Морфология детей и подростков не только недостаточно описана в монографиях и руководствах, но и недостаточно изучена. Об этом свидетельствуют библиографические сводки работ по системам и аппаратам растущего организмах. Однако изучение роста и развития человека в постнатальном онтогенезе и управление этими сложнейшими процессами - первостепенная проблема сегодняшнего дня. Вырастить здоровое поколение в современных условиях загрязнения внешней среды и сложного экономического положения страны – задача чрезвычайной сложности. В ХХ веке присоединилась проблема гипокинезии, являющаяся основой не только многих заболеваний человека, но и существенно снижающая физический потенциал.
Работами биохимиков и физиологов, изучающих динамику онтогенетических преобразований органов и тканей показано, что уровень обменных процессов в каждом возрастном периоде существенно связан с активной работой нервной, эндокринной систем, скелетной мускулатуры. Исследованиями спортивных морфологов подтверждается сформированное И.А. Аршавским (1967) «энергетическое» правило скелетных мышц: уровень обменных процессов и формирование органов и систем в каждом возрастном периоде определяются объемом двигательной активности. Организм, который чаще находится в движении, приобретает большие адаптивные возможности, лучшую реактивность, снижается степень риска заболеваний.
Существовавшее ранее мнение, что детский организм – миниатюрная копия взрослого организма, приводило к единообразию подходов в лечении и совершенствовании двигательных особенностей растущего и развивающегося организма. Видимо, первыми, обратившими внимание на соматические особенности детей разного возраста, были скульпторы (они же и анатомы), оставившие нам мраморные шедевры, в которых точно отображены возрастные пропорции ребенка.
Первой работой в России, которая может считаться началом серьезного описания морфологических и функциональных особенностей органов и систем ребенка, является монография профессора Военно-медицинской академии Н.П. Гундобина «Особенности детского организма» (1906). Через 50 лет в Академии педагогических наук выходит в свет том Известий АПН «Анатомо-физиологические особенности детей и подростков» (1956).
В последующие годы обстоятельные работы публикуются в материалах конференций АПН РСФСР (1956-1969) под редакцией В.И. Пузик, Л.К. Семеновой, Н.И. Гуровой, М.М. Комцовой, Б.А. Никитюка, М.В. Антроповой. Итогом работы стало руководство под редакцией академика АПИ А.А. Маркосяна «Основы морфологии и физиологии организма детей и подростков» (М.: Медицина, 1969.- 580 с.).
Большая роль в изучении начальных этапов индивидуального развития детей принадлежит П.Ф. Лесгафту (1988?, 1912), Н.П. Гундобину (1898), Н.В. Вяземскому (1901), заложившим основу изучения развития ребенка. Были выявлены сложные взаимоотношения нервной и эндокринной систем с опорно-двигательным аппаратом. Формирование детского организма характеризуется интенсивно идущими процессами морфогенеза. Развитие организма идет неравномерно, периоды усиленного роста сменяются периодами его замедления, во время которого происходит интенсивная дифференцировка тканей организма и формообразование.
В процессе возрастного развития изменяются все свойства организма: химические, физико-химические, морфологические и функциональные. Возрастные изменения определяются ходом объема веществ и энергии, а также перестраивается и увеличивается скелетная мускулатура.
В период с 7 до 12 лет продолжают совершенствоваться все системы организма и достигают к 13-14 годам полного функционального развития. Заканчивается формирование костного скелета, опорно-двигательный аппарат «готов» к большим физическим нагрузкам.
В этот период «второго детства» можно выделить вначале замедление темпов роста в длину – 8-10 лет, а затем его ускорение с 11 лет до разгара полового созревания (14-16 лет). У девочек все сроки сдвинуты на 1-1,5 года на более ранние сроки. Однако в этотпериод наиболее четко прослеживается расслоение детей по темпам полового созревания, которое может достигать 3-5 лет. В этот же возрастной период происходят пропорционные формирования индивида соответственно его генетической программе развития. Наиболее интенсивно происходит рост верхней конечности – исчезает «филиппинский тест». Четко прослеживается формирование полового диморфизма. Формирование соотношений верхних и нижних конечностей у девочек оканчивается к 14-15 годам, а у субъектов мужского пола продолжаются до 18-19 лет.
Сложнейшие перестройки организма в школьном возрасте совпадают со временем начала тренировок, выбора вида спорта по индивидуальному желанию и профессиональный отбор в виды спорта. Все это требует углубленного знания ростовых особенностей организма детей школьного возраста, динамики его физиологических процессов, развивающихся вслед за морфологическими перестройками всех систем организма.
2.2. Динамика ростовых процессов
Изучение ростовых процессов – это изучение развертки индивидуальной генетической программы развития человека. Кроме того, изучение процессов роста – основа для понимания процессов формирования различных форм и функций у человека, поскольку кривые, характеризующие рост компонентов тела, – это проявление сложных функций вегетативной и соматической нервной системы, эндокринной и иммунной систем.
Первые продольные наблюдения в течение 18 лет за изменением длины тела (каждые 6 месяцев) были проделаны графом Фолибертом де Монбейяром в 1759-1777 гг. и опубликованы в приложении к «Естественной истории» (I.M. Tanner, 1964). Последующий анализ показал, что основной характер роста существенно не отличается от роста детей ХХ столетия, а выявленные после математической обработки скорость роста и ускорения меняются в зависимости от солнечной активности, экологических и социальных факторов (А.Л. Чижевский, 1973). Было показано, что изменение длины тела хорошо описывается параболой х = а +
вх 2 , а ускорение – кривой третьего порядка х = в + вх 2 + сх 3 (И.И. Шмальгаузен, 1935), Иногда в 10- 12 лет выявляется «полуростовой скачок» увеличения длины тела, но он наблюдается примерно в 20-25% случаев (рис. 2.1).
Кривые роста большинства скелетных и мышечных размеров повторяет ход кривых роста длины тела, это относится к печени, селезенке, почкам. Но есть другие ткани, которые вступают в процесс роста в свое время, отведенное генетическими часами (рис. 2.2). Лимфоидный тип (1) достигает своего пика развития к 10-12 годам, то есть к периоду, когда внешние контакты с другими коллективами, с внешней средой (вода, лес, поле с цветами) наиболее активен и может вызвать как аллергические реакции, так и извращенное восприятие с угнетением нервной системы и т.д. Проведенная математическая аппроксимация этих кривых позволяет ознакомиться с возрастным характером изменения активности тканей, их увеличением, а, следовательно, и с повышением функции, которая отражается на морфологических особенностях перестройки тканей и их функции.
Кривые прироста жировой массы на нижней конечности у лиц мужского и женского пола имеют различный характер не только по массе увеличивающейся жировой ткани, но и расхождение по срокам прироста (рис. 2.3). Эти данные весьма показательны в формировании полового диморфизма.
Возраст 25-45 лет – это возраст, когда в полной мере проявляются физические возможности человека на основании морфологической зрелости тканей и органов. Развернута генетическая программа индивидуальных особенностей, организм открыт к восприятию внешних (тренировочных) воздействий. Начавшаяся в пубертатный период восприимчивость к тренировкам определенной направленности вызывает направленную морфологическую организацию на микроструктурном уровне.
У 84% закончены процессы роста тела в длину, а следовательно, закончено формирование опорно-двигательного аппарата, но он открыт для направленного совершенствования.
Средняя длина тела у «условного мужчины» 174+4,2 см, а у «условной женщины» – 162,5+3,8 см, масса тела составляет в среднем для лиц мужского пола 70 кг, для женского – 58кг.
Продолжаются процессы, связанные с изменением размеров тела в ширину. С возрастом меняется форма грудной клетки, формирование оканчивается в среднем к 30 годам. Увеличивается толщина компактного вещества костей конечностей (следствие постоянных физических нагрузок). Заканчивают формирование соединительнотканные вспомогательные структуры мышечной ткани и суставов – наступает зрелость.
В основе влияния среды лежит сформировавшаяся к этому времени «отработанная» система адаптации организма. Это основная особенность этого возрастного периода. Адаптация к тому или иному фактору внешнего воздействия имеет «широчайшую материальную базу»: во-первых, клетки, непосредственно отвечающие за приспособительную интенсификацию соответствующей функции; во-вторых – клетки, дублирующие эту функцию; в-третьих – возможность перестраивать основную функцию клетками для сохранения равновесия в организме (гомеостаза).
Названные процессы – важнейшее достижение функциональной (спортивной) морфологии. Раскрыта причина постепенности приспособленности организма с возрастом к определенным внешним воздействиям. Становится понятным, почему в дошкольный период не тренируются такие физические качества, как сила мышц, общая выносливость и т.д.
В зрелом возрасте начинаются и процессы старения, они также не охватывают весь организм сразу, а поэтапно наблюдаются элементы старения в отдельных системах. Эти процессы генетически (конституционально) запрограммированы и протекают по-разному.
Масса тела может изменяться при одинаковой длине тела от 45 до 250 и более кг. Компонентный состав тела состоит из воды + белковой + жировой + минеральной масс. Увеличение этих масс находится под сложным влиянием ЦНС и гормонов, а также под влиянием питания и трат энергии, получаемых с ним. Однозначного ответа о регуляции массы тела нет, так как это фактор, находящийся одновременно под влиянием конституциональных и средовых факторов.
Индивидуальные продольные наблюдения часто используются в спорте для получения возможности следить за ростовыми процессами и по их интенсивности корректировать тренировочные нагрузки. Однако занятия в ДЮСШ требуют знания ростовых процессов не только длины и массы тела, но и различных тканей, составляющих массу тела занимающихся. Спортивная морфология нуждается в более детальных характеристиках ростовых процессов, так как проведение научно обоснованных тренировочных занятий возможно только при построении тренировочных программ при всестороннем учете особенностей ростовых процессов как индивидуумов, так и коллектива детей одного биологического возраста.
По мнению Ю.А. Ермолаева дошкольный возраст охватывает период жизни от 3 до 6 - 7 лет. В это время происходит интенсивное биологическое развитие детского организма. Организм ребенка все время находится в процессе роста и развития, которые проходят непрерывно в определенной закономерной последовательности.
Ребенку в различные периоды жизни свойственны определенные анатомо-физиологические особенности, совокупность которых накладывает отпечаток на воспитательный и образовательный процесс (1985).
Физиологические особенности детей дошкольного возраста
Первые 7 лет жизни ребенка характеризуются интенсивным развитием всех органов и систем. Ребенок рождается с определенными унаследованными биологическими свойствами, составляющими основу для дальнейшего физического и психического развития, а определяющим фактором с первых месяцев жизни является окружающая среда и воспитание ребенка.
Особенностью ЦНС ребенка первых лет жизни является незаконченность морфологической структуры и функционального развития коры головного мозга. Завершение этих процессов происходит в последующие годы под влиянием внешних и внутренних раздражителей.
Для нервной системы у детей дошкольного возраста характерна высокая возбудимость и слабость тормозных процессов, что приводит к широкой иррадиации возбуждения по коре и недостаточной координации движений. Но длительное поддержание процесса возбуждения ещё не возможно, и дети быстро утомляются.
Для первых лет жизни детей характерна недостаточность межсистемных взаимосвязей в организме. При слабости корковых процессов у детей преобладают подкорковые процессы возбуждения. Дети в этом возрасте легко отвлекаются при любых внешних раздражениях. Произвольное же внимание очень кратковременно от 3 до 20 минут, поэтому большое значение для формирования двигательных навыков имеет использование подражательных рефлексов, эмоциональность занятий, игровая деятельность.
Особое значение в поведении ребёнка имеет развитие речи. До 6 лет у детей преобладают реакции на непосредственные сигналы, а с 6 лет начинают доминировать речевые сигналы (А.С. Солодков, 2005).
Развитие сенсорных систем в основном происходит на протяжении дошкольного и младшего школьного возраста. Зрительная сенсорная система особенно быстро развивается на протяжении первых 3-х лет жизни, а затем продолжается её совершенствование. По мере роста ребёнка и улучшения взаимосвязи зрительной информации и двигательного опыта улучшается оценка глубины пространства. Поле зрения резко увеличивается с 6 лет.
Слуховая сенсорная система ребёнка имеет важнейшее значение для развития речи, обеспечивая не только восприятие речи посторонних лиц, но и играя формирующую роль системы обратной связи при собственном произношении слов. Её возбудимость на словесные сигналы особенно заметно повышается в возрасте 4 лет и продолжает увеличиваться к 6-7 годам. Повышается острота слуха и способность к дифференцировке звуков (Н.И. Обреимова, 2000).
Двигательная сенсорная система созревает у человека одной из первых. Формирование проприорецепторов -- мышечных веретён и сухожильных рецепторов начинается уже со 2 - 4 месяца внутриутробного развития и продолжается после рождения до 4 - 6 лет. Это резко улучшает возможность регуляции двигательной активности и выработки новых навыков.
Многие дети проявляют высокую вестибулярную устойчивость к вращениям и поворотам. Ранее возникновение контактов вестибулярной сенсорной системы с моторной системой и с другими сенсорными системами позволяет ребёнку к 2-3 годам освоить основной фонд движений и начинать занятия физическими упражнениями с первых лет жизни (А.С. Солодков, 2005).
В дошкольном возрасте идет интенсивное формирование опорно-двигательного аппарата. К 5 - 6 годам форма позвоночника, как у взрослого, однако фиксация позвоночника еще несовершенна (Н.И. Обреимова, 2000). Содержание кальция в скелете увеличивается, поэтому идёт окостенение скелета, но все же в нем еще много хрящевой ткани. Интенсивность обмена в костной ткани снижается. В костях и скелетных мышцах у детей много органических веществ и воды, но мало минеральных веществ, поэтому кости гибкие, поэтому в этот период неправильные позы, непосильный труд, чрезмерные перегрузки при выполнении физических упражнений могут вызвать резкие нарушения осанки вследствие неправильного перераспределения тонуса мышечно-связочного аппарата (З.В. Любимова, 2003).
В первые годы жизни у детей тонус мышц-сгибателей превышает тонус разгибателей. Детям трудно длительное время сохранять вертикальную позу. Мышцы конечностей относительно слабее, чем мышцы туловища. Недостаточное развитие мышечно-связочного аппарата брюшного пресса может вызывать образование отвисшего живота и появление грыж при поднятии тяжестей. Сила мышц мальчиков дошкольного возраста равна силе мышц девочек (А.С. Солодков, 2005).
Постепенно нарастает масса мышечной ткани. В период с 4 до 7 лет происходит значительное увеличение мышечной массы и соответственно увеличиваются сократительные способности, сила и работоспособность мышц, поэтому, согласно рекомендациям Л. Кечеджиевой (1985) и др., упражнения для мышц плечевого пояса и тазобедренных суставов ребенок 5-7-летнего возраста можно выполнять ежедневно от 20 до 30 раз, а для мышц туловища - от 40 до 60 раз, отдельными сериями по 6-8 или 12-16 раз. Большой объем выполняемой работы вызывает заметные сдвиги в обмене веществ, в работе функциональных систем организма, расширяя механизмы адаптации не только к физической нагрузке, но и к действию различных факторов внешней среды, способствует повышению общей работоспособности.
Большое значение в обеспечении жизнедеятельности человека имеет кардиореспираторный аппарат. Детей дошкольного возраста отличают небольшие размеры сердца и слабость сердечной мышцы, которые в свою очередь определяют малый СОК, а в сочетании с высокой эластичностью и широким просветом сосудов - низкий уровень АД. С возрастом сердечнососудистая система становится более работоспособной. Увеличиваются масса сердца и сила сердечных сокращений, урезается ЧСС: в 3 года она составляет 105 ударов в 1 мин, в 5 лет -- 100 ударов в 1 мин, в 7 лет -- 85--90 ударов в 1 минуту. Величина ЧСС очень лабильна, легко меняется при любых внешних раздражениях (З.В. Любимова, 2003).
Легочная ткань ребенка мало растяжима, бронхиальное древо недостаточно сформировано. Грудная клетка конусовидна и имеет малую экскурсию, дыхательные мышцы слабы. Всё это затрудняет внешнее дыхание, повышает энерготраты на выполнение вдоха и уменьшает глубину дыхания. Дыхание у детей частое поверхностное. В силу высокой возбудимости детей частота дыхания чрезвычайно легко нарастает при нагрузках и эмоциональных вспышках. В конце дошкольного возраста завершается формирование грудной клетки, появляется брюшной тип дыхания.
Энергетический обмен у детей дошкольного возраста значительно превышает уровень обмена у взрослых, снижаясь наиболее резко в первые 5 лет и менее заметно -- на протяжении всей последующей жизни. Суточный расход энергии растёт с возрастом.
В возрасте 6-7 лет наблюдается некоторое ускорение роста, т.н. первое физиологическое вытяжение, в это же время проявляются различия в поведении мальчиков и девочек. Активное участие в этих процессах принимают такие железы, как щитовидная, надпочечники, гипофиз. Начинается «подготовка» половых желез к периоду полового созревания (Н.И. Обреимова, 2000).
Таким образом, на протяжении периода от 3 до 7 лет, выделяются третий, пятый и седьмой год жизни, когда происходит не только количественный рост, но и существенная перестройка функций, при этом перестройка деятельности основных энергообеспечивающих систем предшествует таковой в двигательной функции, что создает предпосылки для целенаправленного воздействия в эти критические периоды средств физического воспитания. При этом доказано, что возраст от 4 до 5 лет отличается наибольшей интенсивностью и гармоничностью развития.
Функциональные особенности строения организма детей дошкольного возраста
Нервная система
Головной мозг. У дошкольников он короче и шире, чем у школьников и взрослых. До 4 лет происходит почти равномерный рост мозга в длину, ширину и высоту, а в 4-7 лет особенно интенсивно увеличивается его высота. Отдельные доли мозга растут неравномерно: лобная и теменная доли растут быстрее височной и особенно затылочной. Примерно к 7 годам вес мозга соответствует 4/5 веса мозга у взрослых.
Изменяется химический состав головного мозга, и содержание в нем воды. У новорожденного вода составляет 91,5%, у ребенка 8 лет – 86,0%. Совершенствование функций головного мозга (особенно механизма торможения) приводит к снижению уровня обмена веществ на 1 кг веса тела, появлению тормозящего влияния нервной системы на сердечную и дыхательную деятельность, увеличению периода бодрствования и уменьшению периода сна. Нейроны головного мозга уже принимают форму взрослого, а борозды и извилины к 7 годам имеют вид как у взрослого.
В целом, сама нервная система детей 3-7 лет еще слаба, поэтому надо учитывать их легкую возбудимость и очень осторожно относиться к ним: не давать длительных непосильных нагрузок, избегать чрезмерного утомления, так как процессы возбуждения в этом возрасте преобладают над процессами торможения.
Сенсорные системы организма
Это часть нервной системы, состоящая из множества специализированных воспринимающих рецепторов, а также промежуточных и центральных нервных клеток и связывающих их нервных волокон.
Обонятельная сенсорная система. До 5-6 лет чувствительность анализатора интенсивно растет, а затем постоянно снижается.
Вкусовая сенсорная система. Чувствительность к вкусовым раздражителям повышается до уровня взрослого к 6 годам.
Зрительная сенсорная система. Зрение скоординировано, нервные центры слезного рефлекса сформированы. Аккомодация у детей выражена в большей степени, чем у взрослых. Эластичность хрусталика с возрастом уменьшается, и соответственно падает аккомодация (у детей встречаются некоторые ее нарушения). Так, у дошкольников вследствие более плоской формы хрусталика очень часто встречается дальнозоркость: в 3 года - у 82% детей, а близорукость – у 2,5%. С возрастом это соотношение изменяется (число близоруких увеличивается, достигая к 14-16 годам 11%). К 5 годам на 70% увеличивается масса глазного яблока (с 2,3 г) .
Слуховая сенсорная система. Продолжается формирование слухового анализатора, к 4-5 годам дети различают звуки с разницей даже в 3/4 и 1/2 музыкального тона. Острота слуха у детей 6–9 лет – 17–24 дБ (у взрослых – 10-12 дБ).
Вестибулярная сенсорная система . Участвует в регуляции положения тела в пространстве, обеспечивает координацию абсолютно всех движений человека – от локомоторных до сложнейших трудовых и спортивных двигательных навыков. Интенсивно идет совершенствование всех отделов двигательного анализатора до 6-7 лет. С 3 до 7-8 лет идет созревание подкорковых отделов двигательного анализатора и его корковых зон, но возбудимость ниже, чем у взрослых.
Соматосенсорная система (кожно-мышечная система) - температурные, тактильные и болевые ощущения. Кожные покровы все более утолщаются, становятся эластичнее, количество кровеносных сосудов в них уменьшается, кожа становится более стойкой к механическому воздействию. Основная особенность кожи детей и подростков – ее поверхность относительно больше, чем у взрослых. Абсолютная же поверхность у детей меньше, чем у взрослых, и увеличивается с возрастом. На 1кг массы тела приходится следующая площадь поверхности кожи, например: у новорожденного – 704 см 2 , у дошкольника 5-6 лет – 456см 2 , у взрослого– 221см 2 . Значит, теплоотдача организма детей значительно больше: они могут легко перегреваться или переохлаждаться. Высокая теплоотдача вызывает и высокое теплообразование, которое у детей и подростков на единицу массы тела выше, чем у взрослых. В течение длительного периода развития изменяются терморегуляционные процессы. Регуляция температуры кожи по взрослому типу устанавливается к 9 годам .
С 5 до 6-7 лет возрастает болевая чувствительность.
Эндокринная система
Это железы внутренней секреции - щитовидная железа, паращитовидные железы, поджелудочная железа (инсулин), надпочечники, половые железы, гипофиз, эпифиз. Они не имеют выводных протоков и выделяют образующиеся в них секреты прямо во внутреннюю среду - кровь, лимфу, тканевую и спинно-мозговую жидкость. Эта особенность отличает их от желез внешней секреции (пищеварительных) и экскреторных желез (почек и потовых), выделяющих образуемые ими продукты во внешнюю среду.
Щитовидная железа. Самая крупная железа, регулирует обмен веществ. Масса железы в 3 года – 5,0 г, к 5 годам – 5,5 г, к 5–8 годам – 9,5 г.
Паращитовидные железы. Ее гормоны стимулирует функцию клеток, разрушающих костную ткань (переход кальция в кровь). В первые 7 лет их активность максимальна, а суммарная масса увеличивается к 5 годам в 2 раза.
Зобная (вилочковая) железа (тимус). Обеспечивает оптимальную работу иммунной системы. С возрастом размеры и строение железы сильно меняются: до 1 года ее масса составляет 13 г; период 1-5 лет -23 г; период 6-10 лет – 26 г. С возрастом железистая ткань постепенно замещается жировой.
Надпочечники . Рост желез происходит до 30 лет. Наибольшая продукция глюкокортикоидов отмечается в 1-3 года (стресс-реакции). В 3-8 лет идет основной рост мозгового вещества.
Гипофиз (нижний мозговой придаток). Это главная железа внутренней секреции, влияющая на работу всех эндокринных желез и многие функции организма. Расположен гипофиз в турецком седле, непосредственно под головным мозгом. Вес: 0,55-0,65 г – у взрослых, 0,1–0,15 г – новорожденные; в 10 лет – 0,33 г. У детей средняя доля гипофиза, которая почти отсутствует у взрослых, больше развита. Уровень гормона роста к 3-5 годам достигает нормы взрослого человека.
Поджелудочная железа. С 4-5 лет наблюдается уменьшение снижения числа островков Лангерганса (быстро падающее в течение первого года), их количество больше, чем у взрослых .
Эпифиз (верхний мозговой придаток). Оказывает угнетающее действие на половое развитие у неполовозрелых и тормозит функции половых желез у половозрелых, мелатонин блокирует функцию щитовидной железы. У взрослого человека эпифиз, или шишковидная железа, весит около 0,1–0,2 г. Развивается до 4 лет, а затем начинает атрофироваться, особенно интенсивно после 7–8 лет.
Половые железы. От рождения до 6-7 лет активность нейтральна.
Дыхательная система
Включает в себя легкие, воздухоносные пути - рот, гортань, трахеи, бронхи. В конце дошкольного возраста заканчивается формирование органов дыхания. В течение первых 4-х лет жизни быстро растет гортань. Ширина просвета трахеи увеличивается в 2 раза к 3-4 годам. Ребра постепенно принимают такое же расположение, как у взрослых, развивается дыхательная мускулатура и ткань легких. Все же следует отметить, что несмотря на рост и разветвление легких, структура легочной ткани еще не достигает полного развития, а носовые ходы, трахея и бронхи сравнительно узки, что несколько затрудняет поступление воздуха в легкие; ребра незначительно наклонены, диафрагма расположена высоко, в связи с чем, амплитуда дыхательных движений невелика. Ребенок дышит поверхностно и значительно чаще, чем взрослый: у детей 3-4 лет частота дыхания-30 в минуту, 5-6 лет-25 в минуту; у взрослых -16-18. Неглубокое дыхание у детей ведет к сравнительно плохой вентиляции легких и к некоторому застою воздуха, а растущий организм требует повышенной доставки кислорода к тканям. Поэтому так важны физические упражнения на свежем воздухе, активизирующие процессы газообмена.
Минутный объем дыхания. Это количество воздуха, которое человек вдыхает за 1 мин., определяется оно произведением величины дыхательного воздуха на число дыхательных движений в 1 мин. (в пересчете на 1 кг массы). За счет большой частоты дыхания у детей он значительно выше.
Жизненная емкость легких . У детей 3-4 лет составляет 400- 500 см 3 , в 5-6 лет - 800-900 см 3 . С возрастом дыхание становится все более глубоким и редким, нарастает вентиляция легких. У детей 3-7 лет в связи с развитием плечевого пояса начинает преобладать грудной тип дыхания, к 7 годам – он уже выражен. В 7–8 лет начинаются половые отличия в типе дыхания: у мальчиков преобладающим становится брюшной тип дыхания, у девочек – грудной.
Сердечно-сосудистая система
Деятельность сердечно-сосудистой системы у дошкольников хорошо приспособлена к требованиям растущего организма и физическим нагрузкам, а повышенная потребность тканей в снабжении кровью удовлетворяется легко. Рост сердца в длину идет быстрее, чем в ширину (длина удваивается к 5-6 годам, а ширина – к 8-10 годам). Увеличивается масса сердца с 70,8 г у 3-4-летнего до 92,3г - у 6-7-летнего (в 5 раз больше, чем в период новорожденности). Параллельно с ростом сердца увеличиваются размеры магистральных сосудов (он шире, чем у взрослых), но темп их роста более медленный. Также увеличивается сила сердечных сокращений, повышается работоспособность сердца. Форма сердца и его расположение становятся почти такими же, как у взрослых.
Частота пульса. Пульс у детей всех возрастов чаще, чем у взрослых (более интенсивный обмен веществ), во сне пульс замедляется. Постепенно урежается пульс: к 5 годам до 100 ударов в 1 мин., к 7 – до 85–90 в 1 мин. (у взрослого равен 70-74 ударам в мин.) . С возрастом поднимается артериальное (систолическое) давление: на первом году жизни оно составляет 80/55 - 85/60 мм рт.ст., а в возрасте 3-7 лет оно уже в пределах 80/50- 110/70 мм рт.ст. Показатель артериального давления тесно связан с физическим развитием детей: наивысшие нормальные показатели его отмечаются в те периоды, когда имеет место наиболее интенсивное увеличение размеров тела, но еще не произошли соответствующие нарастания массы сердечной мышцы .
Нервная регуляция сердца несовершенна, поэтому оно быстро возбуждается, ритмичность его сокращений легко нарушается, и сердечная мышца при физической нагрузке довольно быстро утомляется. Однако при смене деятельности сердце ребенка быстро успокаивается и восстанавливает свои силы. Поэтому во время занятий с детьми физические упражнения нужно разнообразить: чередовать подвижные игры с играми малой двигательной активности и часто давать ребенку кратковременный отдых.
Количество крови у ребенка относительно больше, чем у взрослого, но путь, который кровь совершает по сосудам, короче, а скорость кровообращения больше. У взрослого человека оно составляет - в среднем 7% веса тела, у новорожденных – от 10 до 20% веса тела, у детей с 6 до 16 лет – 7%.
Чем младше ребенок, тем выше его обмен веществ, тем больше количество крови на 1 кг веса тела. У новорожденного кровь совершает полный кругооборот (проходит большой и малый круги кровообращения) за 12 с, у 3-летних - за 15 с, в 14 лет - за 18,5 с. Время кругооборота крови у взрослых составляет 22 с.
Доказано, что дети после полиомиелита, существенно ограниченные в движениях, отличаются от неболевших детей большей частотой сердцебиений и дыхательных движений грудной клетки. У детей, лишенных возможности совершать нормальную динамическую работу, наблюдается торможение работы сердца и дыхания, поэтому частота дыхания и сокращений сердца у них такая же, как у детей более младшего возраста. Это доказывает зависимость роста и развития детей от деятельности скелетной мускулатуры: в тех случаях, когда вследствие заболевания (например, воспаления двигательных нервов) возникает ограничение движений, происходит задержка развития не только скелетной мускулатуры и скелета (например, развитие грудной клетки), но и резкое замедление роста и развития внутренних органов – сердца, легких и др.
Пищеварительная система
В 7 лет начинается прорезание постоянных зубов. Перед сменой корни молочных зубов рассасываются, после чего зубы выпадают. Малые коренные и третьи большие коренные, или зубы мудрости, вырастают без молочных предшественников. В сутки у детей всего отделяется до 800 см 3 слюны, с возрастом это количество увеличивается.
У детей слизистая оболочка пищевода нежная, легко травмируемая грубой пищей, и богата кровеносными сосудами. Длина пищевода у новорожденных – около 10 см, в возрасте 5 лет – 16 см, в 15 лет – 19 см.
Дифференцировка клеток желез желудка у детей завершается к 7 годам, но полного развития они достигают лишь к концу пубертатного периода. Общая кислотность желудочного сока у детей после рождения связана с наличием в его составе молочной кислоты, а относительно низкое содержание соляной кислоты в желудочном соке детей 4–6 лет ведет к снижению его противомикробных свойств, что проявляется в склонности детей к желудочно-кишечным заболеваниям. Функция синтеза соляной кислоты развивается в период от 2,5 до 4 лет. В возрасте 4-7 лет общая кислотность желудочного сока в среднем составляет 35,4 единицы, у детей 7-12 лет она равна 63 ед.
Мышечный слой кишечника и его эластические волокна развиты у детей слабее, чем у взрослых. В связи с этим перистальтические движения у детей происходят слабее. Рост и развитие поджелудочной железы продолжается до 11 лет. Печень у детей относительно больше, чем у взрослых. С возрастом желчеотделение усиливается. Кроме того, к школьному возрасту завершается количественная и качественная стабилизация микрофлоры кишечника (по основным показателям она становится близкой к микрофлоре взрослого).
Мочеполовая система
Мочеполовая система объединяет в себе мочевые и половые органы, они тесно связаны друг с другом по своему развитию. Мочевые органы – парные органы почек и мочевыводящие пути. Мочевой пузырь в первые годы жизни – грушевидный. Вместимость его к 5 годам повышается до 180мл (80мл у новорожденных). В 5-9 лет размеры почки увеличиваются за счет развития коркового вещества (вплоть до окончания пубертатного периода), рост мозгового вещества прекращается лишь к 12 годам. Количество потовых желез не меняется, но плотность их больше в детском возрасте - в 10 раз на единицу поверхности кожи. С возрастом увеличиваются их размеры и секреторная функция, а морфологическое развитие в основном завершается к 7 годам.
Имунная система
К органам иммунной системы принадлежат: центральные органы - костный мозг (в нем лимфоидная ткань тесно связана с кроветворной) и тимус; периферические органы – это лимфатические узлы, селезенка, скопление лимфоидной ткани в стенках полых органов пищеварительной, дыхательной систем и мочевыводящих путей (миндалины, лимфоидные бляшки, одиночные лимфоидные узелки). Эти органы называют также лимфоидными органами, или органами иммуногенеза .
В детском возрасте (и подростковом) все железы достигают своего максимального развития (массы, размера, числа узелков, наличие центров размножения). После 4-5 лет красный костный мозг в диафизах костей заменяется желтым костным мозгом. Тимус достигает максимального размера – в 5-6 лет его масса – 30г. В небной миндалине с 2 до 16 лет наблюдается наибольшее количество лимфоидных узелков, а в 4-7 лет достигает своих наибольших размеров трубная миндалина.
Возрастные особенности обмена веществ в организме детей дошкольного возраста
В организме человека, в его органах, тканях, клетках идет непрерывный процесс синтеза - образования сложных веществ из более простых. Одновременно с этим происходит распад, окисление сложных органических веществ, входящих в состав клеток организма. Обмен веществ – это совокупность изменений, которые претерпевают вещества от момента их поступления в пищеварительный тракт и до образования конечных продуктов распада, выделяемых из организма.
Особенности обмена белков. Потребность в белке детского организма больше, чем взрослого человека вследствие интенсивно идущих процессов роста и формирования новых клеток и тканей. У детей наблюдается положительный азотистый баланс из-за увеличения массы тела при росте, когда количество азота, вводимого с белковой пищей, превышает количество азота, выводимого с мочой (обеспечивается потребность растущего организма в белке). Суточная потребность в белке у ребенка на 1 кг массы тела: от 1 до 3 лет – 4–4,5 г, от 6 до 10 лет – 2,5–3 г (у взрослых – 1,5–1,8 г). Значит, что дети от 1 до 4 лет должны получать 30–50 г белка в сутки, от 4 до 7 лет – около 70 г, с 7 лет – 75–80 г (в зависимости от массы тела). При этих показателях азот максимально задерживается в организме. Следует помнить, что белки не откладываются в организме про запас, поэтому если давать их с пищей больше, чем это требуется организму, то увеличения задержки азота и нарастания синтеза белка не произойдет. Слишком низкое количество белка в пище вызывает у ребенка ухудшение аппетита, нарушает кислотно-щелочное равновесие, усиливает выведение азота с мочой и калом. Важно давать оптимальное количество белка с набором всех необходимых аминокислот, при этом соотношение количества белков, жиров и углеводов в пище ребенка должно быть 1:1:3; при этих условиях азот максимально задерживается в организме.
Особенности обмена жиров . В организме ребенка еще с рождения за счет жиров покрывается примерно на 50% потребность в энергии. Без жиров невозможна выработка общего и специфического иммунитета. Обмен жиров у детей неустойчив, при недостатке в пище углеводов или при усиленном их расходе быстро истощаются депо жира. Всасывание жиров у детей идет интенсивно - на 95–97%. Для полноценного использования жира в пище детей обязательно должны присутствовать углеводы, при их недостатке в питании происходит неполное окисление жиров, в крови накапливаются кислые продукты обмена. Потребность организма в жирах на 1 кг массы тела тем выше, чем меньше возраст ребенка. С возрастом увеличивается абсолютное количество жира, необходимое для нормального развития детей: суточная потребность в жире составляет 32,7 г – в 1-3 лет, в 4-7 лет – 39,2 г.
Особенности обмена углеводов . У детей он совершается с большой интенсивностью, что объясняется высоким уровнем обмена веществ в детском организме. Углеводы служат не только основным источником энергии, но и выполняют важную пластическую роль при формировании клеточных оболочек, вещества соединительной ткани в детском организме. Участвуют углеводы и в окислении кислых продуктов белкового и жирового обмена, чем способствуют поддержанию кислотно-щелочного равновесия в организме. Образование углеводов у детей из белков и жиров ограничено, так как интенсивный рост детского организма требует значительных количеств пластического материала – белков и жиров. Суточная потребность в углеводах у детей высокая: на 1 кг массы тела нужно давать с пищей в среднем 193 г углеводов – от 1 года до 3 лет, от 4 до 7 лет – 287 г (взрослому – 500 г). А вот усваиваются углеводы детским организмом лучше, чем взрослым (у грудных детей – на 98–99 %). Вообще дети отличаются относительно большей выносливостью к повышенному содержанию сахара в крови, нежели взрослые. У взрослых глюкоза появляется в моче, если ее поступает 2,5–3 г на 1 кг массы тела, а у детей это происходит лишь при поступлении 8-12 г глюкозы на 1 кг массы тела. Прием незначительных количеств углеводов с пищей может вызвать у детей увеличение сахара в крови в два раза, но уже через 1 ч содержание сахара в крови начинает снижаться и через 2 ч полностью нормализуется.
Особенности водного обмена и обмена минеральных солей. В организме ребенка преобладает внеклеточная вода, это обусловливает большую гидролабильность детей, т. е. способность быстро терять и быстро накапливать воду. Потребность в воде на 1 кг массы тела с возрастом уменьшается, а абсолютное ее количество возрастает: на 1 кг массы тела требуется воды в 2 года – 95 г, в 12–13 лет – 45 г. Суточная потребность в воде у ребенка 1 года - 800 мл, в 4 года – 950-1000 мл, в 5–6 лет – 1200 мл, в 7-10 лет – 1350 мл.
Особенности обмена минеральных веществ. Они оказывают важное влияние на развитие ребенка. С кальциевым и фосфорным обменом связаны рост костей, сроки окостенения хрящей и состояние окислительных процессов в организме. Кальций влияет на возбудимость нервной системы, сократимость мышц, свертываемость крови, белковый и жировой обмен в организме. Фосфор нужен не только для роста костной ткани, но и для нормального функционирования нервной системы, большинства железистых и других органов. Железо входит в состав гемоглобина крови.
Потребность в кальции снижается, по сравнению с 1-м годом жизни. Оптимальное соотношение между концентрацией солей кальция и фосфора для детей дошкольного возраста составляет 1:1, в возрасте 8-10 лет – 1:1,5, у подростков и старших школьников – 1:2. В этом случае развитие скелета протекает нормально. В молоке имеется идеальное соотношение солей кальция и фосфора, поэтому включение молока в рацион питания детей обязательно. Потребность в железе у детей выше, чем у взрослых: 1–1,2 мг на 1 кг массы в сутки (у взрослых – 0,9 мг). Натрия дети должны получать 25–40 мг в сутки, калия – 12–30 мг, хлора – 12–15 мг.
Витамины. Витамин B1 (тиамин, аневрин) - суточная потребность у детей до 7 лет - 1 мг (у взрослых – 2–3 мг). Витамин В2 (рибофлавин) : суточная потребность в нем - 2–4 мг. Витамин РР (никотинамид ): суточная потребность - 15 мг (у взрослых – 15–25 мг). Витамин С (аскорбиновая кислота): потребность в витамине С в сутки - 50-100 мг. Витамин А (ретинол, аксерофтол): суточная потребность – 1 мг (у взрослых – 2 мг). Витамин D (эргокальциферол): особенно необходим детям для профилактики одной из наиболее распространенных болезней детского возраста – рахита .
Значит, состав пищи очень важен для детей, так как детский организм для нормального развития и роста нуждается в определенном количестве белков, жиров, углеводов, минеральных солей, воды и витаминов. Важно помнить, что нормальное питание – необходимое условие их физического и психического развития. Пренебрежение едой так же вредно, как и злоупотребление ею.
Использованная литература:
- Возрастная анатомия и физиология: УМК / сост. О.И. Симонова. – Горно-Алтайск: РИО ГАГУ, 2008. – 91 с.
- Возрастная анатомия, физиология и гигиена: уч. пос. / сост. Ю.А. Гончарова. – Воронеж: ИПЦ ВГУ, 2008. – 92 с.
- Популярная медицинская энциклопедия / под ред. Б. В. Петровского. – М. : Советская энциклопедия, 1981.
- Псеунок А. А. Возрастная анатомия и физиология (лекции) / А. А. Псеунок. – Майкоп: Изд-во АГУ, 2008. – 268 с.
- Сапин, М. Р. Анатомия и физиология детей и подростков: уч. пос. / М.Р. Сапин, З.Г. Брыксина. – 6-е изд., стер. – М. : Академия, 2009. – 432 с.
В дошкольном возрасте увеличиваются все внутренние органы (лёгкие, сердце, печень, почки) и совершенствуются их функции. Активно развивается нервная система. Укрепляется опорно-двигательный аппарат: хрящевая ткань постепенно заменяется костной, значительно возрастает масса и сила мышц. Формирование костной и мышечной систем создаёт предпосылки для успешного усвоения разнообразных движений.
Костная система
Связки, суставы обеспечивают положение тела и возможность движения его частей, выполняя защитную функцию. В костной ткани ребёнка содержится вода и только 13% минеральных солей, т.е. эластичность костей предохраняет от переломов. Суставы у детей очень подвижны, связочный аппарат легко растягивается, сухожилия короче и слабее.
Чрезмерная физическая нагрузка отрицательно сказывается на развитии скелета, задерживает рост костей. Умеренные физические упражнения наоборот стимулируют рост костей, способствуют их укреплению.
Физиологические изгибы позвоночника формируются до 6-7 лет. Структура костной ткани позвонков ещё не завершена, позвоночный столб очень эластичен, состоит в основном из хрящевой ткани. Из-за неблагоприятных условий могут возникнуть нарушения осанки (голова опущена, спина согнута, плечи сведены вперёд и т.д.) Условно-рефлекторные связи закрепляют неправильное положение тела, навык правильной осанки утрачивается, что может привести к искривлению позвоночника.
На формирование осанки значительное влияние оказывает статико-динамическая функция стопы. Изменение формы стопы может стать причиной смещения таза, искривления позвоночника, нарушения осанки в разных плоскостях. Диагноз плоскостопия подтверждается плантографией – отпечатком стопы с помощью красящих растворов.
Мышечная система
Мышцы у детей развиты слабо и составляют 20-22% массы тела. В них больше воды, чем белков и жиров. Мышцы сгибатели развиты больше, чем мышцы разгибатели. Дети 3-4 лет часто принимают неправильные позы - голова опущена, плечи сведены вперёд, спина сутулая.
К 5 годам значительно увеличивается мышечная масса (особенно нижних конечностей), возрастает сила и работоспособность мышц, но к длительной физической нагрузке дети ещё не способны.
Работа с переменным напряжением и расслаблением мышц меньше утомляет ребёнка, чем удержание мышц в фиксированном положении. Динамическая работа способствует активному притоку крови к мышцам и костям, что обеспечивает их интенсивный рост.
Сердечнососудистая система
Кровеносные сосуды шире, чем у взрослых. Кровяной напор слабее, частота сердечных сокращений выше. Младший дошкольник – 85-105 уд./мин. Во время сна меньше, при эмоциональных возбуждениях больше. У старших дошкольников более устойчив – 78-99 уд./мин. У девочек на 5-7 ударов больше, чем у мальчиков.
Оптимальная нагрузка 150-180 % по сравнению с исходными данными.
Артериальное давление почти не изменяется: 3-4 г. – 96/58 мм рт. ст., 5-6 лет- 98/60 мм рт. ст.
Продолжительные физические и психические напряжения могут отрицательно сказаться на деятельности сердца.
Дыхательная система
Верхние дыхательные пути относительно узки, слизистая оболочка богата лимфатическими и кровеносными сосудами. При неблагоприятных условиях набухает, дыхание нарушается.
Преобладает поверхностное дыхание. Развитие лёгких ещё не полностью закончено: носовые ходы, трахей и бронхи сравнительно узки, что затрудняет поступление воздуха в лёгкие, грудная клетка приподнята и рёбра на выдохе не могут опускаться так низко как у взрослого. Дети не могут делать глубокие вдохи и выдохи. Частота дыхания больше, чем у взрослых: грудные дети – 40-35 дыханий в минуту, в 7 лет – 24-22 дыхания.
Через лёгкие протекает значительно больше крови, чем у взрослых. Эти удовлетворяется потребность в кислороде для интенсивного обмена веществ.
Необходимо приучать дышать через нос (очищение и согревание воздуха).
Внутренние органы
Не достаточно развиты. Желудок имеет слабые мышечные стенки, плохо развит мышечный слой и эластичные волокна в кишечной стенке. Легко нарушается деятельность кишечника.
Кожа
Охраняет внутренние органы и ткани от повреждения и проникновения микроорганизмов, является органом выделения, терморегуляции и дыхания. У детей нежная, легко подвергается ранениям. Надо защищать, охранять от повреждений, способствовать развитию терморегулирующих и защитных функций.
Нервная система
Основная дифференцировка нервных клеток происходит до 3 лет и к концу дошкольного возраста почти заканчивается.
Особенность – способность сохранять следы тех процессов, которые в ней происходили. Дети быстро и легко запоминают показанные им движения. Для закрепления и совершенствования необходимы многократные повторения.
Большая возбудимость, реактивность, высокая пластичность нервной системы способствуют более быстрому и лучшему освоению двигательных навыков – ходьба на лыжах, катание на коньках, плавание. Надо правильно формировать двигательные навыки, исправлять сложно.
Особенности психического развития детей:
Преобладание возбуждения над торможением;
Неустойчивость внимания;
Импульсивность в поведении;
Большая эмоциональность;
Конкретность восприятия и мышления.
Первые шесть лет жизни ребенок интенсивно растет и развивается. Активно формируется костная и мышечная системы. Скелет ребенка отличается от скелета взрослого. Новорожденный имеет большую голову, массивное туловище и короткие руки и ноги. Длина нижнего отрезка туловища (до лонного сочленения), составляющая у новорождённого 38 % общей длинны тела, в три года увеличивается до 42 %, а у шестилетних достигает 49,5 %.
Костная система ребенка-дошкольника богата хрящевой тканью. Кости мягкие, гибкие, недостаточно прочные. В них содержится значительное количество воды и только 13 % минеральных солей. Суставы очень подвижны, связочный аппарат легко растягивается, сухожилия слабее и короче, чем у взрослых. Окостенение опорно-двигательного аппарата начинается у детей 2-63 лет. В этот период формируются изгибы в шейном, грудном, поясничном отделах позвоночника. Однако поясничный столб очень эластичен и из-за неблагоприятных условий внешней среды возникают различные нарушения осанки.
Мышцы у детей дошкольного возраста развиты относительно слабо и составляют 20-25 % массы тела. Мышцы-сгибатели развиты больше, чем мышцы разгибатели, поэтому дети часто принимают неправильные позы: голова опущена, плечи сведены вперед, спина сутулая. Развитие мышц происходит в определённой последовательности. Сначала развиваются крупные мышечные группы, позднее мелкие. Поэтому маленьким детям легче даются движения всей рукой. Утомление мышц у дошкольников наступает очень быстро.
Кожа ребенка значительно тоньше и нежнее, чем кожа взрослого. Она легче подвергается ранениям. Кровеносные сосуды кожи эластичны и вмещают большое количество крови. Через тонкую кожу кровь легко отдает свое тепло. Тепловое равновесие организма нарушается быстрее, чем у взрослого.
Сердечно-сосудистая система претерпевает в дошкольные период морфологические и функциональные изменения. Масса сердца увеличивается с 70,8г у 3-4 летнего до 92,3 у 6-летнего ребенка. Частота сердечных сокращений (ЧСС) колеблется у детей младшего и дошкольного возраста в пределах 85-105 уд/мин, старшего 78-99 уд/мин, причем у девочек на 5-7 ударов больше, чем у мальчиков. Пульс изменяется в зависимости от физиологического состояния организма: во время сна замедляется, в период бодрствования-учащается. Отклонения в величине артериального давления встречаются сравнительно редко. В норме систолическое давление в возрасте трех лет составляет 103 мм рт.ст., 4 года-104, в 5 лет-105, в 6 лет-106 мм рт.ст.
Продолжительные физические и психические 5 напряжения могут отрицательно сказаться на деятельности сердца и привести к нарушению сердечной деятельности. Поэтому необходимо соблюдать большую осторожность при дозировании физической нагрузки на организм ребенка.
Особенностью развития отличается дыхательная система ребенка. К 3-4 годам устанавливается грудной тип дыхания, но к 6 годам еще не завершается строение легочной ткани. Верхние дыхательные пути относительно узкие, что ограничивает возможность легочной вентиляции. Грудная клетка как бы приподнята, и ребра не могут опускаться на выходе так низко, как у взрослого, поэтому дети не в состоянии делать глубокие вдохи и выдохи. Через легкие у ребенка дошкольного возраста протекает значительно большее количество крови, чем у взрослого. Это удовлетворяет потребность детского организма в кислороде, вызываемую интенсивным обменом веществ.
За период дошкольного детства осуществляется сложнейший процесс формирования нервной системы. Основная дифференцировка нервных клеток происходит до трех лет и концу дошкольного возраста почти заканчивается. По мере развития нервной системы формируется статические и динамические функции равновесия, однако сохраняется большая возбудимость, реактивность и высокая пластичность нервной системы. Важнейшей особенностью развития нервной системы дошкольника является преобладание возбуждения над торможением, неустойчивость внимания, импульсивность в поведении, большая эмоциональность, конкретность восприятия и мышления.
Загрузка...
