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

невысока. Из альвеолярного воздуха в кровь переходит меньше кислорода, много его оказывается в выдыхаемом воздухе. Кисло родная емкость крови в результате мала – 13–15 об.% (у взрос лых – 19–20 об.%).

Частота дыхания у детей повышена. Она постепенно сни жается с возрастом. В силу высокой возбудимости детей частота дыхания чрезвычайно легко нарастает при умственных и физиче ских нагрузках, эмоциональных вспышках, повышении температу ры и других воздействиях. Дыхание часто оказывается неритмич ным, появляются задержки дыхания. Вплоть до 11 летнего возраста отмечается недостаточность произвольной регуляции дыхания.

Особенно это отражается на речевой функции дошкольников. Наиболее интенсивно размеры альвеол, объем и масса легких

растут на протяжении первого года жизни. От 1 года до 8 лет объем легких увеличивается в 2 раза, но он еще наполовину мень ше, чем у взрослого.

Такие показатели, как длительность задержки дыхания, мак симальная вентиляция легких, ЖЕЛ, определяются у детей с 5 летнего возраста, когда они могут сознательно регулировать дыхание.

Жизненная емкость легких дошкольников в 3–5 раз меньше, чем у взрослых, в младшем школьном возрасте – в 2 раза меньше (см. табл. 19). В возрасте 7–11 лет отношение ЖЕЛ к массе тела (жизненный показатель) составляет 70 мл/кг (у взрослого – 80 мл/кг).

Минутный объем дыхания на протяжении дошкольного и младшего школьного возраста постепенно растет. Этот показа тель за счет высокой частоты дыхания у детей меньше отстает от взрослых величин: в 4 года – 3,4 л/мин, в 7 лет – 3,8 л/мин, в 11 лет – 4–6 л/мин.

Продолжительность задержки дыхания у детей невелика, так как у них очень высокая скорость обмена веществ, большая потребность в кислороде и низкая адаптация к анаэробным усло виям. У них очень быстро снижается содержание оксигемоглоби на в крови и уже при его содержании 90–92% в крови задержка дыхания прекращается (у взрослых задержка дыхания прекраща ется при значительно более низком содержании оксигемоглоби на – 80–85%, а у адаптированных спортсменов – даже при 50– 60%). Длительность задержки дыхания на вдохе (проба Штанге) в возрасте 7–11 лет порядка 20–40 с (у взрослых – 30–90 с), а на выдохе (проба Генча) – 15–20 с (у взрослых – 35–40 с).

460

Величина МВЛ у детей младшего школьного возраста дости гает всего 50–60 л/мин (у нетренированных взрослых людей она порядка 100–140 л/мин, а у спортсменов – 200 л/мин и более).

На протяжении первого года жизни у детей преобладает груд ной тип дыхания, а в возрасте 3–7 лет начинает формироваться брюшной тип. Уже с возраста 7–8 лет начинают проявляться половые различия в показателях внешнего дыхания: у мальчиков ниже частота дыхания, больше глубина дыхания, ЖЕЛ, МОД, дыхание более экономично.

2.4.ОСОБЕННОСТИ ПИЩЕВАРЕНИЯ, ОБМЕНА ВЕЩЕСТВ И ЭНЕРГИИ

Вдошкольном возрасте у ребенка сформированы молочные зубы, которые позволяют ему перейти от молочного питания

кболее грубой пище. С 5–6 лет начинается смена молочных зубов на постоянные, которая в основном заканчивается к периоду полового созревания, и только третьи большие коренные зубы (зубы «мудрости») формируются вплоть до возраста взрослого человека.

С появлением молочных зубов у ребенка начинается выражен ное слюноотделение. Оно усиливается на протяжении первого года жизни и продолжает совершенствоваться по количеству и составу слюны с увеличением разнообразия пищи.

Размеры желудка постепенно увеличиваются, к 6–7 годам он приобретает форму, характерную для взрослого организма. К это му возрасту заметно развиваются мышцы, обеспечивающие дви жения желудка и перистальтику кишечника. У детей дошкольно

го и младшего школьного возраста еще малочисленны и недоразвиты пищеварительные железы. Желудочный сок беднее ферментами, активность их еще мала. Это затрудняет про цесс переваривания пищи. Низкое содержание соляной кисло ты снижает бактерицидные свойства желудочного сока, что при водит к частым желудочно кишечным расстройствам у детей.

В дошкольном возрасте интенсивно развиваются функции поджелудочной железы и печени ребенка. В возрасте 6–9 лет активность желез пищеварительного тракта значительно усили вается, пищеварительные функции совершенствуются. Принци пиальное отличие пищеварения в детском организме от взрос лого заключается в том, что у детей представлено только

пристеночное пищеварение и отсутствует внутриполостное

переваривание пищи.

461

Недостаточность процессов всасывания в тонком кишечнике

внекоторой степени компенсируется возможностью всасывания

вжелудке, которая сохраняется у детей до 10 летнего возраста.

Особенностью обменных процессов в детском организме яв ляется преобладание анаболических процессов (ассимиляции) над катаболическими (диссимиляции). Растущему организму требуются повышенные нормы поступления питательных ве ществ, особенно белков. Для детей характерен положительный азотистый баланс, т.е. поступление азота в организм превыша ет его выведение.

Использование питательных продуктов идет в двух направле ниях:

•для обеспечения роста и развития организма (пластическая функция);

•для обеспечения двигательной активности (энергетическая функция).

В связи с большой интенсивностью обменных процессов для детей характерна более высокая, чем у взрослых, потребность

вводе и витаминах. Относительная потребность в воде (на 1 кг массы тела) с возрастом снижается, а абсолютная суточная вели чина потребления воды нарастает: в возрасте 1 года необходимо 0,8 л, в 4 года – 1 л, в 7–10 лет – 1,4 л, в 11–14 лет – 1,5 л.

В детском возрасте также необходимо постоянное поступле ние в организм минеральных веществ: для роста костей (каль ций, фосфор), для обеспечения процессов возбуждения в нервной и мышечной ткани (натрий и калий), для образования гемогло бина (железо) и др.

Энергетический обмен у детей дошкольного и младшего школьного возраста значительно (почти в 2 раза) превышает уровень обмена у взрослых, снижаясь наиболее резко в первые 5 лет и менее заметно – на протяжении всей последующей жиз ни. Суточный расход энергии растет с возрастом: в 4 года – 2000 ккал, в 7 лет – 2400 ккал, в 11 лет – 2800 ккал.

2.5.ОСОБЕННОСТИ ТЕРМОРЕГУЛЯЦИИ, ПРОЦЕССОВ ВЫДЕЛЕНИЯ

ИДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЖЕЛЕЗ ВНУТРЕННЕЙ СЕКРЕЦИИ

Дети отличаются недостаточно налаженными механизмами теплообмена. Они легко перегреваются и легко теряют тепло. Грудные дети реагируют на охлаждение бурными хаоти ческими движениями, которые их согревают. В теплоотдаче

462

у них велика роль процессов испарения водяных паров при дыхании.

В первые годы жизни в организме ребенка преобладают процессы химической терморегуляции. Благодаря высокому уровню обменных процессов организм ребенка быстро нагрева ется. Температура кожи и внутренняя температура тела у до школьника (37,4–37,6°С) выше, чем у взрослых.

Обилие кровеносных сосудов в коже обусловливает быстрый перенос тепла от температурного ядра тела к его оболочке, а не достаточная рефлекторная регуляция просвета кожных сосудов не обеспечивает защиту от больших тепловых потерь. При не большой мышечной массе дети имеют низкую теплоизоляцию покровных тканей. Высокие теплопотери обусловлены также

иотносительно большой поверхностью маленького тела. Все это вызывает быстрое охлаждение тела ребенка и требует особого внимания к его закаливанию.

Спереходом к младшему школьному возрасту границы терморегуляции расширяются, а механизмы теплообмена совершенствуются. Нарастание мышечной массы улучшает теплоизолирующие свойства покровов тела, совершенствование сосудистых реакций облегчает регуляцию теплообмена на поверх ности кожи. Улучшается регуляция потоотделения, уточняется информация от терморецепторов тела и деятельность центров терморегуляции. Все это позволяет лучше поддерживать посто янство температуры тела в различных условиях среды и при раз ных формах деятельности. Дети младшего школьного возраста

по сравнению с дошкольниками меньше подвержены перегре ванию и переохлаждению, хотя их устойчивость к изменениям температурных режимов все еще недостаточно совершенна.

Важнейшая роль в процессах выделения принадлежит почкам. Формирование размеров, веса и функций почек интенсивно про должается до 13–15 лет. У дошкольников вес почек к 7 летнему возрасту удваивается по сравнению с годовалым возрастом, в возрасте 11 лет вес увеличивается в 1,5 раза по сравнению с 5 летним возрастом.

Функции почек у дошкольников все еще несовершенны.

Ввозрасте 4–5 лет в деятельности почек преобладают процес сы фильтрации, и лишь к 10–11 годам достигают взрослого уровня процессы обратного всасывания (реабсорбции). В составе мочи с возрастом увеличивается количество натрия и мочевины

иуменьшается количество мочевой кислоты.

463

Мочеиспускание у детей первых лет жизни гораздо чаше, чем

увзрослых, что объясняется высоким уровнем обмена веществ (особенно воды и углеводов). У годовалых детей мочеиспускание происходит 16–20 раз в сутки, в младшем школьном возрасте – 7–8 раз. При этом количество образующейся за сутки мочи

удетей меньше: в 1–2 года – 0,6 л, в 3–4 года – 0,9 л, в 5–6 лет – 1 л, в 7–8 лет – 1,2 л, в 9–10 лет – 1,5 л.

Спервого года жизни начинается формирование условно реф лекторного механизма произвольного мочеиспускания, который

к2–3 годам выражен отчетливо. Однако многие дети (5–10%) с возбудимой и неуравновешенной нервной системой часто стра дают от ночного недержания мочи (энуреза). С устранением не вротических состояний эти явления исчезают.

В нормальной жизнедеятельности растущего организма вели ка роль желез внутренней секреции. Секретируемые ими гор моны (соматотропин, инсулин, глюкокортикоиды, половые гормоны) уменьшают проницаемость клеточных мембран, обеспе чивая доступ в клетки питательных и регуляторных веществ. Они непосредственно действуют на генетический аппарат в клеточных ядрах, регулируя считывание наследственной информации, уси ливая синтез РНК и соответственно процессы синтеза белка и ферментов в организме. С участием гормонов формируются в развивающемся организме процессы адаптации к различным условиям внешней среды, в том числе к стрессовым ситуациям.

Выявлены ритмические колебания гормональной активно сти (суточные биоритмы, циклические изменения секреции ряда гормонов на протяжении 3–5 дней и др.), имеющие характерные индивидуально типологические особенности и критический пе риод в 7 летнем возрасте.

Еще до рождения ребенка начинают функционировать некоторые железы внутренней секреции, которые имеют большое значение и в первые годы после рождения (эпифиз, вилочковая железа, гормоны поджелудочной железы и коры над почечников).

Гормоны коркового слоя надпочечников (кортикоиды) ре гулируют обменные процессы в организме, способствуя налажи ванию белкового, углеводного и жирового обмена. Их среднесу точная секреция временно снижается в 7 летнем возрасте, но затем снова нарастает вплоть до взрослого состояния.

Эпифиз в дошкольном возрасте осуществляет важнейшие процессы регуляции водного и солевого обмена в детском орга

464

низме. Активная деятельность эпифиза подавляет в этот период нижележащие структуры гипоталамуса.

С ослаблением тормозных влияний эпифиза после 7 летнего возраста нарастает активность гипоталамуса и формируется тес ная взаимосвязь его функций с гипофизом, т.е. оформляется гипоталамо гипофизарная система, передающая влияния ЦНС через различные железы внутренней секреции на все органы и системы организма.

Усиление роли гормонов мозгового слоя надпочечников (ад реналина, норадреналина) и повышение значимости симпатиче ских влияний в организме (т.е. оформление симпатоадреналовой системы) происходит несколько позже – к началу переходного периода.

Секреция гормона гипофиза соматотропина нарастает по степенно, а в возрасте 6 лет усиливается более значительно, обу словливая заметную прибавку роста ребенка. Самый значитель ный подъем секреции этого гормона приходится на переходный период, вызывая резкое увеличение длины тела. В развитии про цессов роста наряду с соматотропином участвует гормон подже лудочной железы – инсулин, который обеспечивает анаболичес кие процессы в организме, накопление углеводных ресурсов. Нарушение гормональной функции поджелудочной железы встре чается уже в детском возрасте, чаще всего в возрасте 6–12 лет, приводя к заболеванию сахарным диабетом. Этому способствуют нарушения режима и питания детей – недостаточность двигатель ной активности, переедание, ожирение.

Огромное значение для правильного роста и развития ребенка имеет гормональная активность щитовидной железы, масса которой к младшему школьному возрасту увеличивается в 10 раз: от 1 г у новорожденного до 10 г в 10 лет. Щитовидная железа регулирует обмен веществ и энергии, окислительные процессы в митохондриях. От секреции ее гормонов зависит рост и диффе ренцировка тканей и органов, скорость заживления ран, форми рование правильных пропорций тела и нормальное развитие пси хики ребенка. Гипофункция щитовидной железы в детском возрасте (в том числе связанная с недостатком поступления в орга низм йода) приводит к развитию кретинизма – задержке роста

иразвития, непропорциональному строению тела, инфантилизму

иумственной отсталости.

Резкую реакцию растущего организма вызывает недостаточ ная функция паращитовидных желез, регулирующих кальцие

465

вый обмен в организме. При их гипофункции содержание кальция в крови падает, повышается возбудимость нервной и мы шечной тканей, развиваются судороги. Гиперфункция паращито видных желез приводит к вымыванию кальция из костей и повы шению его концентрации в крови. Это способствует излишней гибкости костей, деформации скелета и отложению кальция в кровеносных сосудах и других органах.

Раннее развитие вилочковой железы (тимуса) обеспечивает высокий уровень иммунитета в организме. Она влияет на созре вание лимфоцитов, рост селезенки и лимфатических узлов. При нарушении ее гормональной активности у детей груд ного возраста резко снижаются защитные свойства организма, исчезает в крови гамма глобулин, имеющий большое значение в образовании антител, и ребенок погибает в возрасте 2–5 ме сяцев.

Вилочковая железа оказывает тормозное влияние на половые железы. Однако к началу переходного периода (после 10–11 лет) она претерпевает обратное развитие, и заметно усиливается сек реция гормонов половых желез. У девочек уже с 8–9 лет появля ются признаки полового созревания – возникают жировые отло жения по женскому типу (на бедрах и животе), с 10–11 лет начинается увеличение грудных желез, а у мальчиков с 10–11 лет усиливается рост половых органов. Обратное развитие (инволю ция) вилочковой железы приводит к глубоким изменениям клеточного и гуморального иммунитета. Повышается восприим чивость детей младшего школьного возраста к различным инфек циям, развитию опухолей.

В целом, в период младшего школьного возраста (7–11 лет)

организм ребенка отличается гармоничным развитием и стабильным гормональным статусом. Оптимальное соотно шение секреции различных гормонов обеспечивает нормальный уровень физического и умственного развития, устойчивость ре акций организма на внешние воздействия.

2.6. ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ АДАПТАЦИИ ДЕТЕЙ ДОШКОЛЬНОГО И МЛАДШЕГО ШКОЛЬНОГО ВОЗРАСТА

К ФИЗИЧЕСКИМ НАГРУЗКАМ

Особенности адаптации детей дошкольного и младшего школь ного возраста к физическим нагрузкам связаны с уровнем мор фофункционального созревания организма.

466

2.6.1.Возрастные особенности управления движениями

Удетей дошкольного и младшего школьного возраста нервные центры характеризуются высокой возбудимостью, относитель но слабым развитием процессов торможения (особенно услов но рефлекторного внутреннего торможения). Дети отличаются

быстрой утомляемостью, недостаточным развитием произ вольного внимания и сильно выраженными ориентировочны ми реакциями.

Малый двигательный опыт, слабое отражение в сознании функ циональных изменений в организме при физических нагрузках обусловливают недостаточное развитие субъективных ощу щений усталости. К тому же дети не умеют в нужной мере отражать изменения своего внутреннего состояния в речевых отчетах. Даже в возрасте 8–9 лет в 41% случаев у них вообще отсутствует ощущение усталости, а при его наличии в 77% случа ев дети сообщают о наступлении усталости лишь после окон чания работы. Это требует особого внимания к тщательной дозировке мышечных нагрузок, особенно при работе с дошколь никами.

Возрастные особенности управления движениями связаны

спостепенным созреванием различных отделов ЦНС (спинного мозга, подкорковых отделов и затем коры больших полушарий). Если подкорковые механизмы в большей степени готовы в пер вые дни и недели развития ребенка, то корковые отделы созрева ют позже и поэтапно: сначала первичные проекционные поля, затем вторичные (например, первичное моторное поле созревает к 4 году жизни, вторичное моторное поле – лишь к 6–7 годам), а развитие третичных полей затягивается до зрелого возраста. Дети дошколь ного и младшего школьного возраста отличаются недостаточно развитыми взаимосвязями между нейронами в коре больших по лушарий. Это отражается в малом числе выраженных взаимосвя зей (синхронности и синфазности) электрической активности различных точек коры (рис. 51).

С основными этапами созревания мозга связаны и этапы

изменений процессов управления движениями.

В возрасте 1–4 месяцев ребенок не способен к организации произвольных движений из за высокого мышечного тонуса

иотсутствия зрительно двигательных взаимосвязей. Лишь с 4 х месяцев движения глаз сочетаются с движениями рук и эти связи закрепляются в ЦНС.

467

Рис. 51. Возрастная динамика межцентральных взаимосвязей в ЭЭГ

(по данным разных авторов)

Ввозрасте 5 месяцев – 1 года осуществляется формирование зрительно двигательной системы и становление вертикальной позы, но еще слишком мала координация произвольных движений.

Ввозрасте 1–2 лет точность произвольных движений еще низка из за отсутствия налаженной координации мышц антаго нистов. Начинают формироваться примитивные акты ходьбы

ибега. Локомоции включают элементарные спинальные рефлек сы (миотатические, рефлексы опоры, ритмические, перекрестные на уровне симметричных сегментов спинного мозга, перекрест ные сочетательные рефлексы верхних и нижних конечностей). Они управляются спинальными механизмами и запускаются ло комоторным центром среднего мозга, который находится под контролем коры больших полушарий. Переломный момент пере хода от отдельных шагов к сложному локомоторному акту ходь бы определяется включением в систему управления древних ав томатизмов – циклоидных форм движений, регулируемых подкорковыми ядрами. Лишь после этого ходьба становится цик лической цепью двигательных актов, «мелодией» движения. Од нако ходьба ребенка еще далека от совершенства, а бег малыша – семенящий, характеризуется отсутствием полетной фазы.

Ввозрасте 3–6 лет главным регулятором произвольных движений при их программировании и текущем контроле стано

468

вятся з р и т е л ь н ы е обратные связи, формирующие единую зрительно двигательную функциональную систему. Ведущим ме ханизмом является м е х а н и з м р е ф л е к т о р н о г о к о л ь ц е в о г о р е г у л и р о в а н и я . В процессе движения от нервных цен тров поступают по прямым связям моторные команды к работающим мышцам, а от зрительных, мышечных и других рецепторов тела по обратным связям передается информация о результатах движения и вносятся сенсорные поправки в мо торные программы. При занятиях физическими упражнени ями с детьми этого возраста важно использовать различные зри тельные ориентиры, помогающие в освоении двигательных навыков.

Начиная с 5–6 летнего возраста (по мере созревания двига тельной сенсорной системы) осуществляется переход к домини рующей роли проприоцептивных обратных связей. За период от 5 до 8 лет устанавливаются выраженные координационные взаи моотношения между мышцами антагонистами, что резко улуч шает качество двигательных актов.

В возрасте 6 лет формируется представление о схеме тела, связанное с важным этапом развития задних третичных полей (нижнетеменных зон коры). Приобретается адресная точ ность передачи моторных команд к различным звеньям тела, а сами команды становятся более тонкими и сложными.

Постепенно совершенствуется координация движений

входьбе и беге. При ходьбе увеличивается амплитуда движений, угол разворота стоп, что повышает устойчивость тела, стабилизи руются пространственные и временные параметры шагов. Пра вильная координация движений рук и ног при ходьбе у ребенка

в3 года наблюдается в 10%, в 4 года – в 50%, в 6–7 лет – в 80% случаев. С 5–6 лет появляется способность совершать прыжки двумя ногами вместе, нарастает дальность и точность прыжков.

Ввозрасте 7–9 лет деятельность зрительно двигательной системы начинает полностью контролироваться хорошо выражен ными п р о п р и о ц е п т и в н ы м и обратными связями, которые

приобретают значение ведущего механизма управления дви жениями. Механизм кольцевого рефлекторного регулирования достигает своего совершенства.

В7–8 лет при беге хорошо выражена безопорная фаза. Это заметно повышает скорость бега. В возрасте 5–6 лет средняя скорость бега у мальчиков составляет 4,07 м/с, в 7–8 лет – 4,83, в 9–10 лет – 5,09, в 11–12 лет – 6,85, в 17–19 лет – 8,46 м/с

469