Возрастная физиология и школьная гигиена

В экспериментальных условиях для изучения функции эндокринных желез используют три метода: экстирпацию (удаление) железы, трансплантацию (пересадку) и заместительную терапию.

В качестве наиболее информативных критериев возрастных преобразований эндокринной системы следует рассматривать объективные интегральные показатели структурных преобразований системы в целом, а также тех ее звеньев, которые являются ведущими на каждом возрастном этапе.

К моменту рождения ребенка все звенья эндокринной системы сформированы, однако их размеры, формы, вес и микроархитектоника еще далеки от своего оптимального уровня. В постнатальном периоде, начиная с рождения, структурные преобразования в отдельных звеньях эндокринной системы протекают неравномерно по срокам и темпам тканевой дифференцировки.

Морфофункциональное изучение эндокринного статуса детей от рождения до 12 лет показало, что деятельность желез внутренней секреции уже с рождения складывается в определенную систему, однако взаимоотношения между элементами этой системы, а также основные принципы регуляции в ходе развития организма претерпевает существенные изменения.

У новорожденных железы внутренней секреции демонстрируют высокую функциональную способность, особенно это относится к таким эндокринным органам, как гонады, щитовидная, отчасти поджелудочная железа. Так, например, мальчики рождаются с хорошо выраженным гландулоцитарным аппаратом семенников, который в течение последующих 6-12 мес. претерпевает значительную регрессию. Это свидетельствует о том, что у детей от рождения до 1 года уровень секреции эндокринных желез во многом связан с антенатальным принципом регуляции, отражая влияние тропных гормонов материнского организма. Различия в степени этой зависимости, а также скорости ее утраты на 1-м году жизни во многом обусловливает гетерохронию развития отдельных желез внутренней секреции.

Следующий этап развития эндокринной системы охватывает возраст от 1 года до 3 лет и характеризуется интенсивным ее развитием. Однако центральные регуляторные механизмы являются еще не совершенными и осуществляются преимущественно биогенными аминами. При этом отмечается ведущая роль параганглионарных структур симпатоадреналовой системы, что находит свое отражение в норадреналиновом типе ее жизнедеятельности. Диффузный характер регуляции на фоне относительной незрелости гипоталамогипофизарных структур по- прежнему остается одним из основных условий гетерохронности развития отдельных элементов эндокринной системы.

Последующий период развития системы желез внутренней секреции заключается в централизации регуляторных ее механизмов, что обеспечивает более эффективное взаимодействие ЦНС с симпатоадреналовой системой. В этом возрасте (3-6 лет) отмечаются элементы синхронизации развития, как внутриорганных структур отдельных желез внутренней секреции, так и между отделами эндокринной системы.

Возраст 6-7 лет - начало становления взаимоотношений между железами внутренней секреции и гипоталамо-гипофизарными структурами. Увеличение секреции гипофизом тропных гормонов происходит не одновременно для всех желез внутренней секреции; наиболее выражен этот процесс для щитовидной железы и отчасти для коры надпочечников. В связи с этим отмечается четкая тенденция к синхронии внутриорганного развития желез внутренней секреции на фоне гетерохронного характера развития всей системы в целом.

К 9-10 годам значительно возрастает роль гипоталамо-гипофизарной системы. Начиная с этого возраста важное значение, в развитии эндокринных органов приобретает возрастание чувствительности периферических желез внутренней секреции к соответствующим тропным гормонам. В период от 9 до 12 лет наблюдается повышение эффективности взаимодействия гипоталамуса с вышележащими отделами ЦНС. С усилением секреции катехоламинов, а также серотонина в этот период можно связать, в частности, возрастание гонадотропной функции гипофиза еще до появления признаков полового созревания (11-12 лет).

Общие закономерности деятельности желез внутренней секреции

Эндокринные железы человека невелики по размерам, имеют небольшую массу (от долей грамма до нескольких граммов), богато снабжены кровеносными сосудами. Кровь приносит к ним необходимый строительный материал и уносит химически активные секреты.

К эндокринным железам подходит разветвленная сеть нервных волокон, их деятельность постоянно контролирует нервная система.

Деятельность каждой железы внутренней секреции осуществляется только в тесной взаимосвязи друг с другом. Это взаимодействие внутри эндокринной системы связано как с влиянием гормонов на функциональную активность желез внутренней секреции, так и с действием гормонов на нервные центры, которые, в свою очередь, изменяют деятельность желез. В результате такого взаимного влияния эндокринных желез и постоянного контроля за их деятельностью со стороны нервной системы по принципу обратной связи в организме всегда поддерживается определенный гормональный баланс, при котором количество секретируемых железами гормонов находится на относительно постоянном уровне или меняется сообразно функциональной активности организма.

В настоящее время доказано регулирующая роль нервной системы в секреции гормонов. Согласно современным данным, некоторые нейроны способны помимо своих основных функций секретировать физиологически активные вещества - нейросекреты. В частности, особо важную роль в нейросекреции играют нейроны гипоталамуса, анатомически тесно связанного с гипофизом. Именно нейросекреция гипоталамуса определяет секреторную активность гипофиза, а через него и всех других эндокринных желез. Нейросекреты гипоталамуса называют релизинг-гормонами; гормоны, стимулирующие секрецию тропных гормонов гипофиза - либеринами, ингибирующие секрецию - статинами.

Несмотря на столь совершенную регуляцию деятельности желез внутренней секреции их функции существенно изменяются под влиянием патологических процессов. Возможно либо усиление секреции эндокринных желез - гиперфункция желез, либо уменьшение секреции - гипофункция.

Гормоны. Специфические активные вещества, вырабатываемые железами внутренней секреции, называют гормонами. Гормоны обладают высокой биологической активностью.

Гормоны сравнительно быстро разрушаются тканями, поэтому для обеспечения длительного действия необходимо их постоянное выделение в кровь.

Гормоны обладают относительной видовой специфичностью. Гормоны действуют на обмен веществ, регулируют клеточную активность, способствуют проникновению продуктов обмена веществ через клеточные мембраны. Гормоны влияют на дыхание, кровообращение, пищеварение, выделение; с гормонами связана функция размножения.

Рост и развитие организма, смена различных возрастных периодов связаны с деятельностью желез внутренней секреции.

Включение гормонов в обменные процессы, протекающие в органах и тканях, опосредуется внутриклеточными посредниками, передающими влияние гормона на определенные внутриклеточные структуры. Кроме того, гормоны способны активировать гены и таким образом влиять на синтез внутриклеточных белков, участвующих в специфической функции клеток.

На основании функциональных критериев различают три группы гормонов: 1) Гормоны, которые оказывают влияние непосредственно на орган-мишень - эти гормоны носят название эффекторных; 2) Гормоны, основной функцией которых является регуляция синтеза и выделения эффекторных гормонов - эти гормоны называют тропными, или гландотропными (т.е. оказывающими тропное действие на железы). Примером может служить тиреотропный гормон; 3) Гормоны, выделяемые нервными клетками в гипоталамусе - эти гормоны регулируют синтез и выделение гормонов аденогипофиза. Такие гормоны называются рилизинг-гормонами или, если они обладают противоположным действием, ингибирующими-гормонами.

С химической точки зрения все гормоны являются органическими соединениями и могут быть разделены на две основные группы. К одной относятся гормоны, представляющие собой белки или полипептиды, - пептидные гормоны (например гормоны щитовидной железы, поджелудочной железы); к другой - стероидные гормоны (гормоны коры надпочечников и половые).

Остановимся на некоторых гормонах гипофиза

Соматотропин, или гормон роста, обусловливает рост костей в длину, ускоряет процессы обмена веществ, что приводит к усилению роста, увеличению массы тела. Недостаток этого гормона проявляется в малорослости, задержке полового созревания. Избыток гормонов роста в детском возрасте ведет к гигиантизму.

Адренокортикотропный гормон (АКТГ) оказывает влияние на деятельность коры надпочечников. Увеличение АКТГ приводит к нарушению обмена веществ, увеличению количества сахара в крови.

Гонадотропные гормоны стимулируют рост и созревание фолликулов в яичниках, активируют сперматогенез. Под влиянием лютропина у женщин происходит овуляция и образование желтого тела; у мужчин он стимулирует выработку тестостерона.

Меланоморфный гормон регулирует окраску кожного покрова.

Антидиуретический гормон усиливает обратное всасывание воды из первичной мочи, а также влияет на солевой состав крови.

Остальные гормоны других желез внутренней секреции описаны хорошо в учебниках.

Половое созревание

Половые гормоны вырабатываются половыми железами, которые относятся к числу смешанных.

Истинным мужским половым гормоном является тестостерон и его производное - альдостерон. Они обусловливают развитие полового аппарата и рост половых органов, развитие вторичных половых признаков.

Женские половые гормоны - эстрогены вырабатываются в яичниках. Они оказывают влияние на развитие половых органов, выработку яйцеклеток, обусловливают подготовку яйцеклеток к оплодотворению, матки - к беременности, молочных желез - к кормлению.

Период ускоренного полового развития и достижение половой зрелости называется периодом полового созревания. Этот период приходится в основном на подростковый возраст. Половое созревание девочек на 1-2 года опережает половое созревание мальчиков, имеется и значительный индивидуальный разброс в сроках и темпах полового созревания.

В период полового созревания происходят глубокие изменения организма. Изменяются взаимоотношения эндокринных желез, и прежде всего гипоталамо-гипофизарной системы. Активируются структуры гипоталамуса, нейросекреты которых стимулируют выделение тропных гормонов гипофиза.

Половое созревание не плавный процесс, в нем выделяют определенные стадии, каждая из которых характеризуется спецификой функционирования желез внутренней секреции и соответственно всего организма в целом. Стадии определяются по совокупности первичных и вторичных половых признаков. Как у мальчиков, так и у девочек выделяют пять стадий полового созревания.

I стадия - предпубертат (период, непосредственно предшествующий половому созреванию). Характеризуется отсутствием половых признаков.

II стадия - начало пубертата. У мальчиков небольшое увеличение размеров яичек. Минимальное оволосение на лобке. Волосы редкие и прямые. У девочек набухание грудных желез. Небольшое оволосение вдоль половых губ. На этой стадии резко активизируется гипофиз, увеличиваются его гонадотропная и соматотропная функции. Усиление секреции соматотропного гормона на этой стадии больше выражено у девочек, что определяет усиление у них ростовых процессов. Усиливается выделение половых гормонов, активизируется функция надпочечников.

III стадия - пубертат - у мальчиков отмечается дальнейшее увеличение яичек, начало увеличения полового члена, в основном в длину. Волосы на лобке становятся темнее, грубее, начинают распространяться на лонное сочленение. У девочек дальнейшее развитие молочных желез, оволосение распространяется по направлению к лобку. Происходит дальнейшее увеличение содержания в крови гонадотропных гормонов. Активизируется функция половых желез. У мальчиков усиленная секреция соматотропина определяет ускоренный рост.

IY стадия - у мальчиков увеличивается в ширину половой член, изменяется голос, появляются юношеские угри, начинается оволосение лица, подмышечное и лобковое оволосение. У девочек интенсивно развиваются молочные железы, оволосение по взрослому типу, но менее распространенное.

На этой стадии усиленно выделяются андрогены и эстрогены. У мальчиков сохраняется высокий уровень соматотропина, определяющий значительную скорость роста. У девочек содержание соматотропина снижается и скорость резко падает.

Y стадия - у мальчиков окончательно развиваются половые органы и вторичные половые признаки. У девочек молочные железы и половое оволосение соответствуют таковым взрослой женщины. На этой стадии у девочек стабилизируются менструации. Появление менструации свидетельствует о начале половой зрелости - яичники уже продуцируют готовые к оплодотворению созревшие яйцеклетки.

Менструация в среднем продолжается от 2 до 5 дней. Если менструации установились, то они повторяются примерно через каждые 24-28 дней. Цикл считается нормальным, когда менструации наступают через одинаковые промежутки времени, длятся одинаковое число дней с одинаковой интенсивностью. Вначале менструации могут продолжаться 7-8 дней, исчезать на несколько месяцев, на год и больше. Лишь постепенно устанавливается регулярный цикл. У мальчиков на этой стадии полного развития достигает сперматогенез.

У мальчиков в период полового созревания может происходить непроизвольное извержение семени - поллюция. Чаще всего поллюция происходит во сне. Появление первой поллюции свидетельствует о том, что у мальчика начали вырабатываться сперматозоиды. Смешиваясь с выделениями семенных пузырьков и предстательной железы, они в виде семени накапливаются в половых путях и естественным путем после напряжения полового члена удаляются в виде ночных непроизвольных извержений.

Первая поллюция происходит приблизительно в 15-16 лет. С этого времени поллюции могут быть даже у взрослого мужчины при длительном половом воздержании.

Ночное выделение семени - явление нормальное, физиологическое. Оно наблюдается у каждого юноши или мужчины, который не живет половой жизнью. После них не бывает никаких расстройств.

Поллюции возникают обычно 1-3 раза в месяц, но могут быть и реже. В среднем поллюции появляются с перерывами от 10 до 60 дней.

Посредством поллюций организм освобождается от избытка семенной жидкости и полового напряжения. Это весьма целесообразная и естественная реакция организма, создающая физиологические условия для полового воздержания.

В период полового созревания, особенно на II-III стадии, когда резко перестраивается функция гипоталамо-гипофизарной системы все физиологические процессы претерпевают значительные изменения.

За интенсивным ростом костного скелета и мышечной системы у подростков не всегда поспевает развитие внутренних органов. Сердце опережает в росте кровеносные сосуды, вследствие чего кровяное давление повышается и затрудняет прежде всего работу самого сердца. В то же время бурная перестройка всего организма, происходящая в период полового созревания, в свою очередь, предъявляет повышенные требования к сердцу. А недостаточная работа сердца ("юношеское сердце") приводит нередко к головокружениям, посинению и похолоданию конечностей у мальчиков и девочек. Отсюда и головные боли, и быстрая утомляемость, и периодические приступы вялости. С окончанием полового созревания эти нарушения обычно исчезают бесследно.

Существенные изменения на этом этапе претерпевает ЦНС. Изменяется эмоциональная сфера. В этот период наблюдается снижение работоспособности, невротические реакции, раздражимость, плаксивость (особенно у девочек в период менструации).

В период полового созревания формируется личность подростка, возникает чувство взросления, изменяются отношения к представителям противоположного пола.

Необходимо иметь в виду, что биологическую половую зрелость нельзя отождествлять с социальной зрелостью. Хотя при наступлении менструации девушка может забеременеть, ее организм еще не готов к нормальной половой жизни. В равной мере это относится и к мальчикам, подросткам, у которых в семенной жидкости могут быть зрелые сперматозоиды. Половое созревание мальчиков-подростков даже в физиологическом плане происходит в течение всего юношеского возраста. Социальной половой зрелостью можно считать только тот возраст, когда завершается формирование личности и наступает духовная и гражданская зрелость.



Сердечно-сосудистая система. Кроветворные органы. Лимфатическая система. Возрастные особенности

Вегетативные функции развивающегося организма

Взаимосвязь организма со средой осуществляется через его функции. Функции - это проявления жизнедеятельности клетки, органа, системы органов или целостного организма, имеющие приспособительное значение.

Все функции организма делятся на две группы: 1) анимальные, или соматические и 2) вегетативные, или автономные.

К вегетативным функциям относятся функции, непосредственно связанные с обменом веществ и энергии (кровообращение, дыхание, пищеварение, выделение), а также внутренняя секреция, рост и размножение. Соматические функции: сенсорные функции ЦНС и двигательные функции скелетных мышц.

Регуляция вегетативных функций и поведенческих реакций обеспечивает сохранение постоянства состава и свойств крови, тканевой жидкости, лимфы, т.е. внутренней среды клеток организма. Это постоянство внутренней среды определено Кенноном (1929) как гомеостаз.

Можно выделить более постоянные (жесткие) и менее постоянные (пластичные) константы гомеостаза. К первым относятся: pH, осмотическое и онкотическое давление, концентрация некоторых электролитов, глюкозы, белков в плазме крови, температура тела, напряжение кислорода и углекислого газа в крови. Ко вторым - уровень артериального давления, объем внеклеточной воды, концентрации питательных веществ и форменных элементов крови.

В организме как в кибернетической, саморегулирующейся системе, сохранение гомеостаза обеспечивается регуляцией системы по типу "рассогласования" (саморегуляция по выходу) и по принципу "возмущения" (саморегуляция по входу).

В гомеостатической системе, использующей в регуляции своих параметров принцип рассогласования, функционирует аппарат обратных связей, через который с выхода системы на ее вход постоянно поступает информация о состоянии регулируемого параметра, о возникающих отклонениях от заданного уровня. За счет регуляторных механизмов эти отклонения могут устраняться или усиливаться.

Регуляция гомеостаза в живом организме осуществляется по иерархическому принципу. Местные, локальные системы регулирования поддерживают те или иные параметры гомеостаза автономно. Баланс, согласование отдельных констант гомеостаза между собой и определение их параметров для конкретных условий жизнедеятельности, перевод системы на новый уровень функционирования обеспечивается централизованными механизмами управления. Взаимодействие автономных и централизованных принципов управления обеспечивает, с одной стороны - высокую степень постоянства внутренней среды, а с другой - перевод гомеостатических констант на новый уровень в соответствии с изменившимися условиями жизнедеятельности организма и обеспечивают ему не только выживаемость, но и активное поведение во внешней среде, имеющей довольно значительные пределы: температуры, газового состава, содержания питательных веществ, солей и воды.

Кровь. Возрастные особенности крови

Кровь - жидкая ткань - часть внутренней среды организма: состоит из плазмы и форменных элементов: эритроцитов, лейкоцитов и тромбоцитов. Различают следующие функции крови: 1) Дыхательная; 2) Транспортная; 3) Защитная; 4) Терморегуляторная.

Количество крови в организме человека меняется с возрастом. У детей крови относительно массы тела больше, чем у взрослых. У новорожденных кровь составляет 14,7% массы, у детей 1 года - 10,9%, у детей 14 лет - 7%.

В состав плазмы входят вода (около 90%), органические вещества (белки, жиры, углеводы и т.д.) и неорганические вещества (минеральные соли).

У здоровых людей соотношение между плазмой и форменными элементами колеблется незначительно (55% плазмы и 45% форменных элементов). У детей раннего возраста процентное содержание форменных элементов несколько выше.

К форменным элементам крови относят красные кровяные тельца (эритроциты), белые кровяные тельца (лейкоциты) и кровяные пластинки (тромбоциты).

Осуществление эритроцитами дыхательной функции связано с наличием в них особого вещества - гемоглобина, являющегося переносчиком кислорода. Содержание эритроцитов в 1 куб. мм крови меняется с возрастом. В крови новорожденных количество эритроцитов может превышать 7 млн. в 1 куб.мм (у взрослых их 4,5-5 млн. в 1 куб.мм), кровь новорожденных характеризуется высоким содержанием гемоглобина, свыше 100% (у взрослых - 60-80%). К 5-6 дню жизни эти показатели снижаются. Затем к 3-4 годам количество гемоглобина и эритроцитов несколько увеличивается, в 6-7 лет отмечается замедление, с 8-летнего возраста вновь нарастает их число.

Важнейшей функцией лейкоцитов является защита от попадающих в кровь микроорганизмов и токсинов. Явление поглощения микроорганизмов лейкоцитами называется фагоцитозом.

По форме, строению и функции различают разные типы лейкоцитов: лимфоциты, моноциты, нейтрофилы.

Количество лейкоцитов и их соотношение изменяются с возрастом. У новорожденного лейкоцитов значительно больше, чем у взрослого человека ( до 20 тыс. в 1 куб.мм крови). В первые сутки число лейкоцитов возрастает (происходит рассасывание продуктов распада тканей ребенка, тканевых кровоизлияний, возможных во время родов) до 30 тыс. Начиная со вторых суток жизни число лейкоцитов снижается и к 7-12 дню достигает 10-12 тыс. Такое количество лейкоцитов сохраняется до года, после чего оно снижается и к 13-15 годам достигает величин взрослого человека (4000-9000).

Основная функция тромбоцитов связана с их участием в свертывании крови. При ранении кровеносных сосудов тромбоциты разрушаются. При этом из них выходят в плазму вещества, необходимые для формирования кровяного сгустка - тромба.

Свертывание крови у детей в первые дни после рождения замедленно, особенно это заметно на 2-й день жизни ребенка. С 3-го по 7-й день жизни свертывание крови ускоряется и приближается к норме взрослых.

3. Кровообращение. Круги кровообращения. Возрастные особенности кровообращения.

Кровь не могла бы выполнять свои жизненно важные функции, если бы она не приводилась в движение непрерывной работой сердца и не была бы заключена в сосудистое русло. Сердце и сосуды образуют сердечно-сосудистую систему, или систему кровообращения.

Сосудистая система состоит из двух кругов кровообращения: большого и малого.

Большой круг кровообращения начинается от левого желудочка сердца, откуда кровь поступает в аорту. Из аорты путь артериальной крови продолжается по артериям, которые по мере удаления от сердца ветвятся и самые мелкие из них распадаются на капилляры, которые густой сетью пронизывают весь организм. Через тонкие стенки капилляров кровь отдает питательные вещества и кислород в тканевую жидкость, а продукты жизнедеятельности клеток из тканевой жидкости поступают в кровь. Из капилляров кровь поступает в мелкие вены, которые, сливаясь, образуют более крупные вены и впадают в верхнюю и нижнюю полые вены. Верхняя и нижняя полые вены приносят венозную кровь в правое предсердие, где заканчивается большой круг кровообращения.

Малый круг кровообращения начинается от правого желудочка сердца легочной артерией. Венозная кровь по легочной артерии приносится к капиллярам легких. В легких происходит обмен газов между венозной кровью капилляров и воздухом в альвеолах легких. От легких по четырем легочным венам уже артериальная кровь возвращается в левое предсердие. В левом предсердии заканчивается малый круг кровообращения. Из левого предсердия кровь попадает в левый желудочек, откуда начинается большой круг кровообращения.

Сердце - центральное звено системы кровообращения. Структурную основу сердца составляет сердечная мышца - миокард. Важнейшими свойствами сердечной мышцы являются возбудимость, сократимость и проводимость.

В деятельности сердца различаются три фазы: первая связана с сокращением предсердий, она протекает в течение 0,1 с, затем в течение 0,33 с сокращаются желудочки сердца. Фазу сокращения отделов сердца называют систолой сердца. Вслед за систолой предсердий и желудочков наступает их ритмическое и последовательное расслабление, называемое диастолой сердца. Фазу совместного, одновременного расслабления предсердий и желудочков называют паузой сердца, она продолжается около 0,4 с. В течение диастолы и паузы сердечной мышце предоставляется "отдых", вслед за которым начинается новый цикл. В целом сердечный цикл длится около 0,8 с.

В покое в течение 1 мин сердце успевает сократиться около 60-80 раз. Количество крови, выбрасываемое желудочком за одно сокращение, называют ударным, или систолическим объемом. Количество крови, выбрасываемое сердцем в мин, называют минутным объемом. Количество сердечных сокращений за 1 мин называют частотой сердечных сокращений (ЧСС). ЧСС, систолический, минутный и резервный объемы крови являются важнейшими функциональными показателями деятельности сердца.

Переменное давление, под которым кровь находится в кровеносном сосуде, называют кровяным давлением. Величина давления зависит от работы сердца, количества крови, поступающей в сосудистую систему, интенсивности ее оттока на периферию, сопротивления стенок сосудов, вязкости крови, эластичности сосудов.

Кровяное давление в кровеносной системе меняется. Во время систолы желудочков кровь с силой выбрасывается в аорту, давление при этом наибольшее. Это наивысшее давление называют систолическим или максимальным. В фазе диастолы (расслабления) сердца артериальное давление понижается и становится диастолическим или минимальным. Разность между систолическим и диастолическим давлением называют пульсовым давлением. Чем меньше пульсовое давление, тем меньше поступает крови из желудочка в аорту во время систолы.

В регуляции кровообращения можно выделить три механизма регуляции: местный, гуморальный и нервный.

Местная регуляция кровообращения осуществляется в интересах функции данного органа. Организация кровеносного русла в каждом органе, особенности местной регуляции процессов микроциркуляции наилучшим образом приспособлены к его метаболизму и функции. Гуморальная и нервная регуляции, как правило, осуществляются в интересах целостного организма, и их относят к общим или системным механизмам регуляции кровообращения. Цель системной регуляции - поддержать необходимый градиент кровяного давления и эффективный кровоток во всем организме, сделать их независимыми от изменений регионарного кровообращения.

Возрастные особенности системы кровообращения

У новорожденного сердце шаровидной формы и расположено значительно выше, чем у взрослого. Различия по этим показателям ликвидируются только к 10-летнему возрасту.

Функциональные различия в ССС детей сохраняются до 12 лет. ЧСС у детей больше, чем у взрослых, что связано с преобладанием у них тонуса симпатических центров. В процессе постнатального развития тоническое влияние на сердце блуждающего нерва постепенно усиливается. Заметное влияние блуждающий нерв начинает оказывать с 2-4 лет, а в младшем школьном возрасте его влияние приближается к уровню взрослого. ЧСС у детей более подвержена влиянию внешних факторов. Кровяное давление у детей ниже, чем у взрослых, а скорость кровообращения выше. Ударный объем у них значительно меньше, чем у взрослых. С возрастом увеличивается минутный и резервный объем крови, что обеспечивает сердцу возрастающие адаптационные возможности к физическим нагрузкам

Опорно-двигательный аппарат. Костно-мышечная система. Возрастные особенности

Внутренние органы. Дыхательная система. Физиология органов пищеварения и выделения. Возрастные изменения, гигиенические требования к учебно-воспитательной работе. Школьная и личная гигиена.

1. Функция дыхания направлена на поддержание оптимального снабжения тканей кислородом и удаление из организма углекислого газа. Дыхание имеет жизненно важное значение, так как окислительные процессы в организме совершаются непрерывно, а внутренних резервов кислорода в организме практически нет.

Условно в дыхании выделяют три основных процесса: 1) обмен газов между окружающей средой и легкими (внешнее дыхание); 2) обмен газов в легких между альвеолярным воздухом и кровью; 3) обмен газов между кровью и межтканевой жидкостью (тканевое дыхание).

Органы дыхания объединяются в единую систему органов. Различают дыхательные пути, по которым вдыхаемый и выдыхаемый воздух циркулирует в легкие и из легких, и дыхательную часть (легкие), где происходит газообмен между кровью и воздухом.

Дыхательные пути образуются носовой полостью, глоткой, гортанью, трахеей и бронхами. Дыхательная часть органов дыхания - легкие.

В основе циркуляции воздуха через дыхательные пути и легкие лежат ритмические дыхательные движения, обеспечиваемые сокращением и расслаблением межреберных дыхательных мышц и диафрагмы и состоящие из двух фаз: вдоха и выдоха.

При вдохе происходит сокращение дыхательных мышц и диафрагмы, увеличение объема грудной полости и соответственно увеличение объема легких. В результате давление в легких становится меньше атмосферного и воздух устремляется в легкие.

Механизм выдоха, осуществляемый в покое, протекает пассивно. При расслаблении дыхательных мышц происходит уменьшение объема грудной клетки и легких, и воздух выходит наружу.

Обычно в состоянии относительного покоя при каждом вдохе поступает около 500 мл воздуха и столько же выходит наружу. Этот объем воздуха называют дыхательным объемом. Однако после спокойного вдоха и выдоха в легких еще остается значительное количество воздуха, которое называется резервным объемом вдоха и выдоха. Сумма дыхательного объема и резервного объема вдоха и выдоха составляет жизненную емкость легких. В среднем у взрослого человека она равна 3500 мл.

Количество воздуха, вдыхаемого и выдыхаемого в течение 1 мин, называют минутным объемом дыхания (МОД). В покое МОД колеблется от 7 до 10 л.

Для функции дыхания характерна большая подвижность, изменчивость. Это сказывается в довольно широком диапазоне индивидуальных колебаний частоты и глубины дыхания, а также в чрезвычайной чувствительности дыхания к малейшим изменениям внешней и внутренней среды.

Приспособление дыхания к потребностям организма и называется регуляцией дыхания . Регуляция дыхания проявляется в регуляции легочной вентиляции, а также в регуляции состояния гладкой мускулатуры бронхиального дерева. При возбуждении симпатических нервов гладкие мышцы бронхов расслабляются. Возбуждение блуждающих нервов вызывает спазм бронхов. Регуляция состояния бронхиальных мышц может быть рефлекторной (с хеморецепторов сосудов, с механорецепторов дыхательных путей) и гуморальной (воздействие гуморальных агентов на гладкие мышцы бронхов). Она направлена на изменение сопротивления дыхания.

Возрастные особенности системы дыхания. В процессе онтогенеза значительно увеличивается масса и объем легких. Легкие менее эластичны и более полнокровны. В результате у детей легче происходит патологическое повреждение органов дыхания.

Чем моложе ребенок, тем дыхание его чаще. Глубина дыхания у детей раннего возраста в 8-10 раз меньше. Глубина дыхания и легочная вентиляция у мальчиков больше, чем у девочек.

Значительно изменяется с возрастом ЖЕЛ, достигая к 16-17 годам функционального уровня взрослого человека.

Газовый состав альвеолярного и выдыхаемого воздуха у детей отличается большим содержанием кислорода и меньшим - диоксида углерода, т.е. процент используемого кислорода у детей значительно меньше.

Гигиенические требования к воздушной среде учебных помещений.

Во время пребывания детей в учебных помещениях меняются химический состав и свойства воздуха: нарастает количество углекислого газа, водяных паров, тяжелых ионов, заметно повышается температура, запыленность и бактериальная загрязненность, появляются органические примеси. Изменение химического состава обусловлено тем, что выдыхаемый воздух существенно отличается от атмосферного.

Основным источником микрофлоры в помещениях является флора носоглотки и пыль. Исследования, проведенные в школах, показывают, что количество колоний в 1 куб.м воздуха от начала учебного дня к концу второй смены возрастает в 6-7 раз. Наиболее эффективный путь борьбы с ним - санация носоглотки детей и борьба с пылью, включающая ряд мероприятий по благоустройству и санитарному озеленению здания и участка и личной гигиене.

Необходимый объем воздуха на одного ребенка старшего возраста составляет 20 м3.

Приток воздуха в школе осуществляется через фрамуги, створки окон. Для достаточной аэрации помещений отношение площади сечения фрамуг к площади пола должно быть не менее 1:50.

Практика эксплуатации школ показала, что широкая аэрация помещений в присутствии детей может проводиться только в теплое и переходное время года. Установлено, что аэрация классов в присутствии учащихся невозможна при температуре наружного воздуха 0-5 град.С, так как на 2-3 минуте температура воздуха у парт, расположенных у наружной стены, снижается на 6 гард. С, появляются жалобы на охлаждение.

В СПиП предусмотрена вентиляция учебных помещений организованным притоком подогретого наружного воздуха не менее 16 м3/ч на одного учащегося.

Несмотря на значительные колебания тепловых условий внешней среды, организм находится в состоянии теплового равновесия благодаря механизмам терморегуляции. Нормальными тепловыми условиями можно считать такие, при которых организм находится в состоянии теплового равновесия без резкого напряжения терморегуляции.

Относительная влажность в помещениях детских учреждений должна быть в пределах 40-55%, скорость движения воздуха - не более 0,2 м/с. Температура воздуха в помещениях школы должна быть в зависимости от проживания в различных климатических районах в пределах +17-21 град.С.

Опорно-двигательный аппарат у детей и подростков

Осанка. Привычное положение тела человека во время ходьбы, стояния, сидения и работы называют осанкой. Правильная осанка характеризуется нормальным положением позвоночника с его умеренными естественными изгибами вперед в области шейных и поясничных позвонков, симметричным расположением плеч и лопаток, прямым держанием головы, прямыми ногами без уплощения стоп. При правильной осанке наблюдается оптимальное функционирование системы органов движения, правильное размещение внутренних органов и положение центра тяжести.

Целый ряд причин -- нерациональный режим, различные заболевания, приводящие к ослаблению связочно-мышечного аппарата и организма в целом, а также неудовлетворительно поставлен¬ное физическое воспитание и недостаточное внимание взрослых к воспитанию у детей навыка правильной осанки -- приводят к возникновению и развитию значительных нарушений телосложения. Эти нарушения в виде увеличения естественных изгибов позвоночника и появления боковых искривлений, крыловидных лопаток, асимметрии плечевого пояса, уплощения грудной клетки не только обезображивают форму тела, но затрудняют работу внутренних органов (сердца, легких, желудочно-кишечного тракта), ухудшают обмен веществ и снижают работоспособность, а у подростков и взрослых -- производительность труда.

Например, при сколиозах (боковых искривлениях позвоночника) диагностированы изменения работы, как правого, так и левого желудочков сердца. Выражена асинхронность в их деятельности, и со временем возникают тяжелые нарушения в работе сердца. Подростки (учащиеся ПТУ, слесари, токари, фрезеровщики) со сколиотическими изменениями осанки выполняют производственные нормы с большой затратой сил и значительным утомлением организма. При начальных же формах сколиоза подростки указанных специальностей вообще не выполняют производственные нормы вследствие чрезвычайно быстрого утомления организма, выражающегося в учащении пульса, снижении насыщения крови кислородом, нарастании частоты и длительности произвольных перерывов; особенно страдает работоспособность таких подростков при работе во вторую смену.

Искривления позвоночника у девочек, возникающие в период роста костей, часто изменяют форму таза, суживая его в продольном и поперечном направлениях, что впоследствии может привести к осложнению родов.

Ослабленные дети часто имеют нарушение осанки и искривления позвоночника. Большинство из них еще в раннем возрасте переносят многие детские инфекционные болезни, болеют рахитом, следы которого остаются на скелете в виде деформаций грудной клетки, искривлений ног, плоских стоп. Заболевания часто усугубляют формирование неправильной осанки и развитие деформаций позвоночника. Прежде всего, следует отметить близорукость и косоглазие, гипотонию мышц, пороки развития позвоночника, заболевания легких и сердца. Небезызвестно, что близорукости часто сопутствует кифоз, по причине выработавшейся привычки держать голову и шейно-грудной отдел позвоночника наклоненными вперед. Слабость мышц, связанная с рахитом, ревматотоксикозом, при закрепившейся привычке неправильно держать голову, корпус, плечи и тазовый пояс способствует развитию неправильной осанки и образованию деформаций.

При отсутствии внимания со стороны учителей и родителей дефекты осанки, возникшие у детей еще в дошкольном возрасте, в период школьной жизни существенно прогрессируют. Особенно быстрое прогрессирование деформаций возможно в препубертатный и пубертатный периоды.

Осанка в основном формируется в 6--7 лет. Равно как и другие навыки, поддержание правильной позы во время ходьбы, выполнения работ стоя или при ответах у доски, а также в период многочасовых учебных занятий за партой или дома за письменным столом требует систематичности и повторяемости. Образование и закрепление двигательных навыков, формирующих осанку детей, происходит постепенно и длительно с раннего возраста. Предпосылками нарушения осанки может стать то, что ребенка рано усаживают, обкладывая подушками, неправильно носят на руках преждевременно (минуя стадию ползания) начинают учить ходить, во время прогулок постоянно держат за руку.

В дошкольные годы нарушению осанки способствуют уплощение стоп, неправильная поза во время рисования, выполнения работ на земельном участке с использованием инвентаря, не отвечающего своими размерами возрастным особенностям детей.

С самого начала обучения в школе к этим отрицательным моментам могут присоединиться и другие: резкое ограничение двигательной активности (почти на 50% по сравнению с дошкольным периодом воспитания), увеличение статической нагрузки, связанной с вынужденной рабочей позой (сидя или стоя), ношение а одной руке портфеля с тяжелыми книгами и тетрадями. Нарушению осанки способствуют усвоенные привычки: сидеть горбясь (кифозируя позвоночник) или горбясь и искривляя позвоночник в бок (кифосколиозируя) в его поясничном и грудном отделах; стоять с упором на одну ногу (что также может вызвать боковое

Рис. 30. Виды осанки: а -- нормальная; б--выпрямленная; в -- кифотическая; е -- лордотическая; д -- сутуловатая; е -- сколиотическая

искривление позвоночника); ходить с наклоненной вниз головой, опущенными и сведенными вперед плечами.

Нарушениям осанки и искривлениям позвоночника может способствовать неправильная организация ночного сна детей и подростков: узкая, короткая кровать, мягкие перины, высокие подушки. Привычка спать на одном боку, свернувшись «калачиком», согнув тело и поджав ноги к животу, влечет нарушение кровообращения и нормального положения позвоночника.

Отрицательно сказывается на состоянии осанки и внутренних органов перетягивание живота в верхней его части тугими резинками и поясами. Этим вызываются изменения во внутренних органах брюшной полости, нарушается правильное, глубокое дыхание, координированное движение многих мышц, поддерживающих позвоночник и препятствующих его деформации.

Легко воспитывается и закрепляется у школьников навык правильной осанки, если одновременно с общеукрепляющими организм оздоровительными мерами (рациональный распорядок дня, гигиенически полноценный сон, питание и закаливание) учащиеся ежедневно выполняют разнообразные физические упражнения, если трудовое обучение, общественно полезный, производительный труд организованы с учетом возрастно-половых особенностей детей и подростков, а учебные и неучебные занятия проходят в школе и во внешкольных учреждениях в условиях, отвечающих требованиям гигиены.

Нарушения осанки в переднезаднем направлении проявляются в увеличении или уменьшении естественных изгибов позвоночника, в отклонениях от правильного положения плечевого пояса, туловища, головы. Наиболее частыми нарушениями осанки являются плоская спина, круглая, кругловогнутая (рис. 30).

Плоскостопие. Деформация, заключающаяся в частичном или полном опущении продольного или поперечного свода стопы, часто обеих, называется плоскостопием. Это довольно частое нарушение опорно-двигательного аппарата у детей и подростков. Оно сопровождается жалобами детей и подростков на боль в ногах при ходьбе, быструю утомляемость, особенно во время длительных прогулок, экскурсий и походов.

У нормальной стопы с высоким сводом опорная поверхность занимает не более 7 поперечника стопы. Если опорная поверхность занимает 50--60% поперечника стопы -- стопа уплощенная. При плоскостопии стопа соприкасается с полом (землей) почти всеми своими точками и след лишен внутренней выемки (рис. 31).

Плоскостопие чаще бывает приобретенным и значительно реже -- врожденным. Приобретенное плоскостопие может быть статическим, травматическим и паралитическим. Статическое плоскостопие развивается у детей постепенно в результате несоответствия нагрузки на связки, мышцы и кости гигиеническим требованиям (избыточная масса тела, ношение чрезмерных для возраста тяжестей, ношение валяной обуви и обуви на твердой, лишенной эластичности подошве, а также обуви без каблука). Часто причиной развития у детей статического плоскостопия является рахит. Травматическое плоскостопие развивается после повреждения стопы, голеностопного сустава, лодыжек. Паралитическое плоскостопие наблюдается в связи с заболеваниями нервной системы, чаще всего это последствие детского паралича.

Профилактика плоскостопия зависит от воспитания правильной походки. Необходимо, чтобы носки при ходьбе и стоянии смотрели прямо вперед, нагрузка приходилась на пятку, первый и пятый пальцы, а внутренний свод не опускался.

Для укрепления мышц, поддерживающих свод стопы, рекомендуется ходьба босиком по неровной, но мягкой (песок, мягкий грунт) поверхности. При ходьбе полезно периодически поджимать и расслаблять пальцы. Профилактически и для коррекции в ежедневную утреннюю гимнастику вводят ряд упражнений (ходьбу на носках, на пятках, на внутренних и внешних краях стоп, подскоки, упражнения с использованием специальных устройств). Подобные же упражнения выполняют на уроках физической культуры и на специальных занятиях корригирующей гимнастикой. Положительное влияние на укрепление свода стопы оказывают игры в волейбол, футбол.

Большое значение имеет ношение обуви, отвечающей гигиеническим требованиям. Она должна точно соответствовать длине и ширине стопы (не жать, но и не быть слишком просторной), иметь широкий носок, чтобы пальцы не сжимались, широкий каблук

Рис. 31. Форма стопы: А -- нормальная; Б-- плоская; В-- различные степени плоскостопия.

1,5--2,0 см и эластичную подошву. Девочкам противопоказано ношение обуви на высоких каблуках (4--5 см), чтобы не нарушалась осанка, не происходило искривление позвоночника и смещение позвонков, изменение правильного положения таза и его размеров.

При плоскостопии, помимо лечебных упражнений, контрастных ножных ванн и массажа, бывает необходимо ношение по указанию врача вкладышей-супинаторов в обычную обувь или изготовление специальной ортопедической обуви.

Всестороннее физическое воспитание детей и подростков, выполнение общеразвивающих и специальных физических упражнений ежедневно дома, на уроках в школе - основа профилактики нарушений опорно-двигательного аппарата, укрепления здоровья.

Всестороннему гармоническому развитию и укреплению здоровья содействует и правильно организованное трудовое обучение, общественно полезный, производительный труд, особенно выполнение работ на открытом воздухе при благоприятных погодных условиях.

Особенности реакций организма на физическую нагрузку в различные возрастные периоды.

Влияние физических нагрузок на организм. Мышечная работа связана со значительными энергетическими затратами, а следовательно, требует увеличения притока кислорода. Это достигается, прежде всего, усилением деятельности органов дыхания и сердечно-сосудистой системы. Увеличиваются частота сердечных сокращений, систолический объем крови (количество крови, выбрасываемое при каждом сокращении) и минутный объем крови. Усиленное кровоснабжение обеспечивает кровью не только мышцы, но и центральную нервную систему, что создает благоприятные условия для ее более интенсивной деятельности. Интенсификация обменных процессов при мышечной работе приводит к необходимости усиленного выделения продуктов обмена, что достигается повышением активности потовых желез, играющих также важную роль в поддержании постоянной температуры тела. Все это свидетельствует о том, что физические нагрузки, требующие усиления мышечной работы, оказывают активизирующее влияние на деятельность физиологических систем. Кроме того, выполнение физических нагрузок оказывает стимулирующее влияние на двигательную систему, приводит к совершенствованию двигательных качеств. Вместе с тем эффективность физических нагрузок и их стимулирующее влияние на организм могут быть достигнуты только при учете возрастных возможностей организма ребенка, и, прежде всего возрастных особенностей опорно-двигательного аппарата, обусловленных степенью его структурно-функциональной зрелости.

В дошкольном возрасте, когда двигательные качества, в особенности выносливость, еще низки, дети не могут долго выполнять динамическую и статическую работу. Способность к выполнению физических нагрузок возрастает к младшему школьному возрасту. Особенно выражено нарастание всех показателей мышечной рабо-тоспособности с 11--12 лет. Так, объем динамической работы (в кгм), выполненной 10-летними школьниками, на 50% больше, чем у 7-летних, а в возрасте 14--15 лет он соответственно больше на 300--400%- Мощность работы с 7 до 11 лет увеличивается всего на 30%, а с 11 до 16 лет -- более чем на 200%. Так же стремительно начиная с 12 лет растет у школьников работоспособность при статических напряжениях. Вместе с тем даже у 15--16-летних по сравнению с 18-летними учащимися мощность работы составляет 66--70%, а у 18-летних объем работы и мощность лишь приближаются к нижней границе этих же показателей у взрослых.

Возрастные особенности мышечной работоспособности, которые проявляются при динамической работе и статических напряжениях, неотделимо связаны с особенностями высшей нервной деятельности и сказываются на процессе тренировки и производительности в единицу времени. Так, тренировка по одному и тому же виду работы требует у 14-летних подростков в 2 раза больше времени, чем у взрослых. Производительность же работы на единицу времени у 14--15-летних составляет 65--70% от производительности взрослого. Время на отдых 15--18-летним школьникам требуется во много раз большее, чем затрачено на работу. Если 20-летнему для отдыха нужно время в 2 раза большее, чем затрачено на работу, то 17-летнему, даже тренированному к физической работе, его требуется в 4 раза больше.

Проявляются определенные различия в мышечной работоспособности учащихся и в связи с их полом. Степень утомляемости при выполнении дозированной динамической мышечной работы у девочек и мальчиков в пределах одной возрастной группы одинакова. Сила же, выносливость и другие показатели мышечной работоспособности у девочек в среднем ниже, чем у мальчиков.

Характерные особенности мышечной работоспособности девочек и девушек сказываются на объеме выполненных, особенно тяжелых работ. Работы средней тяжести и тяжелые выполняются девочками и девушками в меньшем объеме и вызывают более глубокие сдвиги в организме, чем у мальчиков и юношей. Адаптация к одной и той же работе у девочек происходит труднее, а работоспособность снижается быстрее, чём у мальчиков.

Оптимальным для тренирующих влияний физических нагрузок является возраст от 9--10 до 13--14 лет, когда наиболее интенсивно формируются основные звенья двигательной системы и двигательные качества. Большими потенциальными возможностями для совершенствования двигательной системы обладает подростковый возраст. Это подтверждают яркие примеры достижений подростков в таких видах спорта, как художественная и спортивная гимнастика, фигурное катание, а также в балете, танцах, где мы наблюдаем удивительно высокие проявления координации движений. Вместе с тем следует учитывать, что этот возраст характеризуется значительными перестройками в функционировании организма, связанными с половым созреванием. Поэтому для подростков мальчиков и девочек, не занимающихся систематически спортом, надо дозировать нагрузки, связанные с проявлением максимальной силы и выносливости. При учете функциональных возможностей детского организма физические нагрузки оказывают чрезвычайно благоприятные влияния на физическое и умственное развитие ребенка.

Физические упражнения являются эффективным средством совершенствования двигательного аппарата человека. Они лежат в основе любого двигательного навыка и умения. Под влиянием упражнений формируются законченность и устойчивость всех форм двигательной деятельности человека. Физиологический смысл упражнения сводится к образованию динамического стереотипа. В начальный период выполнения упражнения имеет место широко распространенное возбуждение в коре больших полушарий головного мозга. В деятельное состояние вовлекается большое число мышц, движения ученика неловки, суетливы, хаотичны. При этом - сокращаются многочисленные мышечные группы, часто не имеющие никакого отношения к данному двигательному акту. Вследствие этого развивается торможение, снижается мышечная работоспособность.

По мере упражнений широко распространенное корковое возбуждение концентрируется в ограниченной группе мышц, непосредственно связанны; с данным упражнением или двигательным актом, образуется очаг стационарного возбуждения, отчего движения становятся более четкими, свободными, координированными и более экономичными в смысле затрат времени и энергии.

На заключительной стадии образуется устойчивый стереотип, по мере повторения упражнения движения становятся автоматизированными, хорошо координированными, и они выполняются только за счет сопряжения тех групп мышц, которые необходимы для данного двигательного акта.