исследования А. О. Бадаляна (1981) по детской неврологии, отклонения в развитии определенной функциональной системы, приводящие к патологии, могут быть компенсированы при ее упражнении.

Объективной закономерностью развития детского организма является относительная незрелость некоторых функциональных систем, которые могут подвергаться перенапряжению в связи с их формированием по принципу минимального обеспечения функций (С. А. Долецкий, 1973). Коррекция пороков развития оказывается наиболее успешной, если она проводится максимально рано, с учетом сроков включения органа в системную организацию функций.

Большой вклад в понимание возможностей растущего организма внесла концепция надежности биологической системы, выдвинутая А. А. Маркосяном в 1950—1960;е гг. Надежность биологических систем связана с развитием регулирования и вовлечением тех элементов физиологического процесса, которые способны обеспечить оптимальную деятельность организма и его систем. Одним из механизмов создания надежности считается избыточность структур и функций. Приведем несколько примеров: в период внутриутробного развития в яичниках плода закладывается от 4000 до 200 000 первичных фолликулов, а за весь репродуктивный период у женщины созревает всего 500—600 фолликулов. Другой пример избыточной функции — частота сердечных сокращений: при крике ребенка она равна 200 ударам в минуту и соответствует работе сердца взрослого спортсмена при максимальных мышечных нагрузках. Избыточность структуры и функции можно видеть на всех уровнях организации тела человека — от молекулярного до системного, что свидетельствует об огромных резервных возможностях организма.