Физическое развитие. 
Возрастная физиология

Рост и развитие организма детей и подростков: Рост — увеличение длины, объема и массы тела детей и подростков. Рост осуществляется за счет процессов гиперплазии — увеличения числа клеток и количества составляющих их органических молекул, а также за счет гипертрофии — увеличения размеров клеток.

Процессы гиперплазии наиболее интенсивно протекают в период внутриутробного развития и менее интенсивно после рождения. В постнатальный период некоторые клетки теряют способность к делению. Так, образование новых мышечных клеток возможно только первые 4 месяца после рождения. Дальнейшее увеличение массы и объема мышечной ткани происходит в основном за счет образования огромного количества нервных отростков и синаптических контактов.

Развитие — качественные изменения, заключающиеся в усложнении строения и функций всех тканей и органов и процессов их регуляции.

Рост и развитие организма протекают неравномерно — гетерохронно. В неодновременности роста и развития отдельных систем лежит биологическая целесообразность. В первую очередь, развиваются жизненно необходимые органы, обеспечивающие адаптацию к конкретным условиям внешней среды и выживаемость организма. Данная концепция ускоренного и избирательного развития отдельных структур выдвинута отечественным физиологом П.Анохиным. так, мозг плода интенсивно развивается на 2−10 неделе беременности, сердце — на 3−7, пищеварительные органы — на 11−12. Если избирательность развития нарушена, то плод оказывается нежизнеспособным.

Неравномерность роста и развития наблюдается и после рождения. Так, к моменту рождения у ребенка относительно хорошо развиты мышцы губ, языка, щек, обеспечивающие ему процессы сосания. Организм ребенка осуществляет процессы газообмена с внешней средой, процессы терморегуляции, хорошо функционирует сердечно-сосудистая система. В то же время слабо развиты мышцы туловища, ребенок первые месяцы не в состоянии держать вертикально голову.

Функционально не зрелые многие зоны коры больших полушарий. Проходит немного времени и высокими темпами начинает развиваться нервная система, увеличивается масса головного мозга, возрастает возможность формирования условных рефлексов и т. д. После 5 лет темпы развития нервной системы снижаются и преобладающее развитие приобретает другая система и так до тех пор, пока организм не достигнет определенной функциональной зрелости.

Исходя из неравномерного темпа роста и развития организма, весь этап достижения функциональной зрелости условно делят на несколько возрастных периодов. Существуют различные схемы возрастной периодизации, но при воспитании детей и подростков целесообразно пользоваться схемой, предложенной на Международном симпозиуме по возрастной физиологии в 1965 году.

Сразу после рождения наступает период, называемый периодом новорожденности (1−10 дней). Основанием для этого выделения служит тот факт, что в это время имеет место вскармливание ребенка молозивом в течение 8−10 дней.

грудной период продолжается до года. Начало этого периода связано с переходом к питанию «зрелым» молоком. Во время грудного периода наблюдается наибольшая интенсивность роста, по сравнению со всеми остальными периодами жизни. Длина тела увеличивается от рождения до года в 1,5 раза, а масса тела — в 3 раза. С 6 мес. начинают прорезываться молочные зубы. В 1-й мес. ребенок начинает улыбаться в ответ на обращение к нему взрослых, в 6 мес. пытается ползать на четвереньках, в 8 — делает попытки ходить, к году ребенок обычно ходит.

Период раннего детства длится от 1 года до 4 лет. В конце второго года жизни заканчивается прорезывание зубов. После 2 лет абсолютные и относительные величины годичных приростов размеров тела быстро уменьшаются.

С 4 лет начинается период первого детства, который заканчивается в 7 лет. Начиная с 6 лет появляются первые постоянные зубы: первый моляр и медиальный резец на нижней челюсти. Возраст от 1 года до 7 лет называют также периодом нейтрального детства, поскольку мальчики и девочки почти не отличаются друг от друга размерами и формой тела.

Период второго детства длится у мальчиков с 8 до 12 лет, у девочек — с 8 до 11 лет. В этот период выявляются половые различия в размерах и форме тела, а также начинается усиленный рост тела в длину. Темпы роста у девочек выше, чем у мальчиков, так как половое созревание у девочек начинается в среднем на два года раньше. Усиление секреции половых гормонов (особенно у девочек) обусловливает развитие вторичных половых признаков.

Следующий период — подростковый — называется также периодом полового созревания, или пубертатным периодом. Он продолжается у мальчиков с 13 до 16 лет, у девочек — с 12 до 15 лет. В это время наблюдается дальнейшее увеличение скоростей роста — пубертатный скачок, который касается всех размеров тела. Наибольшие прибавки в длине тела у девочек имеют место между 11 и 12 годами, по массе тела — между 12 и 13 годами. У мальчиков прибавка в длине наблюдается между 13 и 14 годами, а прибавка в массе тела — между 14 и 15 годами. В подростковый период происходит интенсивное половое созревание мальчиков. У мальчиков, по сравнению с девочками, более продолжителен пубертатный период и сильнее выражен пубертатный скачок роста.

Юношеский возраст продолжается у юношей от 18 до 21 года, а у девушек — от 17 до 20 лет. В этот период в основном заканчиваются процесс роста и формирование организма и все основные размерные признаки тела достигают дефинитивной (окончательной) величины.

В зрелом возрасте, который продолжается у мужчин от 22 до 60 лет, а у женщин от 21 до 55 лет, форма и строение тела изменяются мало. Между 30 и 50 годами длина тела остается постоянной, а потом начинает уменьшаться.

В пожилом (мужчины — 61−74 года, женщины — 56−74 года) и старческом (75−90 лет) возрасте происходят постепенные инволютивные изменения организма. Выделяют еще один возрастной период — долгожительство (свыше 90 лет).

Любая возрастная группа для отдельно взятого ребенка довольно условна. Так как рост и развитие имеют индивидуальные особенности, т. е. та или иная фаза появляются раньше или позднее по сравнению со средними показателями для популяции. Встречаются дети, индивидуальное развитие которых значительно опережает хронологический (паспортный) возраст. В связи с этим необходимо конкретизировать понятие «возраст ребенка», имея в виду хронологический или биологический возраст.

Хронологический — это количество прожитых лет от рождения до момента обследования. Хронологический возраст имеет четкую временную границу (день, месяц, год). Биологический возраст является также функцией времени, но определяется совокупностью морфофункциональных особенностей организма. Разница между хронологическим и биологическим возрастом может достигать 5 лет.

В процессе формирования организма как целостной системы выделяют возрастные периоды, характеризующиеся интенсивным ростом, сменяющиеся затем годами с минимальной прибавкой длины тела. Так, наибольшее увеличение длины тела отмечается в первый год жизни (20−25 см) и в период полового созревания (8−10 см). Между этими возрастами прибавки в длине тела составляют в среднем 4−6 см. Прекращение процессов роста у девочек происходит к 17−18 годам, у юношей к 18−19 годам. Этот же закон неравномерности свойственен массе тела и окружности грудной клетки.

Однако гетерохронность развития не отрицает ее гармоничность, поскольку является специальной закономерностью, состоящей в неравномерном развертывании наследственной информации. Благодаря этой наследственно закрепленной особенности роста и созревания организма обеспечивается его оптимальная адаптация к условиям окружающей среды.

Наследственность и развитие организма: Наследственность — способность живых организмов накапливать, хранить и передавать потомству наследственную информацию. Передача и хранение наследственных признаков обеспечивается ДНК и РНК. Ведущее значение в передаче наследственной информации принадлежит ДНК. Большая длина молекулы ДНК дает возможность «записать» определенную информацию.

Участок молекулы ДНК, хранящий информацию определенного признака, называется геном. Каждая молекула ДНК включает в себя сотни генов и представляет программу развития многих признаков и свойств организма. Объединяясь с особыми белками, молекула ДНК образует в ядре хромосомы. Число хромосом постоянно для каждого вида животных и растений. У человека в ядрах соматических клеток содержится 46 хромосом, а в ядрах половых — 23. При слиянии яйцеклетки со сперматозоидом хромосом вновь становится 46. Зародившийся организм получает половину признаков от матери и половину от отца.

Комбинации этих признаков могут быть самые разные. Данная комбинация унаследованных признаков и определяет «генный портрет» человека — его генотип. Совокупность свойств организма, приобретенных в процессе жизни, определяет фенотипический портрет человека — его фенотип. Таким образом, каждому ребенку присуща индивидуальная генетически обоснованная программа развития.

Однако развитие ребенка и реализация генетической программы происходит в конкретных условиях внешней среды. Факторы внешней среды в зависимости от их характера, силы и продолжительности действия могут способствовать выходу за границы индивидуальной программы развития. Большое значение играет возрастной период, так как каждый период отличается различной чувствительностью к факторам внешней среды.

Все факторы внешней среды условно можно разделить на 3 группы: неорганические (температура, свет, парциальное давление газов во вдыхаемом воздухе, уровень радиации и т. д.), органические (воздействие, оказываемое на организм ребенка другими живыми существами) и социальные (воздействия, оказываемые на ребенка членами семьи, которые, в свою очередь, определяются укладом, традициями, социальными ориентирами, материальным достатком семьи и т. д.). К социальным факторам относят также микроклимат, который создается вокруг ребенка в детских учреждениях, учебных заведениях, а затем в рабочих коллективах.

При анализе влияния факторов первой группы на рост и развитие, в частности, влияния высокой или низкой температуры окружающей среды, следует обратиться к правилам Бергмана (1847) и Аллена (1877).

Правило Бергмана утверждает, что в пределах одного теплокровного вида размер тела подвида обычно увеличивается с уменьшением температуры окружающей среды. Правило Аллена гласит: у теплокровных животных, относящихся к одному виду, имеется тенденция к увеличению относительного размера сильно выступающих частей тела с увеличением температуры окружающей среды. Т. е. у лиц, проживающих в условиях высокой среднегодовой температуры, отмечается преобладание длины конечностей над длиной туловища. В то же время у лиц, проживающих в условиях низкой температуры, отмечается большой вес при мощном торсе и относительно коротких конечностях.

Факторы органической природы могут выступать по отношению к растущему организму как симбионты — бактерии толстого кишечника. Одни из них расщепляют растительную клетчатку, так как в пищеварительных соках человека нет ферментов для ее переваривания. В то же время многочисленные микроорганизмы способны вызывать различные заболевания или паразитировать в организме ребенка.

Большое значение играет социальный фактор. Ребенок может иметь генетически детерминированные музыкальные способности. Но отсутствие необходимых условий не позволяет развиться этим способностям. Или же несовпадение социальных ориентиров родителей с социальными ориентирами ребенка может явиться причиной прекращения посещения спортивной секции.

Низкая материальная обеспеченность семьи является причиной неполноценного питания, плохих жилищных условий и как следствие — отставание в физическом развитии ребенка. Огромное значение играет микроклимат в семье. Воспитание ребенка в состоянии эмоционального дискомфорта (конфликты в семье, отсутствие родительской ласки и заботы) затормаживает его развитие. Такое явление получило название психосоциальная низкорослость, или дефицит материнской ласки. Наиболее ярко это проявляется у детей-сирот.

Кроме того, большинство отечественных физиологов склонны считать, что физические упражнения стимулируют рост скелета как в длину, так и в ширину. Наряду с этим, в литературе накоплен огромный материал о негативном влиянии интенсивных физических нагрузок на растущий скелет. Исследования показывают, что при более ранней интенсивной тренировочной деятельности у детей чаще выявляются хронические заболевания суставов, которые трудно поддаются лечению.

Таким образом, только рациональная программа физического воспитания в сочетании с другими благоприятными факторами (полноценное питание, хорошие социальные условия и т. д.) являются естественными стимуляторами роста.

Акселерация и ретардация развития: Под акселерацией понимается ускорение темпов роста и развития детей и подростков, а также абсолютное увеличение размеров тела взрослых. Этот термин был предложен Е. Кохом (1935). Акселерация была отмечена при сопоставлении антропометрических данных, полученных в начале 20-х годов XX века с данными 30-х годов XIX века, когда начали проводить антропометрические исследования детей.

В настоящее время выделяют акселерацию эпохальную и внутригрупповую.

Эпохальная акселерация обозначает ускорение физического развития современных детей и подростков в сравнении с предшествующими поколениями. Она проявляется уже на стадии внутриутробного развития. У современных новорожденных длина тела больше на 0,7−1 см, а вес на 60−100 г. По мере роста эти различия возрастают. У современных детей раньше происходит становление репродуктивных функций. Существуют доказательства акселерации развития сердечно-сосудистой, дыхательной и двигательной систем.

Внутригрупповая акселерация — ускоренное физическое развитие отдельных детей и подростков в определенных возрастных группах. Внутригрупповые акселераты характеризуются более высоким ростом, большей мышечной силой и возможностями дыхательной системы. У них значительно быстрее происходит половое созревание и раньше заканчиваются процессы роста. Таким образом, внутригрупповая акселерация часто сочетается с повышением физиологических возможностей организма.

Однако, индивидуальная акселерация нередко сопровождается дисгармоническим развитием различных систем и функций, что приводит к физиологической дезинтеграции и снижению функциональных возможностей. У детей с повышенными темпами развития чаще наблюдаются эндокринные расстройства, хронический тонзиллит, нервные расстройства, кариес зубов, повышенное артериальное давление.

После 60−70-х годов стали проявляться негативные явления акселерации. В первую очередь, диспропорциональность физического развития, особенно в сторону избыточности массы тела. Вторым негативным явлением акселерации является уменьшение жизненной емкости легких и снижение мышечной силы. Причиной дисгармоничности физического развития современных детей и подростков является низкая двигательная активность.

Биологические механизмы акселерации пока не выяснены.

Анализ материалов последних антропометрических измерений показывает, что акселерация не является этапом прогрессирующего увеличения размеров тела человека, а представляет лишь фазу в его развитии.

Ретардация — явление, противоположное акселерации, — замедление физического развития и формирования функциональных систем организма детей и подростков.

биологические механизмы ретардации мало изучены. На современном этапе изучения выделяют две основные причины ретардации. Первая — различные наследственные, врожденные и приобретенные в постнатальном онтогенезе органические нарушения; вторая — различные факторы социального характера.

Наследственные ретарданты, как правило, к моменту окончания процессов роста не уступают в этом показателе своим сверстникам, просто достигают этих величин они на 1−2 года позже. Причиной отставания могут явиться и перенесенные заболевания, но они приводят к временной задержке роста и после выздоровления темпы роста становятся выше, т. е. генетическая программа реализуется за более короткий срок.

Существенное отрицательное влияние оказывает социальный фактор. В меньшей степени — низкий материальный доход семьи и в большей — отрицательный эмоциональный микроклимат, окружающий ребенка в семье или в детских учреждениях. Дети, воспитывающиеся в условиях недостаточного внимания со стороны родителей и дети, воспитывающиеся в детских домах и школах-интернатах, отстают в своем развитии на 1,5−2 года от сверстников.

Таким образом, ретардация, не зависимо от причин, ее обусловливающих, сказывается как на темпах физического, так и психического развития.

Роль гормонов в адаптации организма к физическим нагрузкам: В адаптации организма к физическим нагрузкам гормонам принадлежит важнейшая роль. В ансамбле эндокринных желез на мышечную нагрузку первыми реагируют симпатоадреналовая и гипофизарно-надпочечниковая системы.

В процессе выполнения мышечной работы, наряду с высоким уровнем функционирования симпатоадреналовой и гипофизарно-надпочечниковой систем, нарастает содержание альдостерона, вазопрессина и тироксина.

Позже включается дополнительная продукция инсулина, соматотропина, глюкагона.

Подобное многообразие гормональных веществ необходимо для мобилизации энергетических ресурсов, обеспечения газообмена и питания тканей работающего организма. Продолжительное выполнение мышечной работы приводит к снижению активности гормональных механизмов, обеспечивающих мобилизацию энергетических и пластических ресурсов. Параллельно отмечается увеличение в крови кальцитонина.

Эта реакция носит защитный характер, предохраняя организм от критического расходования энергетических и пластических резервов. В период восстановления происходит нормализация концентрации гормональных веществ.

У детей младшего возраста (до 7−8 лет) предстартовые и стартовые реакции либо отсутствуют, либо выражены слабо. Они вырабатываются лишь в процессе систематических тренировок и наиболее ярко проявляются в возрасте 13−15 лет, когда стартовые реакции нередко превышают таковые у взрослых спортсменов.

Систематические занятия спортом приводят к повышению активности коры надпочечников. Так, экскреция стероидных гормонов в покое выше у детей, занимающихся спортом. Однако чрезмерные по объему и интенсивности мышечные нагрузки и выполняемые на фоне неполного восстановления резко снижают функциональную активность коры надпочечников.

Активизация коры надпочечников в ответ на мышечную нагрузку снижается по мере взросления. У детей эти сдвиги носят менее адекватный и более выраженный характер.

Влияние тренировочных нагрузок на функции щитовидной железы, тимуса и эпифиза у детей изучено недостаточно полно. Установлено, что мышечная нагрузка, активизирующая надпочечники, угнетает функцию щитовидной железы.

Функция половых желез стимулируется адекватными для детей и подростков физическими нагрузками. Большие нагрузки истощающего характера приводят к угнетению продукции половых гормонов, задерживают половое созревание, особенно если повышенные физические нагрузки выполняются до наступления пубертатного периода.

Поэтому при оценке адаптивных перестроек, происходящих в системах жизнеобеспечения подростков (в особенности девочек), необходимо принимать во внимание и интенсивность андрогенной функции. Расстройства гормональной функции, связанные с физическим перенапряжением, феноменологически проявляющиеся в увеличенном выведении андрогенов с мочой, должны служить сигналом для уменьшения нагрузки или изменения ее качественного состава.