Полезные материалы за все 6 курсов / Учебники, методички, pdf / Физиология_человека_Солодков_А_С_,_Сологуб_Е_Б_2018

1.3. ВЛИЯНИЕ НАСЛЕДСТВЕННОСТИ И ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ НА РАЗВИТИЕ ОРГАНИЗМА

Возрастные показатели роста и развития организма – е г о ф е н о т и п – являются сплавом врожденных и приобретенных признаков. С одной стороны, они определяются наследственными факторами – г е н о т и п о м , что необходимо учитывать при спортивном отборе, прогнозировании спортивной одаренности. С другой стороны, развитие организма определяется влияниями в н е ш н е й с р е д ы . Для человека важнейшие влияния – это воз действия социальной среды: воспитание, образование, спортивная тренировка, профессиональное обучение и пр., что определяет приобретенные черты роста и развития.

Определение степени наследственных влияний производится генеалогическим методом (путем изучения родословных), ци тогенетическим методом (анализом наследственного материа ла клеток), популяционным методом (исследование врожденных изменений организма в изолированных группах населения – на отдельных островах, в труднодоступных лесах, горах и пр.), а также близнецовым методом.

Так, с помощью генеалогического метода было прослежено со хранение на портретах в течение нескольких веков типичного стро ения лица у владетелей родовых замков – «Габсбургский нос и губа». Изучение этим методом врожденных патологий вскрыло ге нетическую природу почти 4 тыс. заболеваний. Одним из таких примеров является гемофилия – несвертываемость крови, в результате чего человек может погибнуть от малейшей царапи ны из за кровотечения. Патологический ген передается через организм женщин, но болеют гемофилией мужчины. В частности, известно, что сын последнего Российского императора Николая II царевич Алексей получил это заболевание в наслед ство от английской королевы Виктории – своей прабабушки, как и многие ее потомки мужского пола в различных странах Европы.

В спортивных семьях, по О. Астранду, довольно часто (в 50% случаев) наблюдаются двигательно одаренные дети (а если оба родителя спортсмены, то в 70% случаев). Однако, как свидетель ствуют десятки тысяч наблюдений, спортивная одаренность не определяется одним геном, а является результатом действия ком плекса генов.

441

Корреляция двигательных возможностей детей и родителей, изученная в английских колледжах для избранных семейств по архивным данным, показала, что в 12 летнем возрасте выявить значимую корреляцию между предками и потомками удается не всегда. Для показателей длины тела (r = 0,5), результатов прыж ков в длину с места (r = 0,71) и бега на короткую дистанцию – 50 ярдов (r = 0,48) корреляция достоверна, но она отсутствует для результатов метания теннисного мяча и гимнастических уп ражнений. Можно было сделать вывод, что наследуются лишь определенные двигательные возможности.

Специальные исследования внутрисемейного сходства пока зали, что для наследования спортивно важных задатков име

ют значение количество детей в семье, преобладание среди них мальчиков или девочек и даже порядок рождения ребенка в семье. Выяснено, что искать будущих спортсменов следует преимущественно в семьях с двумя тремя детьми, отдавая пред почтение не старшим, а младшим детям, а также учитывая, что у мужчин спортсменов двигательные способности передаются не сомненно по мужской линии, а у женщин спортсменок, в отличие от этого, – преимущественно по женской линии.

При использовании близнецового метода сравниваются наслед ственные признаки однояйцевых (монозиготных) близнецов,

имеющих практически одинаковую наследственность, и разно яйцевых близнецов (гетерозиготных или дизиготных), в фе нотипе которых гораздо больше проявляются влияния внешней среды. Известно, что однояйцевые близнецы имеют один и тот же пол, одинаковые отпечатки пальцев, одну и ту же группу кро ви, их ткани при пересадках не отторгаются, у них не только имеется большое сходство внешности, но и характеров.

Для количественной оценки наследственности часто ис пользуют коэффициент Хольцингера (Н), который определяет ге нетическую долю в общем развитии организма. При Н > 0,7 (70%

иболее) доля генетических влияний очень высока (табл. 17).

Врезультате использования близнецового метода выявлено, что под выраженным генетическим контролем находятся раз меры и состав тела, такие функциональные показатели, как вре мя двигательной реакции, чувство ритма, максимальная частота движений, скорость спринтерского бега, абсолютная мышечная сила, гибкость, максимальное потребление кислорода, анаэроб ные возможности человека и др. Эти показатели меньше всего подвержены изменениям в процессе тренировки, соответственно

442

их учет необходим в процессе спортивного отбора и спортивной ориентации.

Особенно значительны наследственные влияния на умствен ную работоспособность и на различные показатели электриче ской активности коры больших полушарий. Отмечают существен ный генетический вклад в показатели размеров сердца, формы ЭКГ, величину диастолического давления крови, некоторых па раметров крови и другие физиологические величины.

Из физических качеств наиболее зависимыми от врожденных задатков являются качества быстроты и гибкости. Среднее поло жение занимает качество силы.

Наименее зависимыми от наследственности и соответ ственно наиболее тренируемыми физическими качествами являются координационные возможности (ловкость) и об щая выносливость.

В большой степени поддается изменениям в результате внешних воздействий масса тела. Снижение веса происходит при его сгонке спортсменами, в случаях болезни, голода, диеты и пр. Направлен ное увеличение веса у спортсменов достигается при специальном усиленном питании, в случаях ожирения, при переедании и т.п.

Таблица 17

Показатели влияния наследственности (Н) на некоторые морфофункциональные признаки организма человека

(по данным разных авторов)

443

Для спортсменов и тренеров особенно важно, что генетический контроль больше выражен в молодом возрасте (когда особенно велик контингент занимающихся физическими упражнениями)

и нарастает по мере увеличения мощности физической нагруз ки (что характерно для соревновательной деятельности в спорте).

1.4. АКСЕЛЕРАЦИЯ ЭПОХАЛЬНАЯ И ИНДИВИДУАЛЬНАЯ, БИОЛОГИЧЕСКИЙ И ПАСПОРТНЫЙ ВОЗРАСТ

Важной особенностью возрастного развития в настоящее вре мя стала акселерация (лат. акселератио – «ускорение»). Различа ют акселерацию эпохальную и индивидуальную. Под э п о х а л ь н о й а к с е л е р а ц и е й понимают ускорение роста,

физического развития, полового созревания и психического развития организма человека, которое наблюдается с конца XIX – начала XX в. по сравнению с предыдущими годами. Упот ребляют также термин «секулярный тренд» (вековая тенденция). Такое явление наблюдается в разных странах, в различных горо дах и сельской местности (рис. 49).

За последние 30–40 лет у новорожденных детей средняя длина тела увеличилась на 0,5–1 см и масса тела – на 100–150 г. В воз расте 1 года дети стали в среднем длиннее на 5 см и тяжелее на 1,5–2 кг, чем 50–75 лет назад.

Весьма объемное исследование, охватившее детей в возрасте 5–7 лет, было выполнено в различных странах (Северной Амери ке, Англии, Швеции, Польше) за длительный период времени –

Рис. 49. Эпохальная акселерация.

Рост юношей 19 лет – швейцарцев и японцев в 1910 и 1962 гг. (по: Т. Ishiko, 1973)

444

с 1800 до 1950 г. Оказалось, что дети этого возраста за каждое де сятилетие в среднем увеличивались на 1,5 см в длину и на 0,5 кг массы тела.

Подростки и юноши 14–17 лет Москвы, Ленинграда и Киева в 1960–1970 х годах по сравнению с 1923–1925 годами оказались выше на 10–13 см, тяжелее на 9–11 кг, окружность их груди больше на 4,7 см.

Ускорилось половое созревание, раньше формируются вторич ные половые признаки, на 1,5–2 года раньше появляются первые менструации у девочек, отмечаются случаи раннего деторождения (с 8–9 лет).

В настоящее время максимального роста девушки и юноши достигают в 16–19 лет, а 50 лет назад они достигали его к 20–26 годам. У 19 летних юношей в Швейцарии средние значения ро ста в 1888–1890 годах были 164 см, в 1962 г. – 173 см; в Японии эти показатели в 1910 г. составили 162 см, в 1962 г. – 167 см.

Соответственно раньше формируются и физические каче ства у подростков, особенно у юных спортсменов. Так, мальчики 14–14,5 лет, специально не занимающиеся спортом, прыгали

вдлину с места в 1927 г. на 178 см, в 1967 г. – на 191 см; результаты бега на 60 м в этом возрасте составили в 1938 г. 9,19 с, в 1962 г. – 8,86 с.

Американские школьники 14–17 летнего возраста в 1963–1964 годах превосходили по силе сверстников, учившихся в той же школе

в1899 г., на 4–5 кг.

По вопросу о причинах эпохальной акселерации нет едино го мнения. Считают, что это явление может быть обусловлено усиленным ультрафиолетовым облучением (гелиогенная теория), влиянием на эндокринные железы магнитных волн, возросшей космической радиацией, увеличением потребления белков (али ментарная теория), повышенным поступлением в организм вита минов и минеральных солей (нутригенная теория), ростом коли чества получаемой информации, особенно в условиях городской жизни. Предполагают, что природные факторы могут вызывать периодические изменения в генетике человека, обусловливая эпохальные вспышки акселерации.

В результате акселерации изменяются стандарты мебели, одежды, обуви, пересматриваются сроки начала обучения в шко ле и начала спортивной специализации, режимы труда и отдыха детей. Обучение в школе начинается в настоящее время с 6–7 лет, а не с 8 лет, как в начальные десятилетия XX века. Значитель

445

но раньше во многих случаях начинаются занятия физической культурой и спортом: плаванием с первых дней жизни; фигурным катанием, гимнастикой – с 3–4 лет; теннисом – с 5–6 лет; баскет болом – с 6–7 лет.

Однако увлекаться этим нельзя, так как на общем фоне эпо хальной акселерации существуют огромные индивидуальные раз личия в темпах созревания организма. В связи с этим, наряду с понятием эпохальной акселерации как общебиологического яв ления, существует и понятие об и н д и в и д у а л ь н о й или в н у т р и г р у п п о в о й акселерации, т.е. явлении ускорения развития

отдельных детей и подростков в определенных возрастных группах.

Реальный уровень развития организма человека не всегда со ответствует его хронологическому или паспортному возрасту, т.е. количеству прожитых лет. Возникло понятие – б и о л о г и ч е с к и й в о з р а с т, отражающее реальное состояние разви

тия органов и систем организма в онтогенезе.

Биологический возраст определяют по общим размерам тела, темпам прорезывания молочных зубов и их замены на постоян ные (зубной возраст), по степени зрелости костной системы (костный возраст) и по показателям развития вторичных поло вых признаков, выраженность которых оценивается в баллах.

При определении баллов полового развития для мальчиков отмечают степень оволосения лобка (Pubis), оволосения подмы шечных впадин (Axillaris), оволосения лица (Facies), увеличение щитовидного хряща гортани – кадыка (Larinx) и изменение тем бра голоса (Vox). Для девочек отмечают степень оволосения лоб ка, развитие волос в подмышечной впадине (Axillaris), развитие молочной железы (Mamma) и становление менструальной функ ции (Menses). Косвенным показателем биологического возраста является так называемый филиппинский тест. Он становится положительным в среднем около 5–6 лет, когда пальцами правой руки, положенной на голову при вертикальном ее поддержании, дети перекрывают левую ушную раковину.

По степени соотношения биологического и паспортного возраста различают а к с е л е р а т о в (или акселерантов) – де тей и подростков с ускоренным развитием, когда биологический возраст опережает паспортный; м е д и а н т о в – соответствующих паспортному возрасту, и р е т а р д а н т о в – отстающих в разви тии от паспортного возраста. В среднем около 13–20% от общего количества детей, относящихся к данному возрасту, представля

446

ют собой акселератов. Столько же примерно детей относится к ретардантам. Основную же массу составляют медианты.

Для акселератов характерны более высокий рост, большая мышечная сила и объем сердца, более высокие значения жизнен ной емкости легких, более длительная задержка дыхания, более раннее половое созревание и ускоренное психическое развитие. У детей и подростков, опережающих по росту и развитию своих сверстников, отмечаются ускоренные темпы формирования фи зических качеств. Они имеют преимущество при занятиях бас кетболом, волейболом, теннисом, греблей, плаванием.

Различия биологического и паспортного возраста могут дости гать у акселератов 3–5 лет. Например, юные баскетболисты и плов цы 13 лет по показателям роста и развития могут соответствовать 18 летним спортсменам. Однако чрезмерное ускорение созревания не всегда положительно отражается на состоянии ряда функций организма. У акселерированных детей рост и развитие сердца от стает от роста тела, что может привести к сердечно сосудистым заболеваниям. Избыточное выделение гормона роста (соматотро пина передней доли гипофиза), обеспечивающее сверхвысокий рост, сопровождается недостаточностью половых гормонов, что требует особого внимания к предъявлению нагрузок гигантам.

Для ретардантов характерно отставание в половом созре вании и уменьшение доли жирового компонента тела. Замедлен ный рост длины и массы тела у детей ретардантов создают им преимущество в развитии относительной силы и прыгучести. Благодаря меньшему весу и большей гибкости девочки ретардант ки предпочтительны в спортивной гимнастике, акробатике, фи гурном катании.

Внастоящее время считают, что очень часто рост и развитие

уакселератов заканчиваются раньше, а у ретардантов продолжа ются значительно дольше. В результате конечная длина тела во

взрослом состоянии у ретардантов может оказаться боль ше, чем у акселератов.

Более медленное созревание мозга также приводит к лучшему его развитию и более высоким умственным способностям. Пока зано, что у спортсменов сердце растет медленнее и достигает большего объема и большей мощности сердечной мышцы, чем

унетренированных сверстников.

Имеются отдельные сообщения, что в последние десятилетия (с 1980 х годов) явления эпохальной акселерации несколько менее выражены.

447

2. ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ОРГАНИЗМА ДЕТЕЙ ДОШКОЛЬНОГО И МЛАДШЕГО ШКОЛЬНОГО ВОЗРАСТА И ИХ АДАПТАЦИЯ К ФИЗИЧЕСКИМ НАГРУЗКАМ

Детский организм – сложная саморегулирующаяся система, развитие которое определяется как заложенный в него генетиче ской программой, так и воздействием факторов внешней среды. Сформированное в детские годы оптимальное функциональное состояние организма служит основой хорошего здоровья людей зрелого и пожилого возраста.

Одной из важнейших задач возрастной физиологии является нормирование физических нагрузок для детей с учетом различно го их возраста. Достаточное и правильно организованное физи ческое воспитание становится действенным средством сохранения и укрепления здоровья, улучшения физического и функциональ ного развития детей и подростков.

2.1. РАЗВИТИЕ ЦЕНТРАЛЬНОЙ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ, ВЫСШЕЙ НЕРВНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

И СЕНСОРНЫХ СИСТЕМ

Организм детей первых лет жизни значительно отличается от организма людей более старшего возраста. Уже в первые дни адаптации к жизни вне материнского организма ребенок должен осваивать самые необходимые навыки питания, приспосабливать ся к различным температурным условиям среды, реагировать на окружающие лица и т.п. Все реакции приспособления к условиям новой среды требуют быстрого развития мозга, особенно его выс ших отделов – коры больших полушарий.

Различные зоны коры созревают не одновременно. Раньше всего (в первые же годы жизни) созревают проекционные зоны коры (первичные поля) – зрительные, моторные, слуховые и др., затем вторичные поля (периферия анализаторов) и позднее всего, вплоть до взрослого состояния – третичные, ассоциативные поля коры (зоны высшего анализа и синтеза). Так, моторная зона коры (первичное поле) в основном сформирована уже к 4 годам, а ассо циативные поля лобной и нижнетеменной области коры по зани маемой территории, толщине и степени дифференцирования кле ток к возрасту 7–8 лет созревают лишь на 80%, особенно отставая в развитии у мальчиков по сравнению с девочками.

448

Быстрее всего формируются функциональные системы, включающие вертикальные связи между корой и перифери ческими органами и обеспечивающие жизненно необходимые навыки – сосания, защитных реакций (чихания, моргания и пр.), элементарных движений. Очень рано у детей грудного возраста в районе лобной области формируется центр опознания знакомых лиц. Однако медленнее происходит развитие отростков корковых нейронов и миелинизация нервных волокон в коре, процессы на лаживания горизонтальных межцентральных взаимосвязей

вкоре больших полушарий. В результате этого для первых лет жизни характерна недостаточность межсистемных взаимо связей в организме (например, между зрительной и моторной системой, что лежит в основе несовершенства зрительно двига тельных реакций).

Детям первых лет жизни требуется значительная длитель ность сна, с небольшими перерывами для бодрствования. Общая длительность сна в возрасте 1 года составляет 16 часов, 4–5 лет – 12 часов, 7–10 лет – 10 часов, а у взрослых – 7–8 часов. Особенно велика у детей первых лет жизни длительность фазы «быстро го» сна (с активацией обменных процессов, электриче ской активности мозга, вегетативных и моторных функций и бы стрыми движениями глаз) по сравнению с фазой «медленного» сна (когда все эти процессы замедляются). Выраженность фазы «быстрого» сна связывают со способностью мозга к обучению, что соответствует активному познанию внешнего мира в детском воз расте.

Электрическая активность мозга отражает разобщенность различных территорий коры и незрелость корковых нейронов – она нерегулярна, не имеет доминирующих ритмов и выраженных фокусов активности, преобладают медленные волны. У детей

ввозрасте до 1 года в основном встречаются волны с частотой 2–4 колебания в 1 с. Затем преобладающая частота колебаний элек трических потенциалов нарастает: в 2–3 года – 4–5 колеб./с;

в4–5 лет – 6 колеб./с; в 6–7 лет – 6–7 колеб./с; в 7–8 лет – 8 колеб./с; в 9 лет – 9 колеб./с; усиливается взаимосвязанность активности различных корковых зон. К возрасту 10 лет устанав ливается основной ритм покоя – 10 колеб./с (альфа ритм), харак терный для взрослого организма.

Для нервной системы у детей дошкольного и младшего школьного возраста характерна высокая возбудимость и сла

449