Книга: Физиология человека. Общая. Спортивная. Возрастная
Назад: Часть III Возрастная физиология
Дальше: 2. Физиологические особенности организма детей дошкольного и младшего школьного возраста и их адаптация к физическим нагрузкам

1. Общие физиологические закономерности роста и развития организма человека

Рациональное физическое воспитание и спортивное совершенствование возможны лишь при учете возрастных особенностей развития человека. В течение жизни организм претерпевает ряд закономерных морфологических, функциональных и биохимических изменений, которые носят неравномерный и неодновременный характер. Периоды ускоренного роста и развития чередуются с этапами замедления и относительной стабилизации. В процессе развития организма одни функции формируются раньше, другие – позднее, однако это не свидетельствует о неполноценности растущего организма. Здоровый организм человека на каждом этапе своего развития является гармонически целым и совершенным.

1.1. Периодизация и гетерохронность развития

Под развитием понимают три основных процесса:
1) рост – увеличение числа клеток (в костях, легких и других органах) или увеличение размеров клеток (в мышцах и нервной ткани), т. е. количественный процесс;
2) дифференцирование органов и тканей;
3) формообразование, т. е. качественные изменения.
Эти процессы тесно взаимосвязаны. Например, ускоренный рост тела замедляет процессы формообразования, дифференцирования тканей, развитие вторичных половых признаков, а усиленные процессы полового развития замедляют рост тела, нарастание мышечной массы.
Весь жизненный цикл (после рождения человека) делится на отдельные возрастные периоды, т. е. отрезки времени онтогенеза, каждый из которых характеризуется своими специфическими особенностями организма – функциональными, биохимическими, морфологическими и психологическими.
Возрастная периодизация основана на комплексе признаков: размеры тела и отдельных органов, их масса, окостенение скелета (костный возраст), прорезывание зубов (зубной возраст), развитие желез внутренней секреции, степень полового созревания (баллы полового развития), развитие мышечной силы и пр.
С учетом количественных и качественных изменений в организме различают следующие возрастные периоды: 1-10 дней – новорожденный; 10 дней – 1 год – грудной возраст; 1–3 года – раннее детство; 4–7 лет – первое детство; 8-12 лет (мальчики) и 8-11 лет (девочки) – второе детство; 13–16 лет (мальчики) и 12–15 лет (девочки) – подростки; 17–21 год (юноши) и 16–20 лет (девушки) – юношеский; 22–35 лет – первый зрелый; 35–60 лет (мужчины) и 35–55 лет (женщины) – второй зрелый; 60–74 года – пожилой; 75–90 лет – старческий; 90 лет и более – долгожители,
В школьном обучении выделяют дошкольный возраст (до 6–7 лет), младший школьный (до 9-10 лет), средний (до 13–14 лет) и старший школьный возраст (до 16–17 лет, а в связи с продлением до 12-летнего срока обучения в школе – до 18–19 лет).
Особо отмечают период полового созревания (так называемый переходный, или пубертатный, период (греч. пубертис «оперение»), выделяя препубертатный период (11–13 лет),
1-ю фазу пубертата – мальчики 13–15 лет и девочки 11–13 лет,
2-ю фазу пубертата – мальчики 15–17 лет и девочки 13–15 лет. В этот период происходит существенная гормональная перестройка в организме, развитие вторичных половых признаков, заметное ухудшение условно-рефлекторной деятельности, двигательных навыков, увеличиваются вегетативные изменения при нагрузках, возрастает утомление, затрудняется речь, отмечается неуравновешенность эмоциональных реакций и поведения. Заметным является пубертатный скачок роста – значительный годовой прирост длины тела – у девочек около 13 лет, у мальчиков – около 14 лет (рис. 46).

 

Рис. 46. Пубертатный скачок роста длины тела у девочек (I) и мальчиков (II)

 

Основными закономерностями возрастного развития являются периодизация и гетерохронность (греч. гетерос. – «другой», хронос – «время»), т. е. неравномерность и разновременность роста и развития.
В ходе онтогенеза наблюдаются определенные периоды формирования отдельных функций и органов, ускорение и замедление их роста. Периоды ускорения развития различных функций не совпадают. Наиболее интенсивный рост длины тела происходит на протяжении первого года жизни и в период полового созревания: в среднем у девочек в 12–13 лет, у мальчиков в 14–15 лет. Речь формируется до 2–3 лет, а речевая регуляция движений с 4–5 лет. В возрасте 6–7 лет начинается смена молочных зубов на постоянные. Основные позы тела осваиваются до одного года, а основной фонд движений закладывается до трех лет. В возрасте 6-12 лет достигается максимальное развитие иммунной ткани в организме. До 8 лет увеличивается длина шага, а с 8–9 лет нарастает темп ходьбы и бега. После 14 лет заметно нарастают масса тела и сердца.
Периодизация в развитии мозга проявляется в более раннем созревании первичных (проекционных) полей коры больших полушарий (до рождения и первые годы после рождения), затем – вторичных полей (зон опознания и осмысления информации) и в наиболее позднем созревании ассоциативных третичных полей (зон афферентного синтеза, прогнозирования и формирования программ поведения). Анатомически (по толщине и занимаемой территории) третичные поля к 7–8 годам созревают лишь на 80 % от размеров взрослого мозга, а функциональное их развитие продолжается вплоть до 18–20 лет и более.
В связи с основными закономерностями возрастной периодизации строится программа обучения детей в школе, нормирование физических и умственных нагрузок, определение размеров мебели, обуви, одежды и пр. Закономерности роста и развития человека учитываются в законодательстве – возможность получить работу, вступить в брак, нести ответственность за проступки, получать пенсию и пр.

1.2. Сенситивные периоды

Переход от одного возрастного периода к другому является переломным этапом развития: организм меняет одно качественное состояние на другое. Скачкообразные моменты развития целого организма, отдельных его органов и тканей называются критическими. Они жестко контролируются генетически. С ними частично совпадают так называемые сенситивные периоды (периоды особой чувствительности), которые возникают на их базе и менее всего контролируются генетически, т. е. являются особенно восприимчивыми к влияниям внешней среды, в том числе педагогическим и тренерским.
Критические периоды переключают организм на новый уровень онтогенеза, создают морфофункциональную основу существования организма в новых условиях жизнедеятельности (например, активация определенных генов обеспечивает возникновение переходного периода у подростков), а сенситивные периоды приспосабливают функционирование организма к этим условиям (оптимизируются перестроечные процессы в различных органах и системах организма, налаживается согласование деятельности различных функциональных систем, обеспечивается адаптация к физическим и умственным нагрузкам на новом уровне существования организма и т. п.). С этим связана высокая чувствительность организма к внешним влияниям в сенситивные периоды развития.
Благоприятные воздействия на организм в сенситивные периоды оптимальным образом содействуют развертыванию наследственных возможностей, превращению врожденных задатков в определенные способности, а неблагоприятные – задерживают их развитие, вызывают перенапряжение функциональных систем, в первую очередь нервной системы, нарушение психического и физического развития.
Тренировочные воздействия в сенситивные периоды наиболее эффективны. Возникает более выраженное развитие физических качеств – силы, быстроты, выносливости и др., наилучшим образом происходят реакции адаптации к физическим нагрузкам, в наибольшей степени развиваются функциональные резервы организма.
Сенситивные периоды для развития различных физических качеств проявляются гетерохронно. Так, например, сенситивный период развития абсолютной мышечной силы наблюдается в 14–17 лет (максимального значения качество силы достигает к возрасту 18–20 лет). Сенситивный период развития различных проявлений качества быстроты (рис. 47) приходится на 11–14 лет (максимальный уровень достигается к 15-летнему возрасту). Примерно этот же период является сенситивным для развития скоростно-силовых возможностей (рис. 48). Для общей выносливости сенситивный период проявляется гораздо позже – в 15–20 лет (максимальное значение – в 20–25 лет). Развитие гибкости особенно бурно происходит с 3–4 до 15 лет, а ловкости – с 7-10 до 13–15 лет. Именно на протяжении сенситивных периодов применяемые средства и методы в физическом воспитании достигают наилучшего тренирующего эффекта. В последующие периоды те же средства и объемы тренировочных нагрузок подобного прироста физических качеств не обеспечивают.

 

Рис. 47. Возрастная динамика показателей в теппинг-тесте (максимально частое движение кистью):
1 – лица мужского пола. 2 – лица женского пола (по: В.К. Бальсевич. 2000)

 

Рис. 48. Возрастная динамика показателя высоты вертикального прыжка с места:
1 – лица мужского пола. 2 – лица женского пола (по: В.К. Бальсевич, 2000)

 

Для человека наиболее важен сенситивный период формирования речи (и соответствующих областей мозга) – до 2-3-х лет жизни. Дети, по воле случая воспитанные среди животных (в стае волков, среди обезьян и др.) и пропустившие этот период, не могут, вернувшись в человеческое общество, адаптироваться к жизни в новых условиях, овладеть речью, необходимыми навыками и даже погибают вследствие этого, не достигнув взрослого состояния.

1.3. Влияние наследственности и окружающей среды на развитие организма

Возрастные показатели роста и развития организма его фенотип являются сплавом врожденных и приобретенных признаков. С одной стороны, они определяются наследственными факторами – генотипом, что необходимо учитывать при спортивном отборе, прогнозировании спортивной одаренности. С другой стороны, развитие организма определяется влияниями внешней среды. Для человека важнейшие влипни я – это воздействия 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), цитогенетическим методом (анализом наследственного материала 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 сохранение на портретах в течение нескольких веков типичного строения лица у владетелей родовых замков – «Габсбургский нос и губа». Изучение этим методом врожденных патологий вскрыло генетическую природу почти 4 тыс. заболеваний. Одним из таких примеров является гемофилия – несвертываемость крови, в результате чего человек может погибнуть от малейшей царапины 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 наследство 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 свидетельствуют десятки тысяч наблюдений, спортивная одаренность не определяется одним геном, а является результатом действия комплекса генов.
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 (г = 0,5), результатов прыжков в длину с места (г = 0,71) и бега на короткую дистанцию -50 ярдов (г = 0,48) корреляция достоверна, но она отсутствует для результатов метания теннисного мяча и гимнастических упражнений. Можно было сделать вывод, что наследуются Лишь определенные двигательные возможности.
Специальные исследования внутрисемейного сходства показали, что для наследования спортивно-важных задатков имеют 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 предпочтение не старшим, а младшим детям, а также учитывая, что у мужчин-спортсменов двигательные способности передаются несомненно по мужской линии, а у женщин-спортсменок, в отличие от этого, – преимущественно по женской линии.
При использовании близнецового метода сравниваются наследственные признаки однояйцевых (монозиготных) близнецов, имеющих практически одинаковую наследственность, и разнояйцевых близнецов (гетерозиготных или дизиготных), в фенотипе 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 крови, их ткани при пересадках не отторгаются, у них не только имеется большое сходство внешности, но и характеров.
Для количественной оценки наследственности часто используют коэффициент Хольцингера (Н), который определяет генетическую долю в общем развитии организма. При Н > 0,7 (70 % и более) доля генетических влияний очень высока (табл. 17).
В результате использования близнецового метода выявлено, что под выраженным генетическим контролем находятся размеры и состав тела, такие функциональные показатели, как время двигательной реакции, чувство ритма, максимальная частота движений, скорость спринтерского бега, абсолютная мышечная сила, гибкость, максимальное потребление кислорода, анаэробные возможности человека и др. Эти показатели меньше всего подвержены изменениям в процессе тренировки, соответственно их учет необходим в процессе спортивного отбора и спортивной ориентации.
Особенно значительны наследственные влияния на умственную работоспособность и на различные показатели электрической активности коры больших полушарий. Отмечают существенный генетический вклад в показатели размеров сердца, формы ЭКГ, величину диастолического давления крови, некоторых параметров крови и другие физиологические величины.
Из физических качеств наиболее зависимыми от врожденных задатков являются качества быстроты и гибкости. Среднее положение занимает качество силы.
Наименее зависимыми от наследственности и соответственно наиболее тренируемыми физическими качествами являются координационные возможности (ловкость) и общая 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. Направленное 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 морфофункциональиые признаки организма человека
(по данным разных авторов)

 

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 нагрузки (что характерно для соревновательной деятельности в спорте).

1.4. Акселерация эпохальная и индивидуальная, биологический и паспортный возраст

Важной особенностью возрастного развития в настоящее время стала акселерация (лат. акселератио – «ускорение»). Различают акселерацию эпохальную и индивидуальную. Под эпохальной акселерацией 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. Употребляют также термин «секулярный тренд» (вековая тенденция). Такое явление наблюдается в разных странах, в различных городах 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 возрасте 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 Америке, Англии, Швеции, Польше) за длительный период времени – с 1800 до 1950 г. Оказалось, что дети этого возраста За каждое десятилетие в среднем увеличивались на 1,5 см в длину и на 0,5 кг массы тела.

 

Рис. 49. Эпохальная акселерация.
Рост юношей 19 лет – швейцарцев и японцев в 1910 и 1962 гг. (по: Т. Ishiko, 1973)

 

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 вторичные 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 роста 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 качества у подростков, особенно у юных спортсменов. Так, мальчики 14–14,5 лет, специально не занимающиеся спортом, прыгали в длину 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 в 1899 г., на 4–5 кг.
По вопросу о причинах эпохальной акселерации нет единого 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 (алиментарная теория), повышенным поступлением в организм витаминов и минеральных солей (нутригенная теория), ростом количества 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 школе 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. Значительно 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; баскетболом – с 6–7 лет.
Однако увлекаться этим нельзя, так как на общем фоне эпохальной акселерации существуют огромные индивидуальные различия в темпах созревания организма. В связи с этим, наряду с понятием эпохальной акселерации как общебиологического явления, существует и понятие об индивидуальной или внутригрупповой акселерации, т. е. явлении ускорения развития отдельных детей и подростков в определенных возрастных группах.
Реальный уровень развития организма человека не всегда соответствует его хронологическому или паспортному возрасту, т. е. количеству прожитых лет. Возникло понятие – биологический возраст, отражающее реальное состояние развития органов и систем организма в онтогенезе.
Биологический возраст определяют по общим размерам тела, темпам прорезывания молочных зубов и их замены на постоянные (зубной возраст), по степени зрелости костной системы (костный возраст) и по показателям развития вторичных половых признаков, выраженность которых оценивается в баллах.
При определении баллов полового развития для мальчиков отмечают степень оволосения лобка (Pubis), оволосения подмышечных впадин (Axillaris), оволосения лица (Facies), увеличение щитовидного хряща гортани – кадыка (Larinx) и изменение тембра голоса (Vox). Для девочек отмечают степень оволосения лобка, развитие волос в подмышечной впадине (Axillaris), развитие молочной железы (Mamma) и становление менструальной функции (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 акселератов (или акселерантов) – детей и подростков с ускоренным развитием, когда биологический возраст опережает паспортный; медиантов – соответствующих паспортному возрасту, и ретардантов – отстающих в развитии от паспортного возраста. В среднем около 13–20 % от общего количества детей, относящихся к данному возрасту, представляют 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 жизненной 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 физических качеств. Они имеют преимущество при занятиях баскетболом, волейболом, теннисом, греблей, плаванием.
Различия биологического и паспортного возраста могут достигать у акселератов 3–5 лет. Например, юные баскетболисты и пловцы 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 отстает от роста тела, что может привести к сердечно-сосудистым заболеваниям. Избыточное выделение гормона роста (соматотропина передней доли гипофиза), обеспечивающее сверхвысокий рост, сопровождается недостаточностью половых гормонов, что требует особого внимания к предъявлению нагрузок гигантам.
Для ретардантов характерно отставание в половом созревании и уменьшение доли жирового компонента тела. Замедленный рост длины и массы тела у детей-ретардантов создают им преимущество в развитии относительной силы и прыгучести. Благодаря меньшему весу и большей гибкости девочки-ретардантки предпочтительны в спортивной гимнастике, акробатике, фигурном катании.
В настоящее время считают, что очень часто рост и развитие у акселератов заканчиваются раньше, а у ретардантов продолжаются значительно дольше. В результате конечная длина тела во взрослом состоянии у ретардантов может оказаться больше, чем у акселератов.
Более медленное созревание мозга также приводит к лучшему его развитию и более высоким умственным способностям. Показано, что у спортсменов сердце растет медленнее и достигает большего объема и большей мощности сердечной мышцы, чем у нетренированных сверстников.
Имеются отдельные сообщения, что в последние десятилетия (с 1980-х годов) явления эпохальной акселерации несколько менее выражены.
Назад: Часть III Возрастная физиология
Дальше: 2. Физиологические особенности организма детей дошкольного и младшего школьного возраста и их адаптация к физическим нагрузкам

Антон
Перезвоните мне пожалуйста по номеру 8(963)344-98-23 Антон.