Биологические (физиологические) детерминанты развития младшего школьника

В период младшего школьного возраста происходит интенсивное биологическое развитие детского организма (центральной и вегетативной нервных систем, костной и мышечной систем, деятельности внутренних органов). Этот период иногда называют вторым физиологическим кризом. В его основе лежит эндокринный сдвиг – включаются в действие "новые" железы внутренней секреции и перестают действовать "старые". По данным физиологов, примерно к 7 годам прекращается активная деятельность вилочковой железы, в результате чего снимается тормоз с деятельности половых и ряда других желез внутренней секреции, например гипофиза и коры надпочечников, что дает старт выработке таких половых гормонов, как андрогены и эстрогены. Эта физиологическая перестройка требует от организма ребенка большого напряжения для мобилизации всех резервов. При этом темп и характер перестройки определяют индивидуальную динамику психического развития .

В отношении скорости роста отмечается, что "после завершения полуростового скачка и до начала пубертатного скачка отмечаются самые низкие темпы роста длины и массы тела. Увеличение длины и массы тела происходит таким образом, что ребенок “вытягивается”, продолжает снижаться относительное содержание подкожного жира. Отчетливо начинают проявляться индивидуально-типологические конституциональные особенности телосложения. По пропорциям тела ребенок уже очень похож на взрослого, хотя по сравнению с полностью сформированными юношами и девушками его ноги еще относительно короче, у мальчиков более узкие плечи, а у девочек – бедра" . Продолжается смена молочных зубов на постоянные. Размеры черепа приобретают фактически размеры взрослого и черепные кости к этому возрасту уже сращены. Это позволяет говорить о том, что "дальнейшее развитие мозга может идти только путем качественных преобразований и усложнения его структуры" . По так как позвоночник продолжает расти, младший школьный возраст особо значим для формирования осанки ребенка. Не случайно одним из основных гигиенических правил в этом возрасте выступает требование к расположению тела во время статичных положений тела. Тем более что одной из особенностей младшего школьного возраста становится именно уменьшение подвижности и увеличение статичных поз – сидение за партой, при чтении, просмотре телепередач или спектаклей и т.п. Отмечается, что "биологически этот возраст как бы предназначен для повышенной игровой двигательной активности, поэтому негативное влияние социально обусловленной гипокинезии в младшем школьном возрасте особенно значимо" . Существенные изменения скелетных мышц позволяют младшему школьнику максимально проявлять подвижность. К 8–10 годам, при условии оптимальной смены режимов мышечной деятельности, дети достигают высокого уровня работоспособности. В целом динамика работоспособности в этот возрастной период "отражает возрастающую надежность функционирования организма ребенка. <...> За время обучения в школе при надлежащем физическом воспитании надежность физиологических функций, определяющих работоспособность, увеличивается в 40 раз" .

В 6 лег детям только при наличии специальных тренировок доступна способность длительной поддержки функциональной активности. В 7 лет эта способность должна быть сформирована, иначе у ребенка возникнут сложности в обучении, требующем во многом такого свойства, как усидчивость. Младший школьный возраст сензитивен к становлению такой способности, как длительная целенаправленная, произвольно регулируемая деятельность (умственная и физическая). При этом длительная физическая пассивность на уроках детьми максимально компенсируется на переменах (особенно в возрасте 8–9 лет). Это требует создания для младших школьников возможностей реализации такой потребности. Младшие школьники должны активно двигаться между уроками – играя, занимаясь физическими упражнениями, бегая.

Важным аспектом в развитии младшего школьника, влияющим на успешность также и в учебной деятельности, является питание. При относительной стабильности обменных процессов в этом возрасте наблюдаются существенные индивидуальные различия в обменных процессах у разных детей. Это требует особого внимания к выработке норм рационального питания, имеющих индивидуальные особенности для каждого ребенка. Нарушения режима питания, несоблюдение правил при выборе пищевых предпочтений у детей в возрасте 8–9 лет могут привести к хроническим заболеваниям и функциональным расстройствам желудочно-кишечного тракта и печени.

Физиологические особенности младшего школьника требуют также особого внимания к кислородной насыщенности помещений. Мозг ребенка в этом возрасте примерно в два раза интенсивнее потребляет кислород в сравнении с мозгом взрослого человека. В других органах также в этом возрасте более интенсивно идут окислительные процессы.

Считается, что возраст 7–10 лет оптимален для формирования произвольных движений. Нс случайно для серьезных занятий различными видами спорта или танцами, требующими сложной координации, скорости и точности реакции, этот возраст считается чрезвычайно значимым. "К 7 годам заметно расширяются связи двигательной области головного мозга с одним из важных центров регуляции движений – мозжечком и подкорковыми образованиями, в частности с красным ядром. К этому возрасту морфологические признаки коркового отдела двигательного анализатора ребенка близки к таковым взрослого человека. Достигает значительной зрелости и рецепторный аппарат двигательной системы. Морфологическое дозревание двигательной коры мозга завершается в период от 7 до 12–14 лет. К этому же возрасту полностью развиваются чувствительные и двигательные окончания мышечного аппарата" .

Функциональное созревание мозга и системная организация когнитивной деятельности позволяют младшему школьнику осуществлять произвольную регуляцию познавательными процессами. По мере структурно-функционального созревания мозга существенно возрастают функциональные возможности ребенка – восприятие, внимание, память, речь и мышление.

Важной составляющей психофизиологического развития младшего школьника является развитие произвольной регуляции движений и моторики. Как отмечает М. М. Безруких, к началу младшего школьного возраста в норме сформированы основные предпосылки для становления навыков письма – одного из самых сложных видов произвольного движения . Собственно к 6–7 годам начинает формироваться навык письма на основе предшествующего опыта графической деятельности. Выделяют следующие этапы формирования сложнокоординированных двигательных действий:

• 1) аполитический – несформированность моторной программы, освоение отдельных элементов действий с поэлементной регуляцией и нестабильностью исполнения. Ребенок сосредоточенно выводит отдельные буквы или сочетания букв, зачастую проговаривая их вслух. Это характерно для детей 6–7 лет;
• 2) синтетический – объединение отдельных элементов моторных движений в целостное действие, но при нестабильных временны́х и качественных характеристиках и высоком мышечном напряжении. Ребенок начинает писать словами, по очень сосредоточенно, полностью фиксируясь па регуляции действия письма. Этот этап дети проходят с разным темпом, но обычно в 7–8 лет;
• 3) автоматизации – произвольная регуляция основных параметров движения при варьировании темпа, скорости, качества письма. Ребенок может спокойно писать, уделяя внимание уже не самому процессу моторного действия, а смысловому содержанию. Этот этап обычно достигается к 9–10 годам.

Безусловно, активное развитие опыта взаимодействия с новыми технологиями и сокращение непосредственного опыта рисования и микромоторного манипулирования с предметами в дошкольном возрасте несколько трансформируют моторный опыт младших школьников. Зачастую младшие школьники легче пользуются клавиатурным набором текста или интерактивными формами взаимодействия с техникой, чем осваивают письмо. Однако в ряде школ, особенно в таких странах, как Япония, в этом возрасте особое внимание уделяется каллиграфии и чистописанию как значимому навыку, влияющему на развитие ребенка в целом. В последнее время в некоторых школах России стали возвращаться к практике освоения чистописания и развития каллиграфических навыков у младших школьников уже не просто с целью формирования навыка письма, а с целью использования письма как средства психического развития.

Адаптационные изменения костной системы при физ. нагрузках. Костная система обладает большой пластичностью и способностью к перестройке при изменяющихся условиях как внешних, так и внутренней среды организма человека. Ежедневно обновляется от 10% до 20 % минеральных веществ костной ткани. Под влиянием физ. нагрузок помимо программированных изменений, увеличивающих прочность и надежность скелета. Адаптационные изменения костной системы при действии спорт. нагрузок происходит на разных уровнях ее организации: молекулярном, субклеточном, клеточном, тканевом, органном и системном. На молекулярном – в костной ткани повышается синтез белков и др. органических веществ. На субклеточном и клеточном Ур. – претерпевают значительные изменения органоиды клетки (митохондрии, рибосомы и т.д.), занимающиеся поставкой этих веществ, и сами клетки. На органном ур. – происходят изменения хим. состава, формы и внутреннего строения костей, а также изменение сроков роста окостенения. Хим. состав костей под влиянием нагрузок сдвигается в сторону увеличения содержания неорганических веществ (кальций, фосфор). Изменение формы костей происходит под влиянием мышц, которые сокращаются то с большей, то с меньшей силой и оказывают формирующее влияние на места начала и прикрепления мышц к костям, здесь образуются гребни, бугры, шероховатости. Физ. нагрузки динамического характера стимулируют процессы роста костей в длину, а статические змедляют интенсивность продольного роста костей. Через год систематических занятий уже можно наблюдать значительные изменения костей. Они наиболее выражены в первые 2 года, а в дальнейшем наступает стабилизация. Адаптационные изменения в костной системе у спортсменов отражают морфологическую перестройку, обусловленную прогрессивными сдвигами в строении опорного аппарата при действии специфических спортивных нагрузок.

Адаптационные изменения связочно-суставного аппарата. Изучение подвижности в суставах имеет важное значение в спортивной практике, т.к. дает возможность тренеру научно обосновать учебно-тренировочный процесс и решать вопрос отбора в специализации. На подвижность суставов оказывают влияние внешние и внутренние факторы. К внутренним относятся не только форма и площадь суставных поверхностей, но и костные ограничители и функциональные тормозные аппараты. К костным ограничителям относят костные образования на костях, уменьшение амплитуды движения. К тормозному аппарату – мышцы-антаагонисты, связки. Повышение возбудимости НС приводит к увеличению подвижности в суставах: при эмоциональном подъеме амплитуда движений больше, чем при его спаде. Понижение температуры окружающей среды уменьшает подвижность, а ее повышение увеличивает подвижность, что объясняется рефлекторным воздействием холода и тепла на тонус мышц. Во время разминки усиливается работа сердца, повышается АД открываются резервные капилляры в мышцах и улучшается периферическое кровообращение. В результате этого снижается вязкость мышц в связи с чем увеличивается подвижность в суставах. На величину амплитуды движения в суставах оказывает влияние и взаиморасположение костных звеньев в данном суставе. При действии физ. нагрузок происходит морфофункциональная перестройка соединения костей, степень которой зависит от объема выполняемых движений. В тех суставах, в которых из-за специфических особенностей вида спорта костные звенья должны быть жестко закреплены, амплитуда движений уменьшается.

Адаптация мышечной системы. Современный спорт характеризуется высокими физ. нагрузками, которые предъявляют ко всем системам организма спортсмена, в том числе и скелетным мышцам. В процессе тренировок происходят структурные перестройки мышц. Этот процесс получил название рабочая гипертрофия мышечной ткани – увеличение объема и веса мышц, а также увеличение объема (длины и толщины) клеточных элементов мышц. Увеличение интенсивности сокращения мышц влечет за собой активизацию процессов энергообразования и синтеза белка, так же наблюдаются общие реакции сосудов кровеносного русла скелетных мышц, следствием которых является рабочая гиперемия. Она создает необходимые условия для интенсивного притока крови к мышцам за счет раскрытия капилляров.. Физ. нагрузки статического и динамического характера вызывают различные изменения в мышцах. При действии статических – увеличивается объем мышц и площадь их прикрепления к костным образованиям, удлиняется сухожильная часть.При нагрузке динамического характера вес и объем мышц увеличивается, но в меньшей мере. В них происходит уменьшение мышечной части и укорочение сухожильной. После предельных физ. нагрузок должен быть период отдыха, достаточный для восстановления всех процессов в мышцах, иначе начинаются развиваться хроническое переутомление и перетренированность.

Адаптацион. изменения в пищеварит. системе. Органы пищеварения занимают определенное положение в брюшной полости. Физические упр., в основном, влияют на их форму, но иногда и на расположение. При высоких нагрузках ослабевает секреторная функция. Нарушение секреции желудочного сока при динамической и статической работе возникало (эксперимент на собаках), если нагрузка выполнялась менее чем за час или после приема пищи. При выполнении физ. упр может меняться положение печени и желчного пузыря. У спортсменов в возрасте 19-30 лет в положении стоядно желчного пузыря обычно располагается на уровне 3-4 поясничных позвонков. Высокие и чрезмерно высокие спортивные нагрузки не только меняют положение и форму органов желудочно – кишечного тракта, но и могут нарушать их функцию и даже приводить к морфологическим нарушениям.

Адаптационные изменения дыхательной системы. Увеличение двигательной активности неизбежно требует выработки большого количества энергии, что неизбежно приводит к повышенной доставке кислорода в организм, а это в свою очередь зависит от состояния аппарата внешнего дыхания и легких, в которых у спортсмена возникают морфофункциональные адаптивные изменения. Функциональные возможности аппарата внешнего дыхания определяет ЖЕЛ. Она состоит из дыхательного объема и резервных объемов вдоха и выдоха. ЖЕЛ существенно зависит от формы и функции аппарата внешнего дыхания у спортсменов различных специализаций. Например, плавание и спорт. игры способствуют развитию диафрагмального и реберного дыхания.Изменение аппарата внешнего дыхания, возникающие в процессе адаптации спортсмена к повышенной физической нагрузке, чрезвычайно многообразны. Правильная тренировка дыхания, с развитием в нем соответствующей морфофункциональной перестройки, является важным фактором повышения спортивной работоспособности.

Адаптационные изменения НС. В спортивной практике при выполнении различных видов мышечной деятельности НС обеспечивает процессы адаптации организма к нагрузкам, а также закрепление двигательного навыка и автоматизацию движений, что имеет большое значение. Особенно велико значение НС в предстартовом состоянии, когда организм переходит на рабочий уровень еще до начала деятельности, и во время старта, когда НС обеспечивает врабатывание

4.Врачебно(медико)-педагогический контроль в процессе тренировочных занятий и соревнований. Оперативное, текущее и этапные обследования. Самоконтроль в процессе тренировок и соревнований. Медицинское обеспечение соревнований. Под МПК понимается иссл-я проводимые совместно врачем и тренером с целью оценки воздействия на организм тренировочных нагрузок, установления уровня тренированности спортсменов и на основании этого управление УТП. Эфф-ть УТП зависит от того на сколько правильно выб-ны ср-ва тр-ки, их дозировка на одном занятии, микроцикле и т.д. МПК помогает опред-ть эфф-ть тренировки выявить благ. И неблаг. изменения состояния спорт-на индивидуализировать УТП и улучшить его планирование. Основные задачи МПК: 1) оценка условий и орган-ции УТП; 2) изучение воздействия УТП на организм спортсмена; 3) опред-е функц-го сост-я и здоровья спортсмена для оценки уровня трен-ти на разл-х этапах трен-ки. 4) оценка прим-х ср-в и системы тренировки, ее задача и возможностей спортмена в целях индивид-ии УТП. 5) оценка и выбор мед. пед. и псих. Ср-в и методов напр-х на улучшение восст. Процессов, после больших физич. Нагрузок. Формы орган-ии МПК: Этапное, текущее, оперативное. Основной целью этапного контроля является определение кумулятивных изменений, возникающих в организме спортсмена по окончании каждого этапа годичного тренировочного цикла. Этапный контроль проводится 4 раза в году: 1-е обследование - по окончании втягивающего этапа подготовительного периода; 2-е и 3-е обследования - в середине и конце подготовительного периода; 4-е обследование - в конце предсоревновательного периода. Регистрируют : функциональные возможности ведущих для избранного вида спорта систем организма; общую физическую работоспособность; энергетические потенции организма; специальную работоспособность. К ведущим функциональным системам, определяющим уровень спортивных достижений, относятся следующие.

максимальной мощности; центральная нервная система; нервно-мышечный аппарат;

При выполнении циклической работы большой и субмаксимальной мощности:- системы, ответственные за сохранение гомеостаза;- кардиореспираторная система;- центральная нервная система;- нервно-мышечный аппарат. При выполнении циклической работы

умеренной мощности: - кардиореспираторная система;- эндокринная система;- центральная нервная система. При выполнении ациклических упражнений различных видов: - центральная нервная система;- нервно-мышечный аппарат;- сенсорные системы.

Основной целью текущего контроля является определение степени выраженности отставленных постнагрузочных изменений функционального состояния ведущих органов и систем организма. Текущий контроль может осуществляться: ежедневно утром (натощак, до завтрака; при наличии двух тренировок - утром и перед второй тренировкой); 3 раза в неделю (первый - на следующий день после дня отдыха, второй - наследующий день после наиболее тяжелой тренировки и третий - на следующий день

после умеренной тренировки); один раз в неделю - после дня отдыха. В предсоревновательном периоде целесообразно использование первого варианта организации текущего контроля. При проведении текущего контролянезависимо от специфики выполняемых тренировочных нагрузок перед каждой тренировкой обязательно оценивают функциональное состояние: центральной нервной системы;

вегетативной нервной системы; сердечно-сосудистой системы; опорно-двигательного аппарата. Привыполнении нагрузок, направленных на преимущественное развитие выносливости, дополнительно контролируют: при 1-м варианте - две тренировки в день, контроль перед первой утренней тренировкой:а) морфологический и биохимический

состав крови (общий анализ крови и содержание мочевины в сыворотке крови);б) состав мочи;при 2-м варианте - две тренировки в день, контроль перед второй тренировкой:

а) биохимический состав крови: содержание лактата в сыворотке (при этом следует помнить, что постнагрузочное восстановление содержания лактата в сыворотке крови в норме должно занимать не более 1,5 ч);б) кислотно-щелочное состояние крови (при этом следует помнить, что пост нагрузочное восстановление кислотно-щелочного состояния крови в норме должно занимать не более 2 ч). При выполнении скоростно-силовых нагрузок дополнительно анализируют функциональное состояние нервно-мы-

шечного аппарата. При выполнении сложно-координационных нагрузок дополнительно определяют: функциональное состояние нервно-мышечного аппарата;3 функциональное состояние максимально задействованных при выполнении избранного вида нагрузок анализаторов (вестибулярного, зрительного). Основной целью оперативного контроля является оценка срочных изменений функционального состояния ведущих систем организма в процессе тренировки ив ближайшие 2 ч после нее. При организации оперативного контроля одни показатели регистрируют только до и после тренировки, другие - непосредственно в процессе тренировки. Непосредственно в процессе тренировки (независимо от специфики выполняемых нагрузок) обычно анализируют: внешние признаки утомления; динамику частоты сердечных сокращений; значительно реже показатели биохимического состава крови. До и после тренировки целесообразно регистрировать срочные изменения показателей. При выполнении нагрузок, направленных на преимущественное развитие выносливости: массы тела; функционального состояния сердечно-сосудистой системы (ЧСС, АД, ЭКГ); функционального состояния системы внешнего дыхания (ЖЕЛ); морфологического состава крови; биохимического состава крови (содержание лактата и мочевины в сыворотке крови); кислотно-щелочного состояния крови; состава мочи. При выполнении скоростно-силовых нагрузок: функционального состояния нервно-мышечного аппарата; биохимического состава крови (содержание креатинфосфата в сыворотке крови). При выполнении сложно-координационных нагрузок: функционального состояния нервно-мышечного аппарата; функционального состояния максимально задействованных при выполнении избранного вида нагрузок анализаторов. Самоконтроль – это регул. наблюдение спорт-на за состоянием своего здоровья, физическим развитием и их изм-ие под влиянием занятиями ФКиС. Сам-ль позволяет спорт-ну оценить эфф-ть трен-ки, сост-е здоровья, соблюдать спорт. режим.

Самоконтроль спортсмена должен включать: ежедневную оценку самочувствия, активности и настроения; ежедневную оценку переносимости тренировочных нагрузок;

Ежедневное проведение сразу после просыпания 1 мин ортостатической пробы и по возможности пробы Руффье с расчетом индекса Руффье; анализ функций систем мочевыделения и пищеварения.Самочувствие отражает гл. образом состояние ЦНС. Спортсмен отмечает в дневнике как хорошее, уд, или плохое. Сон к нормальным отосит. сон, наступивший быстро после того как чел-к ложится спать, достаточно крепкий, протекающий без сноведений и дающий утром чувство бодрости и отдыха. В дневнике самоконтроля фиксир-ся длит. Сна, его качество, нарушение засыпания и пробуждения, прерывистый или неспокойный сон. Медицинское обеспечение соревнований. Основной задачей медицинского обеспечения спортивных соревнований следует считать создание условий максимальной безопасности участников и оказание им своевременной медицинской помощи. Проводить сор-я без уч. мед. персонала запрещается. Мед. Обеспечение сор-ий осущ-ся врачами и сред. мед персоналом врачебно-физкультурных диспансеров и т.п. Организаторы не позднее чем за 3 дня до их начала предос-т во врач.-физкульт. диспансер заявку с указанием характера масштаба сор-ий, программы, сроков и места проведения, числа контингента участников, мед. организация решает вопрос об объеме и порядке мед. обслуживания. На всех круп. сор-ях начиная с районных обязательно присутствие врача. Врач должен быть так же на сор-ях любого масштаба в тех видах спорта, где возможны падения, столкновения, утопления и т.д. Крупные соревнования с большим кол-м спорт-в обычно обслуживаются группой врачей среди кот. назначется гл. врач сор-ий. Он входит в состав судейской коллегии на правах заместителя гл.судьи все его решения для суд. коллегии и организаторов явл-ся обязательными. Разделы составляющие медицинское обеспечение сор-ий: 1) Работу мандатной комиссии и допуск по медицинским показаниям. Жеребьевку. Осмотр спортсменов перед соревнованиями (бокс, борьба).

2) Оказание необходимой медицинской помощи. 3) Помощь при наличии допинг-контроля.4) Госпитализацию и информацию о госпитализированных.5) Учет летальных исходов и обеспечение допинг-контроля при них. Основанием для допуска участника к

соревнованиям по медицинским требованиям является заявка с отметкой против фамилии спортсмена ≪допущен≫ с подписью врача в конце заявки и наличием печати медицинского учреждения, несущего ответственность за спортсмена, или же индивидуальная справка, подписанная врачом и отмеченная печатью лечебного учреждения. Оказание медицинской помощи участникам соревнований следует проводить, исходя из жизненных показаний. В тяжелых случаях и случаях средней тяжести сразу же должен применяться весь арсенал медицинских сил и средств. Во всех

остальных случаях оказание медицинской помощи участникам соревнований проводится с учетом наличия допинг-контроля.

Похожая информация.

Морфология человека – один из основных разделов антропологии, изучающий физическую организацию современного человека, закономерности изменчивости организма человека во времени и в пространстве, а также вариации отдельных его частей. Основное содержание морфологии человека связано с проблемами возрастной и конституциональной антропологии. Предметом изучения морфологии человека является изменчивость формы и внутреннего строения человека. Данные морфологии человека используются в учении об антропогенезе, расоведении, прикладной антропологии.

Возрастная антропология исследует изменение морфофункциональных характеристик в процессе индивидуального развития человека.

Конституциональная антропология изучает варианты сочетаний морфологических, физиологических и психологических параметров организмов (конституции), встречаемых у современного человека.

Основы возрастной антропологии

Одним из основных понятий возрастной антропологии является онтогенез – совокупность преобразований, претерпеваемых организмом от момента зарождения до окончания жизни. Человек является существом социальным, но его жизнедеятельность подчинена биологическим законам. Поэтому, изучая ход различных морфологических, функциональных и психологических изменений в онтогенезе, исследователь должен учитывать биологические и социальные факторы развития человека.

Индивидуальное развитие каждого человека подчинено определенным закономерностям.

1. Необратимость. Человек не может прийти обратно к тем особенностям строения, которые появились у него на предыдущих стадиях онтогенеза.

2. Постепенность. Человек проходит в процессе онтогенеза ряд этапов, последовательность которых строго определена. При нормальном развитии пропуск этапов невозможен. Например, прежде чем сформируются постоянные зубы, должны появиться и выпасть молочные; половое созревание всегда предшествует репродуктивной стадии (возрасту половой жизни).

3. Цикличность. У человека существуют периоды активизации и торможения роста. Рост интенсивен до рождения, в первые месяцы после него, в 6-7 лет и в 11-14 лет. Увеличение длины тела происходит в летние месяцы, а веса – осенью.

4. Разновременность (гетерохрония). Разные системы организма созревают в разные периоды. В начале онтогенеза созревают наиболее важные и необходимые системы. Так, мозг уже к 7-8 годам достигает «взрослых» параметров.

5. Наследственность. В организме человека существуют генетические регуляторные механизмы, которые удерживают процессы роста, развития и старения в определенных рамках, нейтрализуя в достаточной степени воздействие среды.

6. Индивидуальность. Каждый человек уникален по особенностям анатомического строения и по параметрам онтогенеза. Это объясняется взаимодействием уникальной генетической программы и специфической средой обитания.

Периодизация индивидуального развития

Древнейшие периодизации развития человека принадлежат античным ученым. Древнейшие периодизации развития человека принадлежат античным ученым. Философ Пифагор (VI век до н.э.) выделил четыре периода человеческой жизни: весну (до 20 лет), лето (20-40 лет), осень (40-60 лет) и зиму (60-80 лет), соответствующие становлению, молодости, расцвету сил и угасанию. Врач Гиппократ разделил индивидуальную жизнь на десять семилетних циклов.

В начале XX века русский ученый Н.П.Гундобин предложил схему периодов, основанную на анатомо-физиологических данных. Немецкий ученый С.Шварц в основу своей периодизации положил интенсивность роста тела и созревание половых желез. В многочисленных современных схемах выделяется от 3 до 15 периодов в жизни человека.

При разработке научно-обоснованной периодизации индивидуального развития необходимо учитывать в комплексе биологические (морфологические, физиологические, биохимические), психологические и социальные аспекты развития и старения человека.

Широкое применение в науке получила схема возрастной периодизации онтогенеза человека, принятая на VII Всесоюзной конференции по проблемам возрастной морфологии, физиологии и биохимии АПН СССР в Москве в 1965 году (таблица 1).

Таблица 1. Схема возрастной периодизации онтогенеза человека

	Возрастные периоды	Продолжительность периодов
	Новорожденность
	Грудной возраст	10 дней – 1 год
	Раннее детство
	Первое детство
	Второе детство	8-12 лет (мальчики); 8-11 лет (девочки)
	Подростковый возраст	13-16 лет (мальчики); 12-15 лет (девочки)
	Юношеский возраст	17-21 год (юноши); 16-20 лет (девушки)
	Зрелый возраст:
		22-35 лет (мужчины); 21-35 лет (женщины)
	II период	36-60 лет (мужчины); 36-55 лет (женщины)
	Пожилой возраст	61-74 года (мужчины); 56-74 года (женщины)
	Старость	75-90 лет (мужчины и женщины)
	Долгожительство	90 лет и выше

В этой периодизации учтены закономерности формирования организма и личности, относительно устойчивые морфофизиологические особенности человека, а также социальные факторы, связанные с обучением детей или уходом на пенсию лиц пожилого возраста. Для каждой стадии возрастной классификации характерен определенный средний уровень морфофизиологического развития организма.

Характеристика возрастных периодов

Важное значение для дальнейшего развития человека играет пренатальная фаза. К 4 месяцам внутриутробного развития плод человека уже имеет сформированные органы. До этого времени происходит формирование зародыша. Максимальная скорость роста плода как раз характерна для первых четырех месяцев после зачатия. Далее идет замедленнее роста, наиболее низкие скорости роста приходятся на интервал от 8 до 10 месяцев. После рождения скорость роста снова увеличивается.

Новорожденность – самый короткий этап жизни. Он ограничивается временем вскармливания ребенка молозивом. Новорожденных разделяют на доношенных и недоношенных. Пренатальное развитие первых длится 39-40 недель, а вторых – 28-38 недель. Кроме сроков пренатального развития учитывается масса тела. Доношенными считаются новорожденные с массой тела 2500 г и больше (при длине тела не менее 45 см), а недоношенными – новорожденные, имеющие массу тела меньше 2500г. В настоящее время масса тела доношенных мальчиков чаще всего составляет 3400-3500 г, а девочек 3250-3400 г, длина тела для обоих полов – 50-51 см. Размеры новорожденных, как и детей других возрастов, увеличиваются в связи с процессом акселерации. Каждый шестой ребенок теперь рождается с массой тела более 4 кг. От средних показателей отклоняются и доношенные недоупитанные дети с массой тела 2550-2800 г при длине 48-50 см.

Грудной возраст продолжается до года. В это время ребенок постепенно адаптируется к внешней среде. Данный период характеризуется наибольшей интенсивностью процесса роста по сравнению со всеми этапами жизни. Так, длина тела до года увеличивается почти в 1,5 раза, а масса – в 3 раза. У грудных детей учитывают и абсолютные размеры тела, и их месячные прибавки. Индивидуальные данные сравнивают со стандартами. Грудные дети растут быстрее в течение первого полугодия. Удвоение массы тела происходит в 4 месяца. Для оценки уровня развития грудных детей важно соотношение обхватов груди и головы. У новорожденных обхват головы больше чем груди, но затем грудная клетка начинает расти быстрее и обгоняет рост головы. Обхват груди становится равным обхвату головы в возрасте от двух до трех месяцев. Для грудных детей очень важны сроки прорезывания молочных зубов, которые появляются в определенной последовательности: первыми прорезываются центральные резцы – 6-8 месяцев, затем – боковые резцы – 8-12 месяцев. Центральные резцы появляются на нижней челюсти раньше, чем на верхней, а боковые – наоборот. Показателями биологического возраста грудных детей является также закрытие родничков на голове и психомоторное развитие. В первый месяц ребенок начинает улыбаться в ответ на обращение взрослых, в 4 месяца устойчиво встает на ножки с посторонней помощью, в 6 месяцев пытается ползать, в 8 месяцев – делает попытки ходить, к году ходит без поддержки.

Раннее детство соответствует возрасту от 1 до 3 лет. В этот период наблюдается уменьшение прироста размеров тела, особенно после 2 лет. Одним из показателей биологического возраста является зубная зрелость. В период раннего детства прорезываются первые коренные зубы (в 12-15 месяцев), клыки (в 16-20 месяцев) и вторые коренные зубы (в 20-24 месяца). Обычно к 2 годам дети имеют все 20 молочных зубов.

Первое детство длится от 4 до 7 лет включительно. Биологический возраст в этот период оценивается по соматическому, зубному и костному показателям. В 3 года по длине и массе тела можно предсказать те окончательные размеры, которых достигнет индивидуум, когда его рост прекратится. Небольшое увеличение скорости роста в 4-7 лет называют первым ростовым скачком. Характерная особенность периода первого детства – начало смены молочных зубов на постоянные. В среднем, в 6 лет прорезываются первые постоянные коренные зубы, причем на нижней челюсти раньше, чем на верхней. У многих детей этот процесс происходит в 5 лет, а у некоторых детей первый постоянный зуб появляется в 7 лет и даже между 7 и 8 годами. В первом детстве прорезываются первые резцы, в основном между шестью и семью годами. Затем наступает 10-12-ти месячный период покоя, после чего начинают появляться боковые резцы. У 40-50% городских детей эти зубы прорезываются на нижней челюсти к 7 годам, но в основном этот процесс происходит уже после периода первого детства.

При определении зубного возраста в первом детстве принимают во внимание, как сроки прорезывания постоянных зубов, так и общее количество молочных и постоянных зубов. Индивидуальные данные ребенка сравнивают со стандартом. Это позволяет судить об ускоренном или замедленном развитии. У девочек постоянные зубы прорезываются раньше, чем у мальчиков. Костный возраст определяется по рентгенограммам кисти и локтевого сустава.

Возрастной период от 1 года до 7 лет называют еще нейтральным детством , так как девочки и мальчики этого возраста почти не отличаются друг от друга по размерам и форме тела.

Если в нейтральном детстве границы возрастных периодов одинаковы для обоих полов, то в дальнейшем они не совпадают, отличаясь на 1 год. Это обусловлено тем, что у девочек раньше начинается ускорение анатомического развития, а в последствии раньше оканчивается процесс полового созревания и роста.

Второе детство продолжается у мальчиков от 8 лет до 12, а у девочек – от 8 до 11 лет. У обоих полов начинается усиленный рост в длину, но его темп выше у девочек, так как процесс роста тесно связан с половым созреванием, которое начинается у женского пола на 2 года раньше, чем у мужского. Уже в 10-летнем возрасте девочки обгоняют мальчиков по основным размерам тела. У девочек быстрее растут нижние конечности, массивнее становится скелет. В этот период повышается секреция половых гормонов, особенно у девочек. У мальчиков начинают увеличиваться наружные половые органы. У обоих полов в этот период появляются вторичные половые признаки.

Подростковый возраст длится у мальчиков от 13 до 16 лет, а у девочек – от 12 до 15 лет. Это период интенсивного полового созревания, фазы которого по времени не совпадают у мужского и женского пола. Бурное созревание приходится у девочек на начало подросткового периода, а у мальчиков – на его середину. Для подросткового периода характерен пубертатный ростовой скачок размеров тела. При этом у девочек максимальные приросты длины тела происходят в возрасте от 11 до 12 лет, то есть еще во втором детстве, но скачок массы тела наблюдается у них в подростковом периоде – между 12 и 13 годами. У мальчиков эти максимумы скоростей роста проявляются соответственно между 13-14 и 14-15 годами. Максимальные приросты тела у мальчиков столь велики, что в 13,5-14 лет они уже превосходят девочек по длине тела, и в дальнейшем эта разница увеличивается. К концу подросткового периода рост почти прекращается.

Юношеский период – завершающий для растущего организма. Он продолжается у юношей с 18 лет до 21 года, а у девушек – с 17 до 20 лет. В этом возрасте заканчиваются процессы роста и формирования организма.

Половое созревание . С подростковым и юношеским возрастами по времени совпадает половое созревание, в течение которых происходит радикальная биохимическая, физиологическая, морфологическая и нервно-психическая перестройка организма. В результате этого процесса формируются биологические и интеллектуальные особенности взрослого человека, в том числе достигается половая зрелость (способность к размножению). Развитие половой системы сочетается со значительными морфологическими и функциональными изменениями всех органов и систем организма. Единство формирования организма проявляется в том, сто под влиянием эндокринной системы гармонично развиваются вторичные половые признаки и размеры тела. К вторичным половым признакам относят величину и форму тела, интенсивное развитие мышц у мужского пола, третичной волосяной покров, набухание сосков, ломка голоса, развитие кадыка, поллюции у юношей, молочные железы и менструации у девушек. Развитие каждого полового признака проходит определенные стадии. Вторичные половые признаки появляются в определенной последовательности. Сроки полового созревания отдельных людей и групп людей отличаются, что обусловлено генетическими особенностями, этнической принадлежностью, условиями внешней среды. В настоящее время в промышленно развитых странах половое созревание у девочек начинается в 8-9 лет, у мальчиков – в 10-11 лет, а заканчивается соответственно в 16-18 лет и 18-20 лет. Продолжительность периода может колебаться.

Возраст полового созревания иначе называют пубертатным периодом , который рассматривается как возрастной кризис. Организм развивается интенсивно, но разные органы созревают неравномерно. Это происходит на фоне усилившегося обмена веществ. Вследствие такого несоответствия могут развиваться и обостряться болезни сердечно-сосудистой системы, а также проявления психических заболеваний.

Психология подростка в переходном возрасте проявляется весьма характерно. Дальнейшее развитие центральной нервной системы, эндокринная перестройка, смена преимущественного функционирования одних желез внутренней секреции другими влияют на всю психическую сферу подростка и его поведение. Усиленная деятельность щитовидной и половых желез повышает возбудимость высших отделов ЦНС, в связи с чем подросток легко возбудим и порой груб, отмечается рассеянность, временное снижение работоспособности, снижение требований к себе, ослабление воли. В этот период наблюдается повышенная чувствительность, маскируемая намеренной грубостью и развязностью.

Зрелый возраст . Возрастная изменчивость у взрослых проходит с различной скоростью, на ее темп влияют многие факторы. У взрослых четких критериев оценки биологического возраста почти нет из-за разновременности возрастной динамики различных систем организма. Из всех проявлений возрастной изменчивости у взрослых, прежде всего, развиваются первичные специфические процессы на молекулярном уровне, обуславливающие энергетические и структурные изменения в организме. Есть данные, что после 28-29 лет меняются глубинные свойства клеток. Самый ранний признак старения – уменьшение количества активных нейронов мозга, которое начинается с 15-16 лет, а в коре мозга – с 30 лет. Поэтому устойчивость организма к вредным влияниям постепенно уменьшается. Уже с 27-29-летнего возраста снижается общий уровень обменных процессов, а к 100 годам обменные процессы составляют всего 50% их уровня в 30 лет. Итак, все функции организма характеризуются максимумом интенсивности в возрасте 20-25 лет. Сразу после окончания роста и развития начинаются изменения в иммунной системе, в способности организма противостоять заболеваниям. С возрастом происходит нарушения всех иммунных функций. Значительные изменения происходят в эндокринной системе: уменьшается концентрация в крови гормонов половых желез, снижаются функции щитовидной, вилочковой желез, надпочечников. Эти первичные изменения ведут к видимым вторичным изменениям: атрофии покровов, вялости, дряблости, морщинистости кожи, поседению и выпадению волос, сокращению объема и тонуса мускулатуры, ограничению подвижности в суставах. Ограничение объема двигательной активности начинается с 40 лет, но особенно сильно проявляется в 70 лет.

Весьма важны изменения, происходящие в жировой ткани. Жир является энергетическим аккумулятором. Энергетика сбалансирована, если поступающая с пищей энергия полностью растрачивается. В этом случае у человека будет стабильный вес – система находится в динамическом равновесии, что является показателем здоровья. Возрастное увеличение количества жира происходит в результате снижения двигательной активности и в результате повышения порога чувствительности жировой ткани к регуляции ее гормональными факторами. С возрастом нарушается обмен углеводов, глюкоза пищи превращается в липиды, которые не используются в должном объеме на энергетические нужды. Энергетическое старение начинается с 30 лет. В возрасте 20-25 лет наблюдается идеальный вес для данного человека. К 30 годам он становится больше на 3-4 кг. После 45-48 лет запас жира становится инертным по отношению к обменным процессам. Чем интенсивнее увеличивается вес, тем интенсивнее протекают возрастные процессы. У мужчин ожирение начинается раньше, чем у женщин (после 34-35 лет). Но заболевания, обусловленные ожирением (атеросклероз, диабет, подагра, болезни печени и почек), у женщин выражены сильнее. Биологический возраст у взрослых определяется по следующим показателям: жизненная емкость легких, артериальное давление, частота пульса, уровень холестерина в крови, мышечная сила рук, острота зрения, уровень гормонов в биологических жидкостях, подвижность в суставах, число залеченных зубов и ряд психомоторных качеств.

Возрастные изменения в нервной системе и психике

Динамика основных нервных процессов в связи с возрастом заключается в ослаблении процессов торможения, потере подвижности – лабильности реакций, в повышении порога возбудимости, снижении слуха, зрения и т.д. К 70 годам начинает отмечаться недостаточная концентрация нервных процессов, во многих случаях ведущая к неуравновешенности личности. Возрастные изменения в психике более выражены у женщин. Для старости характерны люди с неуравновешенным психическим складом и интраверты. Биологический возраст в психической сфере можно оценить по наличию интереса к внешним событиям, стремлению к активной деятельности, сохранению социальных контактов.

Возрастные изменения в костной системе определяется путем исследования рентгенограмм кисти. Относительно быстрое костное старение свойственно людям тучным, с большим весом, медленное – худощавым и подвижным. Народам Севера присущи быстрые изменения в костях кисти, а для народов Средней Азии характерен замедленный темп таких изменений. Наиболее медленный темп наблюдается у долгожителей Абхазии. У женщин Абхазии даже в 50-60-летнем возрасте встречаются «молодые» варианты строения кисти.

Критическим периодом для организма человека является климактерический период. Климакс – это возрастной период между началом нарушения репродуктивной функции и окончательным ее прекращением. В основе климакса у представителей обоих полов лежат возрастные сдвиги в гормональной системе. В это время происходят коренные преобразования во всем эндокринном комплексе, возникает новое равновесное состояние эндокринных желез. Наступление климакса свидетельствует об усилении общих регрессивных процессов в организме. Период климактерического синдрома наиболее ярко выражен у женщин. Кроме нарушения менструальной функции, климакс сопровождается отклонениями в работе сердечно-сосудистой, нервно-психической и других систем. У женщин климакс длится около 2-8 лет, после чего наступает менопауза. В преддверии менопаузы и во время нее у женщин повышается аппетит, уменьшается подвижность, увеличивается вес. Часто в этот период начинается диабет, гипертония и другие болезни, связанные с нарушением обмена. Сейчас средний возраст менопаузы увеличивается, приближаясь в цивилизованных странах к 50 годам. В мужском организме детородная функция не прерывается так резко, как в женском, однако характерные возрастные явления в обмене веществ и эндокринном комплексе в целом принципиально не отличаются у обоих полов. По мере старения и мужчинам свойственны нарастание массы тела, появление отклонений в работе сердечно-сосудистой системы, в психической сфере. Климакс у мужчин более растянут во времени и может длиться 10-15 лет.

Пожилой возраст соотносится с паспортным возрастом 56-74 года у мужчин и 61-71 год у женщин. Он характеризуется постепенным снижением уровня физиологических функций организма.

Старость – завершающий этап онтогенеза. Старение – это совокупность биологических процессов, происходящих в органах и системах организма в связи с возрастом, которые сокращают адаптационные возможности организма и повышают вероятность смерти. В старости, так же как и в зрелости, степень возрастных изменений часто не соответствует паспортному возрасту, а темп этих изменений различен. В настоящее время существует две основные группы теорий старения. Первая основывается на предположении о том, что старение – это следствие накопления во времени случайных ошибок в геноме организма (мутаций, разрывов ДНК, повреждений хромосом), что влияет на все основные функции организма. Следовательно, старение как отдельный этап онтогенеза фатально не запрограммировано в наследственности человека.

Вторая группа теорий старения основана на предположении о существовании запрограммированного процесса старения. Согласно этим теориям организм стареет как интегральная, сложно регулированная система. Накопление ошибок в геноме рассматривается уже как следствие, а не как причина старения. В этом случае оптимальная продолжительность жизни генетически обусловлена и контролируется специальным генным комплексом. Сейчас открыты специальные временные гены, которые стимулируют появление структурных и функциональных признаков на различных этапах онтогенеза, то есть определяют темп процессов жизнедеятельности. Таким образом, создается определенный ритм включения генорегуляторных механизмов, определяющих особенности поздних стадий онтогенеза. Чем медленнее и более плавно работает этот механизм, тем вероятнее достижение большей продолжительности жизни. Существуют и другие точки зрения. Так, например, считается, что старость не является функцией времени, а представляет собой закономерное нарушение регуляции в организме через нарушение основного функционального гомеостаза.

И.И.Мечников в начале 20 века сформулировал концепцию старости, в соответствии с которой старость является патологией, возникшей в результате постепенно накапливающегося самоотравления организма ядами бактерий, обычно живущими в кишечнике. Он считал, что процессы старения можно замедлить, заменив кишечную флору бациллами молочной кислоты.

К числу внешних изменений в старости относят: уменьшение роста (в среднем на 0,5 – 1см за каждое пятилетие после 60 лет), изменение формы и состава тела, сглаживание контуров, усиление кифоза, ускоренное уменьшение мускульного компонента, перераспределение жирового компонента, снижение амплитуды движений грудной клетки, уменьшение размеров лица в связи с потерей зубов и редукцией альвеолярных отростков челюстей, увеличение объема мозговой части черепа, ширины носа и рта, утончение губ, уменьшение количества сальных желез, толщины эпидермиса и сосочкового слоя кожи, поседение.

К возрастным изменениям ЦНС относят уменьшение массы мозга, величины и плотности нейронов, отложение липофусцина, падение работоспособности нервной клетки, изменения в ЭЭГ, снижение уровня биоэлектрической активности, уменьшение остроты зрения, аккомодационной способности глаза и слуха, снижение вкусовой и некоторых видов кожной чувствительности.

В старости происходит замедление и уменьшение биосинтеза белка, изменяется соотношение липидных фракций, снижается толерантность к углеводам и инсулиновой обеспеченности организма; снижается секреция пищеварительных желез; уменьшается жизненная емкость легких; снижаются основные почечные функции; уменьшается сократительная способность миокарда, повышается систолическое давление, замедляется ритмическая деятельность сердца; наблюдаются сдвиги в протеинограмме; снижается число тромбоцитов, интенсивность гемопоэза, гемоглобина, наблюдается снижение гуморального и клеточного иммунитета.

К изменениям на клеточном и молекулярном уровнях, а также в системе генетического аппарата относят: угасание функциональной активности клеток и генов, изменение проницаемости мембран, уменьшение уровня метилирования ДНК, увеличение доли неактивного хроматина, повышение частоты хромосомных нарушений.

Однако, процесс старения внутренне противоречив, так как в ходе его не только возникают деградация, дезинтеграция, снижение функций, но и мобилизуются важные приспособительные механизмы, то есть развертываются компенсаторно-старческие процессы (витаукт ). Например, снижение уровня секреции некоторых гормонов компенсируется повышением чувствительности клеток к их действию; в условиях гибели одних клеток функции других усиливаются.

Темпы старения зависят от среды. Так, городской образ жизни определяет быстрый темп старения. Сказываются снижение подвижности при отсутствии ограничения в пище, частые отрицательные эмоции. На темп старения влияют гигиена труда, гигиена умственной активности, гигиена отдыха, степень социальных контактов.

Геронтологи используют следующие параметры для определения биологического возраста: массу тела, артериальное давление, содержание холестерина и глюкозы в крови, степень развития сутулости, морщинистость кожи, остроту зрения и слуха, динамометрию кисти, подвижность суставов, данные некоторых психомоторных тестов, снижение памяти.

Следует отметить, что в настоящее время отмечается удлинение средней продолжительности жизни и связанное с ним перераспределение возрастного состава популяции Homo sapiens. Показатель уровня «демографической старости», то есть доля лиц старше 60 лет, почти во всех экономически развитых странах превышает 12%.

Долгожительство

Долгожительство – проявление обычной изменчивости, в данном случае – изменчивости продолжительности жизни. Среди млекопитающих наблюдается большое разнообразие видовой продолжительности жизни: от 70-80 лет у слона до 1-2 лет у мыши. Видовая продолжительность жизни у приматов тесно коррелирует с темпами старения (так, старение костно-мышечной системы у макака протекает втрое быстрее, чем у человека). Видовой потенциальный предел продолжительности жизни человека генетически запрограммирован как фундаментальное биологическое качество вида и составляет около 115-120 лет. Продолжительность жизни человека – биологический феномен, зависящий от социальных факторов. Индивидуальная продолжительность жизни может колебаться от возраста новорожденности до 100 и более лет. Группы населения с повышенным долголетием отмечены в Эквадоре, Колумбии, Пакистане, США, Индии, на Северном Кавказе, Закавказье, Якутии. Много долгожителей среди абхазов, у которых отмечены относительно замедленное физическое созревание и половое развитие детей и подростков, относительно поздний возраст вступления в брак, плавное и замедленное старение, то есть замедленный темп онтогенеза. Абхазские долгожители отличаются склонностью к постоянному и ритмичному физическому труду, как правило, до глубокой старости. Сознание своей полезности сохраняет интерес к жизни. Обусловленность долгожительства связана с питанием, которое характеризуется невысокой калорийностью, оптимальным содержанием жира, высоким содержанием витаминов и веществ с антисклеротическими свойствами. Национальная культура абхазов регламентирует восприятие стрессовых ситуаций. Идеальным типом телосложения для всех возрастов у абхазов считается худощавый.

Долгожители отличаются в психо-неврологическом аспекте легкой возбудимостью, подвижностью и динамичностью психических реакций, только 20% их обнаружили склонность к неврозам и психозам. Личностная установка оптимистичная. По темпераменту большинство из них сангвиники, то есть люди, переживания которых не носят затяжного характера. Это склонные к удовольствию, хорошо приспособленные к своей микросреде люди, эмоциональная жизнь которых интенсивна и гармонична. Предполагается, что долгожительство в какой-то степени наследуется.



При планировании спортивной тренировки и построении задач необходимо учитывать возрастные особенности подростков.

Развитие организма включает в себя как постепенные количественные изменения (увеличение числа клеток в процессе роста), так и качественные скачки. Эти процессы находятся во взаимосвязи между собой, они не мыслимы в отрыве друг от друга. В процессе возрастного развития морфологическое усложнение живых структур приводит к появлению качественно новых функций. Наступление подросткового возраста проявляется в резком возмужании организма, внезапном увеличении роста и развитии вторичных сексуальных признаков. У девушек этот процесс начинается приблизительно на 2 года раньше и т длится короткого времени (3-4 года), чем у юношей (4-5 лет) Этот возраст считается периодом выраженного увеличения сексуальных желаний и сексуальной энергии, особенно у мальчиков.

Однако все процессы созревания протекают крайне неравномерно и неодновременно, причем это проявляется как на межиндивидуальных (один мальчик 14-15 лет может быть постпубертатном, другой - пубертатным, а май Рети - предпубертатном), так и на внутреннем индивидуальном уровне (различные биологические системы одного и того же человека созревают неодновременно).

Основные аспекты физического созревания - скелетная зрелость, появление вторичных половых признаков и период скачка в росте - тесно связаны друг с другом, как у мужчин, так и у женщин Подростковый возраст характеризуется быстрым, неравномерным ростом и развитием организма. Происходит отверждения скелета, совершенствуется мышечная система Однако неравномерность развития сердца и кровеносных сосудов,

Основные закономерности возрастных изменений организма связаны с неравномерным созреванием отдельных органов и систем, с этапными возрастными скачками и ускорением темпов биологического развития. Созревание отдельных органов и систем в течение индивидуальной жизни происходит в разное время. В первую очередь созревают системы, способствующие выживанию организма при переходе от внутриутробного развития к свободным, независимым от материнского тела условиям существования. В процессе индивидуального развития ранее всего созревают функциональные системы, которые обеспечивают выживание организма. Гетерохронность (неравномерность) в развитии отдельных органов и систем отчетливо проявляется и на различных этапах онтогенеза (19).

Индивидуальное развитие подвержено влиянию внешней среды и социальных факторов. Важную роль в возрастном совершенствовании физиологических функций играет систематическая мышечная деятельность. Повышение экономичности физиологических функций при систематических занятиях физическими упражнениями приводит к усилению процессов анаболизма и снижению энергетических трат в условиях основного обмена (1).

Отличительной анатомической чертой организма подростка является опережающий рост костей его скелета сравнительно с мышечной массой. И хотя в организме человека уже имеются к этому возрасту зоны известного окостенения в целом, опорно-двигательный аппарат подростка представляет собой легко деформируемую систему.

В младшем школьном возрасте начинается этап предварительной подготовки.

Основные задачи на этом этапе - укрепление здоровья и всестороннее физическое развитие детей, обучение их основам техники выполнения обширного комплекса физических упражнений, привитие интереса к занятиям спортом.

Дети младшего школьного возраста чувствительны к направленному воздействию на развитие их двигательной функции, совершенствование морфологических структур двигательного аппарата.

В младшем школьном возрасте отличается значительное ускорение темпов структурных преобразований во всех звеньях сердечно-сосудистой системы: увеличивается масса сердца, наблюдается утолщение стенок миокарда, широкий просвет сосудов и относительно больший, чем у взрослых, минутный объем крови обеспечивают достаточное кровоснабжение органов. Однако в отличие от взрослых достижение необходимого минутного объема осуществляется у этих детей преимущественно за счет частоты сердечных сокращений, компенсирующей относительно небольшой ударный объем сердца. Высокая ЧСС на фоне пониженного артериального давления вызывает дополнительное напряжение в деятельности сердечно-сосудистой системы. Систематическое артериальное давление у школьников составляет в среднем 95-110 мм рт.ст., а диастолическое - 2/3 от него.

В период с 6-7 до 9-10 лет значительно увеличивается масса легких, количество альвеол приближается к их числу у взрослых. Одновременно с увеличением возможностей внешнего дыхания и сердечно-сосудистой системы отмечается рост показателей потребления кислорода как в условиях покоя, так и при напряженной физической работе. Данные изменения отражают повышение возможностей обеспечения мышц кислородом, совершенствование энергообменных процессов.

Важной особенностью детей младшего школьного возраста является динамика развития анализаторов. Так, зоны коры больших полушарий, имеющие отношение к двигательному анализатору, становятся уже достаточно зрелыми. Вместе с тем тесных функциональных взаимоотношений между двигательным, зрительным и другими анализаторами пока еще нет. В этом возрасте отмечается также недостаточная зрелость областей коры головного мозга, программирующие и контролирующие произвольные движения, что отражающих как на освоении, так и на воспроизведении многих движений со сложной двигательной структурой.

Таким образом, функциональные возможности младших школьников по многим показателям уступают возможностям взрослым, но прогрессирующее развитие отдельных органов и структур позволяет направленно воздействовать на более ускоренное их развитие и тем самым повышать функциональные возможности организма в целом.

Младший школьный возраст является наиболее благоприятным для развития многих физических способностей.

У детей 7-11 лет имеются более благоприятные возможности для воспитания скорости движений, чем у детей 12-15 лет. Это обусловлено естественным ростом быстроты движений, а в 12-15 лет увеличением скорости бега главным образом в результате развития скоростно-силовых качеств и мышечной силы.

В том случае, если на этапе предварительной спортивной подготовки не используются средства и методы воспитания скоростно-силовых качеств, быстрота и скоростно-силовые качества занимающихся развиваются неудовлетворительно. Применение эффективных средств воспитания скоростно-силовых качеств в повышенном объеме способствует не только повышению уровня скоростно-силовой подготовленности занимающихся, но и успешному решению других педагогических задач.

В возрастной период 6-13 лет происходит весьма интенсивное развитие организма человека. В период между 7 и 11 годами координация произвольных движений у детей значительно улучшается. Движения становятся разнообразнее и точнее, приобретают плавность и гармоничность. Дети этого возраста овладевают умением дозировать свои усилия, подчинять движения определенному ритму, вовремя затормаживать их и обходиться без ненужных сопутствующих движений.

Повышение регулирующей роли коры головного мозга создает благоприятные предпосылки для целенаправленного педагогического воздействия. Поэтому на этапе предварительной спортивной подготовки в занятиях с младшими школьниками целесообразно использование обширного комплекса средств, направленных на приобретение всесторонней физической подготовленности, овладение основами техники физических упражнений.

Это обусловливает необходимость постоянного контроля за величиной и направленностью физических нагрузок. Следует применять специальные комплексы упражнений для формирования «мышечного корсета», поддерживающего его нормальную осанку. Нужно избегать упражнений с резкими односторонними толчками, асимметричным подниманием тяжестей, натуживаний, чрезмерной и длительной нагрузки на опорную поверхность стоп (17).

Из физиологических особенностей можно отметить значительное увеличение объема сердца, улучшение показателей дыхательных процессов и энерготрат на выполнение физической работы у подростков по сравнению с детьми.

Данные факторы в существенной мере определяют функциональную и морфологическую основу организма человека. Следовательно, подростки легче, чем дети выполняют тренировочную нагрузку как малой, так и значительной мощности. Последнее допустимо с использованием больших потенциальных возможностей подростка к созданию функционального резерва - достаточного уровня подготовленности важнейших систем и функций организма к высокоинтенсивной работе (1).

С позиции психологии подросток отличается неуравновешенностью и неустойчивостью настроения, неуверенностью и нерешительностью, повышенной чувствительностью в общении с окружающими, стремлением к самостоятельности. Развиваются мышление, память, совершенствуется способность подростка управлять своим вниманием.

Оценивая способности двигательной функции подростка, выделим два научно установленных факта:

до 12-14 лет ребенок осваивает около 90 % всего объема двигательных навыков, которые он приобретает в жизни;

к 13-14 годам входит в завершающую фазу формирование системы управления движениями. Таким образом, подросток практически не уступает взрослому в выполнении сложнокоординационных движений, зато существенно превосходит его в способности обучаться новым движениям.

В основе индивидуальных особенностей кроме индивидуальных показателей лежит различие между биологическим и паспортным возрастом молодого человека. Зависит величина такого различия от экзогенных и гормональных факторов, а проявляется в имеющейся разнице между физическим развитием и подготовленностью.

Экзогенными факторами являются социальное окружение молодого человека, питание, профессиональный уклон, место и условия жительства и др. Гормональные факторы определяют степень половой зрелости (24).

Программа индивидуального возрастного развития регулируется генетическим аппаратом. На определенных возрастных этапах дерепрессируется (растормаживается) строго определенная часть генома. Внешне это выражается в ускоренном созревании (скачок, критический период) той или иной структуры и функции.

Половое созревание у мальчиков продолжается до 17-18 лет. Пубертатный период сопровождается наиболее интенсивными темпами развития организма, сложными морфофункциональными перестройками, связанными с подготовкой к репродукционной функции. В этом периоде отмечаются и наиболее высокие темпы роста, и увеличение массы тела.

В пубертатном периоде происходит скачкообразное изменение как структуры, так и функции отдельных органов и систем. У мальчиков пубертатный скачок наблюдается между 12,5-15,5 годами. Максимальный скачок роста в этом периоде составляет около 10 см. Скачок роста происходит главным образом за счет удлинения туловища. Через три месяца после ростового скачка наступает резкое увеличение мышечной массы, а через полгода - увеличение массы тела.

Скачкообразные изменения отмечаются и в размерах внутренних органов - сердца, печени, желудка.

С завершением периода полового созревания не заканчиваются процессы роста и развития. В юношеском возрасте (17-21 год) продолжается рост тела в длину (на 1-2 см в год), завершается структурное и функциональное созревание соматических и вегетативных систем.

Период зрелости, когда практически заканчивается формирование и прогрессивное развитие организма, наступает к 21 году.

Подростковый возраст неоднороден - в 13-15 лет происходит усиление ростовых особенностей и особенно конечностей. Отставание в темпах роста туловища сказывается на развитии внутренних органов. Именно эта закономерность откладывает отпечаток на развитие подростков, при неправильном построении тренировочного процесса появляется опасность перенапряжения.

У подростков на этой стадии появляется гипертония 120-140 мм. рт. столба. Существенных биохимических изменений в мышцах не происходит, но мышечная система начинает активно развиваться. Энергетический объем усиливается и становится менее устойчивым, поэтому любые дополнительные затраты энергии приводят к использованию менее экономичных анаэробных источников. К 15-17 годам частота сердечных сокращений в покое приближается к показателю взрослых. Улучшается снабжение кислородом, повышается показатель максимального потребления кислорода. При построении тренировочного процесса необходимо учитывать эти физиологические особенности, чтобы правильно подобрать упражнения.

Подростковый период - это важнейший период, когда с помощью средств физического воспитания можно значительно поднять уровень двигательных качеств. Биологические перестройки организма с периодом полового созревания, требуют от тренера исключительного внимания к планированию физических нагрузок. За счет интенсивного развития быстроты движений занимающиеся хорошо адаптируются к скоростным нагрузкам и могут показывать большие результаты в упражнениях (1,17,19).

Морфофункциональные системы организма

Принято выделять следующие системы организма :

костную (скелет человека);

мышечную, кровеносную;

дыхательную;

пищеварительную;

• систему крови;

  желез внутренней секреции;

  анализаторов и др.

Рассмотрим некоторые из них.

Костная система и ее функции

У человека более 200 костей (85 парных и 36 непарных), которые в зависимости от формы и функций делятся на :

В каждой кости содержатся все виды тканей, но преобладает костная, представляющая разновидность соединительной ткани. В состав кости входят органические и неорганические вещества . Неорганические вещества (65-70% сухой массы кости) - это в основном фосфор и кальций. Органические (30 - 35%) - это клетки кости, коллагеновые волокна.

Эластичность, упругость костей зависит от наличия в них органических веществ, а твердость обеспечивается минеральными солями. Кости детей более эластичны и упруги: в них преобладают органические вещества; кости же пожилых людей более хрупки: они содержат большое количество неорганических веществ.

На рост и формирование костей существенное влияние оказывают социально-экономические факторы: питание, окружающая среда и т.д. Дефицит питательных веществ, солей или нарушение обменных процессов, связанных с синтезом белка, незамедлительно отражаются на росте костей. Недостаток витаминов С, D, кальция или фосфора нарушает естественный процесс обызвествления и синтеза белка в костях, делает их более хрупкими. На изменение костей влияют и физические нагрузки. При систематическом выполнении значительных по объему и интенсивности статических и динамических упражнений кости становятся более массивными, в местах прикрепления мышц формируются хорошо выраженные утолщения - костные выступы, бугры и гребни. Происходит внутренняя перестройка компактного костного вещества, увеличиваются количество и размеры костных клеток, кости становятся значительно прочнее. Правильно организованная физическая нагрузка при выполнении силовых и скоростно-силовых упражнений способствует замедлению процесса старения костей.

Все кости человека соединены посредством суставов , связок и сухожилий .

Движение осуществляется с помощью сустава, в котором соединяются две кости. - подвижные соединения, область соприкосновения костей в которых покрыта суставной сумкой из плотной соединительной ткани. Суставная жидкость уменьшает трение между поверхностями при движении, эту же функцию выполняет и гладкий хрящ, покрывающий суставные поверхности.

Сухожилия соединяют скелетные (произвольно сокращающиеся) мышцы с костями. Соединительная ткань сухожилий находится на обоих концах мышцы (в местах прикрепления).

Суставная капсула прочно соединяется со связками - плотными волокнистыми структурами, соединяющими две кости. Они помогают стабилизировать сустав и предотвращают неестественные движения, позволяя в то же время совершать движения в нормальных условиях.

Главная функция суставов - участвовать в осуществлении движений. Они выполняют роль демпферов, гасящих инерцию движения и позволяющих мгновенно останавливаться в процессе движения.

При систематических занятиях физическими упражнениями и спортом суставы развиваются и укрепляются, повышается эластичность связок и мышечных сухожилий, увеличивается гибкость. И, наоборот, при отсутствии движений разрыхляется суставной хрящ и изменяются суставные поверхности, сочленяющие кости, появляются болевые ощущения, возникают воспалительные процессы.

Общее представление о мышечной системе человека и ее функциях

В теле человека насчитывается более 600 мышц . Мышцы составляют: у мужчин - 42% веса тела; у женщин - 35%; в пожилом возрасте - 30%; у спортсменов - 45-52%. Более 50% веса всех мышц располагается на нижних конечностях, 25-30% - на верхних конечностях; 20-25% - в области туловища и головы.

Соотношение числа медленных и быстрых двигательных единиц в одной и той же мышце генетически обусловлено и может весьма значительно различаться.

Мышечная система обеспечивает многообразные движения человека, вертикальное положение тела и различные позы в пространстве, фиксацию внутренних органов в определенном положении, дыхательные движения, усиление тока крови, лимфы и других жидкостей («мышечный насос»), теплорегуляцию и совместно с другими функциональными системами целый ряд других физиологических процессов.

Существует три вида мускулатуры :

Гладкие мышцы расположены в стенках кровеносных сосудов и некоторых внутренних органах. Они сужают или расширяют сосуды, продвигают пищу по желудочно-кишечному тракту, сокращают стенки мочевого пузыря. Их работа не зависит от воли человека.

Поперечно-полосатые мышцы - это все скелетные мышцы, которые обеспечивают многообразные движения тела. Их работа находится под волевым контролем.

Основным морфофункциональным элементом нервно-мышечного аппарата является двигательная единица (ДЕ), состоящая из мотонейрона с иннервируемыми им мышечными волокнами. Число мышечных волокон, входящих в одну ДЕ, различно в разных мышцах (к примеру, в глазных мышцах одна ДЕ содержит 13-20 мышечных волокон, а ДЕ внутренней головки икроножной мышцы - 1500-2500).

По морфологическим и функциональным особенностям ДЕ делятся на:

медленные, неутомляемые;

быстрые, устойчивые к утомлению;

быстрые, легкоутомляемые.

Скелетные мышцы человека состоят из ДЕ всех трех типов: одни - из преимущественно медленных, другие - из преимущественно быстрых, третьи содержат и те и другие виды ДЕ. Соотношение числа медленных и быстрых ДЕ в одной и той же мышце генетически обусловлено и может весьма значительно различаться. Так, например, в четырехглавой мышце бедра человека соотношение медленных волокон может варьировать от 40 до 98%.

Сердечная мышца состоит из поперечно-полосатых мышечных волокон. Они сокращаются быстро. Как и гладкие мышцы, сердечная мышца работает без участия воли человека.

Основа мышц - белки, составляющие 80-85% мышечной ткани. Главное свойство мышечной ткани - сократимость. Она обеспечивается благодаря мышечным белкам - актину и миозину .

Мышца имеет волокнистую структуру. Каждое волокно - это мышца в миниатюре. Совокупность этих волокон и образует мышцу в целом. Мышечное волокно в свою очередь состоит из миофибрилл .

Различают красные мышечные волокна и белые мышечные волокна . Они содержатся в мышцах в разных пропорциях.

Красные мышечные волокна имеют большой запас гликогена и липидов, обладают способностью к длительному напряжению и выполнению продолжительной динамической работы.

Белые мышечные волокна сокращаются быстрее красных волокон, но не способны к длительному напряжению.

К мышце подходят и от нее отходят (принцип рефлекторной дуги) многочисленные нервные волокна. Двигательные нервные волокна передают импульсы от головного и спинного мозга, приводящие мышцы в рабочее состояние; чувствительные волокна передают импульсы в обратном направлении, информируя центральную нервную систему о деятельности мышц.

Каждую мышцу пронизывает разветвленная сеть капилляров, по которым поступают необходимые для жизнедеятельности мышц вещества и выводятся продукты обмена.

Скелетная мускулатура

Скелетные мышцы входят в структуру опорно-двигательного аппарата , крепятся к костям скелета и при сокращении приводят в движение отдельные звенья скелета.

Они участвуют в удержании положения тела и его частей в пространстве, обеспечивают движения при ходьбе, беге, жевании, глотании, дыхании и т.д., вырабатывая при этом тепло. Скелетные мышцы обладают способностью возбуждаться под влиянием нервных импульсов. Возбуждение проводится до сократительных структур (миофибрилл), которые, сокращаясь, выполняют двигательный акт - движение или напряжение.

У человека насчитывается около 600 мышц и большинство из них парные. В каждой мышце различают активную часть (тело мышцы) и пассивную (сухожилие) .

Мышцы, действие которых направлено противоположно, называются антогонистами , однонаправленно - синергистами . Одни и те же мышцы в различных ситуациях могут выступать в том и другом качестве.

По функциональному назначению и направлению движений в суставах различают мышцы сгибатели и разгибатели , приводящие и отводящие , сфинктеры (сжимающие) и расширители .

Краткий обзор скелетных мышц

Мышцы туловища включают мышцы грудной клетки, спины и живота. Мышцы грудной клетки участвуют в движениях верхних конечностей, а также обеспечивают дыхательные движения. Мышцы спины участвуют в поддержании вертикального положения тела, при сильном напряжении вызывают прогибание туловища назад. Брюшные мышцы поддерживают давление внутри брюшной полости, участвуют в некоторых движениях тела, в процессе дыхания.

Сокращение и напряжение мышцы осуществляется за счет энергии, освобождающейся при химических превращениях, которые происходят при поступлении в мышцу нервного импульса или нанесении на нее непосредственного раздражения. В качестве основного поставщика энергии выступает аденозинтрифосфорная кислота.

Мышцы головы и шеи - мимические, жевательные, приводящие в движение голову и шею.

Мышцы верхних конечностей обеспечивают движение плечевого пояса, плеча, предплечья и приводят в движение кисть и пальцы.

Мышцы нижних конечностей обеспечивают движения бедра, голени и стопы. Многие мышцы бедра, голени и стопы принимают участие в поддержании тела человека в вертикальном положении. Мышцы передней и задней половин тела представлены на рис. 4.1 , 4.2 .

Общее представление о морфофизиологическом механизме и энергетике мышечного сокращения

Морфофизиологический механизм мышечного сокращения и следующего за ним обязательного расслабления (релаксации) достаточно сложен и связан с особенностями строения и наличием характерных (специализированных) свойств мышцы. Скелетная мышца состоит из пучков вытянутых в длину клеток - мышечных волокон, обладающих тремя свойствами: возбудимостью, проводимостью и сократимостью. Свойство физиологической сократимости, присущее только мышечной клетке, обеспечивается присутствием в ней саркоплазматического ретикулума , который представляет собой замкнутую биологическую систему внутриклеточных образований, напоминающих трубочки и цистерны, окружающих каждую миофибриллу .

Сокращение и напряжение мышцы осуществляется за счет энергии, освобождающейся при химических превращениях, которые происходят при поступлении в мышцу нервного импульса или нанесении на нее непосредственного раздражения. В качестве основного поставщика энергии выступает АТФ (аденозинтрифосфорная кислота) .

АТФ в организме играет роль «универсальной валюты», идущей на оплату всех энергетических потребностей живых клеток. Так как запасы АТФ в мышцах невелики, чтобы поддерживать их деятельность, необходим непрерывный ресинтез АТФ. Его восполнение и образование энергии в принципе происходит двумя способами - в зависимости от того, присутствует при этом кислород или нет.

Реакции, совершающиеся в бескислородной среде получили название анаэробных . Освобождение энергии в этом случае происходит за счет мгновенного расщепления богатых энергией веществ на менее богатые. Последнее звено в этом расщеплении - когда гликоген превращается в молочную кислоту.

Сложный вид сахара, родственный крахмалу. Сахар и другие виды углеводов, которые мы потребляем, накапливается в организме в виде гликогена. Следовательно, для простоты можно записать:

гликоген → молочная кислота + энергия

Этот механизм расщепления может давать большой эффект, и он может использоваться при кратковременной максимальной работе (спринтерский бег, бег вверх по лестнице), когда необходимо внезапно проявить силу, а кровоснабжение мышц при этом недостаточно. Недостаток же заключается в том, что в работающих мышцах накапливается молочная кислота и им становится трудно справляться с воздействием кислой среды. Молочная кислота для мышцы является веществом утомления, и поэтому мышца может работать только незначительное время.

Реакции, происходящие с участием кислорода, получили название аэробных . Образование энергии и восстановление запасов АТФ в этом случае происходит за счет окисления углеводов и жиров. При этом образуются углекислый газ и вода. Часть энергии расходуется на восстановление молочной кислоты в глюкозу и гликоген. При этом обеспечивается ресинтез АТФ:

углеводы + жиры → углекислый газ + вода + энергия

Аэробный ресинтез АТФ отличается высокой экономичностью, а также универсальностью в использовании субстратов: окисляются все органические вещества организма (аминокислоты, белки, углеводы, жирные кислоты и др.). Однако он требует потребления кислорода, доставка которого в мышечную ткань обеспечивается дыхательной и сердечно-сосудистой системами, что естественно связано с их напряжением. Кроме того, развертывание аэробного образования АТФ продолжительно по времени и невелико по мощности.

Понятие о кислородном запросе и кислородном долге

Количество кислорода, необходимое для полного обеспечения выполняемой работы, называют кислородным запросом . Но органы кислородного снабжения «тяжелы на подъем», они не могут быстро удовлетворить кислородный запрос. Поэтому образуется кислородный долг .

Обычно в общем кислородном долге различают две фракции: алактатную и лактатную .

Первую связывают с ресинтезом АТФ и с восполнением израсходованных кислородных резервов организма . Эта часть кислородного долга оплачивается очень быстро (не более, чем за 1-1,5 мин).

Вторая фракция отражает окислительное устранение лактатов (молочной кислоты) . Ликвидация лактатной фракции кислородного долга происходит более медленными темпами (от нескольких минут до 1,5 часа).

Кровь как физиологическая система, жидкая ткань и орган

(в совокупности с лимфой и тканевой жидкостью представляет внутреннюю среду организма) - жидкая ткань, циркулирующая в кровеносной системе и обеспечивающая жизнедеятельность клеток и тканей организма в качестве органа и физиологической системы (видео 4.1).

За счет реализации транспортной функции обеспечивает постоянство основных физиологических и биохимических параметров, осуществляя гуморальную связь между функциональными системами и тканями организма.

Это тот промежуток времени, за который кровь проходит через большой и малый круги кровообращения. В покое время полного кругооборота крови у человека составляет 20-23 с. При физических нагрузках различной мощности, объема и интенсивности оно может снижаться в 2-2,5 раза, достигая при интенсивных нагрузках 8-10 с.

Кровь состоит из плазмы (54-58%) и взвешенных в ней форменных элементов: эритроцитов, лейкоцитов, тромбоцитов (42-46%) и ряда других веществ. Образование форменных элементов крови называется гогмопоэзом и осуществляется в кроветворных органах: в костном мозге образуются эритроциты, тромбоциты, нейтрофилы, эозинофилы и базофилы; в селезенке и лимфатических узлах - лимфоциты; моноциты (самые крупные клетки белой крови, обладающие самой высокой фагоцитарной активностью по отношению к продуктам распада клеток и тканей, а также обезвреживающие токсины в очагах воспаления) - в костном мозге, селезенке и лимфатических узлах.

Красные кровяные клетки, заполнены особым белком гемоглобином, который способен образовывать соединения с кислородом и транспортировать его из легких к тканям, а из тканей переносить углекислый газ к легким, осуществляя таким образом дыхательную функцию.

В норме количество эритроцитов, содержащееся в одном кубическом мм крови, составляет у мужчин около 5 млн, а у женщин - около 4,5 млн.

При физических нагрузках выделяют три типа реакций красной крови.

Повышение количества эритроцитов (миогенный эритроцитоз) до 5-6 млн в 1 мл крови и, как следствие, незначительное повышение гемоглобина. К исходному уровню эти показатели приходят спустя несколько часов.

Существенно усиливается функция кроветворения, приводящая к увеличению в крови незрелых форм эритроцитов, снижению количества зрелых и концентрации гемоглобина. Восстановление исходного уровня в этом случае происходит в течение 2-3 суток.

Имеет место при многодневной напряженной физической нагрузке и характеризуется угнетением кроветворной функции, при этом значительно снижается количество эритроцитов и гемоглобина в крови. В этой ситуации период восстановления картины красной крови может достигать 5-7 дней, что может сигнализировать о развитии хронического утомления и даже переутомления организма.

Жидкое состояние крови и замкнутость кровеносного русла являются необходимыми условиями жизнедеятельности организм. Эти условия обеспечиваются системами свертывания (гемокоагуляции) и антисвертывания (гемоантикоогуляции) крови.

Белые кровяные тельца, выполняют защитную функцию, уничтожая инородные тела и болезнетворные микробы, непосредственно в пораженных местах.

Принимают активное участие в иммунологических реакциях и формировании иммунитета - способности организма защищаться от генетически чужеродных тел и веществ. Процентное соотношение различных форм лейкоцитов в крови называют лейкоцитарной формулой , которая в определенной степени может служить лакмусовой бумажкой при оценке функционального состояния человека. Общее количество лейкоцитов в крови и лейкоцитарная формула не является постоянными. - это увеличение числа лейкоцитов в периферической крови, а лейкопения - его уменьшение. Продолжительность жизни лейкоцитов - 7-10 дней. Количество лейкоцитов в крови здорового человека варьирует и составляет в покое около 6-8 тыс. в одном кубическом мм крови.

Маленькие кровяные пластинки, обладают активным метаболизмом, играют ведущую роль в сложном процессе свертывания крови (защитная функция). Количество тромбоцитов в кубическом мм крови составляет 200-300 тыс.

При физических нагрузках отмечается увеличение количества тромбоцитов (миогенный тромбоцитоз) в 1,5-2 раза. Наличие миогенного тромбоцитоза связано с укорочением периода свертываемости крови и, надо полагать, обусловлено рефлекторной защитной реакцией организма на возможные ситуации вынужденных травм и кровотечений.

Представляющая собою бесцветную жидкость, на 90-92% состоит из воды и на 8-10% из взвешенных твердых и растворенных веществ (глюкоза, белки, жиры, различные соли, гормоны, витамины, питательные и другие продукты обмена веществ). Физико-химические свойства плазмы определяются наличием в ней органических и минеральных веществ. В плазме крови находятся и антитела, создающие иммунитет организма к ядовитым веществам инфекционного или какого-либо иного происхождения, микроорганизмам и вирусам. Плазма крови принимает активное участие в транспортировке углекислого газа к легким.

Изменения, происходящие в системе крови при физических нагрузках различного объема и интенсивности, отражают общие физиологические закономерности функциональных реакций организма на конкретную нагрузку и направлены на поддержание, сохранение и восстановление относительного постоянства внутренней среды организма.

Важнейшим свойством плазмы является осмотическое давление , присущее растворам, отделенным друг от друга полупроницаемой мембраной, создается движением молекул растворителя (например, воды) через мембрану в сторону большей концентрации растворенного вещества. Основную роль в величине осмотического давления играют минеральные соли. Клетки крови имеют осмотическое давление, одинаковое с плазмой. Та часть осмотического давления, которая обусловлена белками плазмы крови, называется онкотическим , которое имеет важное значение для процессов фильтрации и распределения воды между кровью и тканями организма.

Для характеристики активной реакции крови (кислая она или щелочная) пользуются водородным показателем (рН) , который является отрицательным десятичным логарифмом концентрации водородных ионов. При показателе рН, равном 7,0, реакция является нейтральной, кислая среда (ацидоз) имеет рН ниже 7,0, щелочная (алкалоз) - выше 7,0. В норме кровь имеет слабощелочную реакцию: рН артериальной крови равен 7,4, венозной - 7,35. От величины этой реакции зависят процессы окисления и восстановления в клетках, процессы расщепления и синтеза белков, гликолиза, окисления углеводов и жиров, способность гемоглобина отдавать тканям кислород. Постоянство рН крови поддерживается ее буферными системами (бикарбонатная, фосфатная, гемоглобиновая и белков плазмы) и активной деятельностью органов выделения. Все буферные системы создают в крови относительно постоянный щелочной резерв, который особенно препятствует сдвигу реакции крови в кислую сторону.

Общее количество крови составляет 7-8% массы тела человека . В покое 40-50% крови выключено из кровообращения и находится в «кровяных депо»: печени, селезенке, сосудах кожи, мышц, легких. В случае необходимости (например, при мышечной работе) запасной объем крови включается в кровообращение и рефлекторно направляется к работающему органу. Выход крови из «депо» и ее перераспределение по организму регулируется ЦНС.

Мышечная деятельность приводит к существенным изменениям в системе крови: накапливаются в результате повышенного образования недоокисленные продукты обмена веществ, вследствие развивающейся гипоксии происходит сдвиг кислотно-щелочного равновесия в сторону метаболического ацидоза. Буферные системы в этой ситуации оказываются неспособными нейтрализовать накопившиеся в крови продукты неполного окисления. Снижение щелочного резерва крови при значительной мышечной работе на 95% обусловлено повышением концентрации в первую очередь молочной кислоты и других кислых продуктов, и на 5% - увеличением содержания свободных жирных кислот в плазме крови. При длительной работе за счет увеличения относительного количества форменных элементов крови, связанного с выходом жидкости из сосудистого русла, вязкость крови может повыситься с 4-5 до 7-8 ед. Повышение вязкости крови, увеличивая периферическое сопротивление току крови, может существенно затруднять работу сердечно-сосудистой системы, если учесть, что при этом усиливается активность свертывающей и антисвертывающей систем крови.

Таким образом, изложенный далеко не в полной мере материал показывает, что изменения, происходящие в системе крови при физических нагрузках различного объема и интенсивности, отражают общие физиологические закономерности функциональных реакций организма на конкретную нагрузку и направлены на поддержание, сохранение и восстановление относительного постоянства внутренней среды организма.

Понятие о группах крови

Еще в самом начале прошлого века было сформулировано учение о группах крови и возможностях ее переливания, связанного с большой кровопотерей, от одного человека (донора) к другому (реципиенту). Было выделено четыре группы крови , встречающихся у людей. Эта классификация не утратила своего значения и в наши дни и основана на наличии антигенов, находящихся в эритроцитах (агглютиногенов А и В) и в плазме крови (агглютининов альфа и бэта). Агглютиноген А и агглютинин альфа, а также В и бэта называются одноименными. В крови не могут встречаться одноименные антигены - они вступают в реакцию агглютинации, которая приводит к склеиванию и разрушению (гемолизу) эритроцитов.

В эритроцитах I группы крови не содержится агглютиногенов вообще, а в плазме имеются только агглютинины альфа и бэта.

В эритроцитах II группы содержится агглютиноген А, а в плазме - агглютинин бэта.

В эритроцитах III группы содержится агглютиноген В, а в плазме - агглютинин альфа.

IV группа характеризуется содержанием агглютиногенов А и В и полным отсутствием агглютининов.

Логично, что людям с I группой можно переливать кровь только этой группы, а их кровь - представителям всех других групп. Поэтому доноров с I группой крови называют универсальными, а с IV группой - универсальными реципиентами. Кровь II и III групп можно переливать только людям с одноименной, а также с IV группой.

Сердечно-сосудистая система

Одна из важнейших физиологических - включает в себя сердце, выполняющее функцию насоса, и кровеносные сосуды (артерии, артериолы, капилляры, вены, венулы). Транспортная функция сердечно-сосудистой системы состоит в том, что сердце обеспечивает продвижение крови по замкнутой цепи эластичных кровеносных сосудов.

Систолическое , или максимальное артериальное давление (АД) - это максимальный уровень давления, развивающийся во время систолы. У взрослых относительно здоровых людей в покое обычно составляет 110-125 мм рт. ст. С возрастом оно увеличивается и к 50-60 годам находится в пределах 130-150 мм рт. ст.

Диастолическое , или минимальное АД - это минимальный уровень давления крови при диастоле. У взрослых составляет обычно 60-80 мм рт. ст.

Пульсовое давление - это разница между систолическим и диастолическим АД (в норме у человека 30-35 мм рт. ст.). Наряду с другими показатель пульсового давления используется в определенных ситуациях специалистами клиники и спортивной медицины.

Изменения АД при различных видах мышечной деятельности безусловно имеют место. Повышение уровня систолического давления при сокращении скелетных мышц - одно из необходимых условий адаптивных (приспособительных) реакций системы кровообращения и организма в целом к выполнению мышечной работы. Увеличение АД обеспечивает адекватное кровоснабжение работающих мышц, повышая уровень их работоспособности. При этом изменения показателей АД обуславливаются характером выполняемой работы: динамическая она или циклическая, интенсивная или объемная, глобальная или локальная.

Полый четырехкамерный (два желудочка и два предсердия) мышечный орган весом от 220 до 350 г у мужчин и от 180 до 280 г у женщин, совершающий ритмические сокращения с последующим расслаблением, благодаря которым происходит кровообращение в организме (видео 4.2).

автономное, автоматическое устройство . Сокращения сердца происходят вследствие периодически возникающих в самой сердечной мышце электрических импульсов. В отличие от скелетной мышцы, сердечная обладает рядом свойств, обеспечивающих ее непрерывную ритмическую активность: возбудимостью, автоматией, проводимостью, сократимостью и рефрактерностью (кратковременным снижением возбудимости). В каждом сокращении участвуют все мышечные волокна, а сила сокращения сердечной мышцы в отличие от скелетной не может изменяться путем вовлечения различного числа клеток сердечной мышцы (закон «все или ничего»). Работа сердца заключается в ритмичной смене сердечных циклов, состоящих из трех фаз: сокращения предсердий, сокращения желудочков и общего расслабления сердца. Однако в целом деятельность сердца корректируется многочисленными прямыми и обратными связями, поступающими от различных органов и систем организма. Функция сердца постоянно связана с центральной нервной системой, которая оказывает на его работу регулирующее воздействие.. Одним из важнейших показателей работы сердца является минутный объем кровообращения (МОК) или по-иному «сердечный выброс» (СВ) - количество крови, выбрасываемое желудочком сердца в течение минуты. МОК - это интегративный показатель работы сердца, зависящий от ЧСС и величины систолического объема (СО) - количества крови, выбрасываемого сердцем в сосудистое русло при одном сокращении. Естественно, что эти показатели имеют одно значение в условиях относительного покоя и существенно меняются в зависимости от функционального состояния сердца, объема, интенсивности и вида мышечной деятельности, уровня тренированности и т.д.

Сердечно-сосудистая система состоит из большого и малого кругов кровообращения. Левая половина сердца обслуживает большой круг кровообращения, правая - малый.

Основными физическими показателями гемодинамики (движения крови в системе) являются: давление крови в сосудах, создаваемое насосной функцией сердца; разница давлений между различными отделами сосудистой системы «вынуждает» кровь продвигается в сторону низкого давления.

Повышение уровня систолического давления при сокращении скелетных мышц - одно из необходимых условий адаптивных (приспособительных) реакций системы кровообращения и организма в целом к выполнению мышечной работы.

(ЧСС) - один из самых информативных и интегративных показателей функционального состояния не только сердечно-сосудистой системы, но и всего организма в целом. Зачастую понятие ЧСС не совсем правомерно отождествляют с понятием пульс. - это результат непосредственных ритмических сокращений сердца, представляющий собой регистрируемую каким-либо способом (например, пальпаторно) волну колебаний, распространяемую по эластичным стенкам артерий в результате гидродинамического удара порции крови, выбрасываемой в аорту под большим давлением при очередном сокращении левого желудочка. Однако частота пульса соответствует ЧСС.

ЧСС (или пульс) существенно разнятся в зависимости от того, когда и при каких условиях этот показатель регистрируется: в условиях относительного покоя (утром, натощак, лежа или сидя, в комфортной обстановке); при выполнении какой-либо физической нагрузки, непосредственно после нее или на различных этапах периода восстановления. В покое пульс практически здорового, не адаптированного к систематическим физическим нагрузкам (нетренированного) молодого мужчины в возрасте 20-30 лет колеблется в диапазоне 60-70 ударов в минуту (уд/мин) и 70-75 - у женщин. С возрастом ЧСС в покое несколько возрастает (у 60-75-летних на 5-8 уд/мин). Чтобы удовлетворить повышение доставки кислорода к мышцам в процессе выполнения работы, должен увеличиться объем поступающей к ним в единицу времени крови. Увеличение показателя ЧСС непосредственно связано с увеличением МОК. Если, например, мощность работы циклического характера выразить через величину потребляемого кислорода (в процентах от величины максимального потребления - МПК), то ЧСС возрастает в линейной зависимости от мощности работы и потребления кислорода.

У «особей» женского пола ЧСС в подобных случаях обычно на 10-12 уд/мин выше.

Дыхательная система

Дыхательная система включает в себя носоглотку, гортань, трахею, бронхи и легкие. Она стоит на пути вдыхаемого воздуха и за счет дыхательных движений грудной клетки осуществляет вентиляцию важнейшего органа дыхательной системы человека - легких (видео 4.3 , 4.4).

В процессе дыхания из атмосферного воздуха, в составе которого содержится около 21% кислорода, этот кислород поглощается и через специальные образования легких - альвеолы - поступает в кровь организма, а из организма обратным путем выделяется углекислый газ. Таким образом, дыхание - это совокупность процессов, обеспечивающих потребление организмом кислорода и выделение избытка углекислого газа, направленных на поддержание газового гомеостаза организма в целом, параметрами которого являются такие показатели, как парциальное напряжение кислорода, углекислого газа и рН артериальной крови. Газообмен между клетками организма и окружающей средой в итоге и служит конечной целью функции дыхательной системы.

Механизм дыхания имеет рефлекторный (автоматический) характер . Изменение объема полости грудной клетки осуществляется в результате деятельности дыхательной мускулатуры (в покое - это диафрагма и наружные межреберные мышцы, при интенсивной мышечной работе в процесс дыхания вовлекаются дополнительно мышцы брюшного пресса, внутренние межреберные и другие скелетные мышцы). Ритмические дыхательные движения осуществляются путем смены вдоха (инспирация) и выдоха (экспирация). При вдохе объем грудной клетки увеличивается (увлекая за собой легкие) за счет поднятия ребер и уплощения диафрагмы, при необходимости увеличения глубины вдоха и выдоха, например, во время выполнения физических нагрузок, «на помощь» приходят скелетные мышцы. Вдох - всегда активный двигательный акт, при осуществлении которого совершается работа, а выдох может осуществляться и пассивно (например, в условиях покоя).

Легкие (левое и правое) располагаются в герметически закрытой полости грудной клетки. Они покрыты тонкой гладкой оболочкой - плеврой , такая же оболочка выстилает изнутри полость грудной клетки, образуя плевральную щель, или полость, заполненную некоторым количеством плевральной жидкости и воздуха, где давление при обычных условиях всегда ниже атмосферного. В условиях относительного покоя человек дышит таким образом, что задействованной оказывается только часть легких. Поэтому всегда остается резерв для вдоха и выдоха.

Выделяют четыре первичных легочных объема воздуха : дыхательный , поступающий в легкие при каждом вдохе; резервный воздух вдоха , дополнительно вдыхаемый после нормального вдоха; резервный выдоха , дополнительно выдыхаемый после нормального выдоха; остаточный , остающийся после глубокого выдоха.

Кроме них существуют понятия о легочных емкостях, которых тоже четыре. Одна из них - жизненная емкость легких (ЖЕЛ) . ЖЕЛ - количество воздуха, которое может быть выдохнуто из легких после максимального вдоха. Этот показатель широко используется при оценке уровня физического развития и физической подготовленности. С возрастом абсолютные величины дыхательных объемов и емкостей вначале (от 10 до 20 лет) увеличиваются, а относительные сохраняются и стабилизируются до 35-40 лет.

Величина ЖЕЛ, у практически здоровых людей, не тренирующихся специально, составляет у женщин - 2,5-3,0 л, а у мужчин - 3,0-4,0 л. У спортсменов одинакового возраста и роста этот показатель зависит от специализации (например, у представителей циклических видов спорта, таких как легкая атлетика, плавание, академическая гребля, лыжные гонки и некоторые другие, ЖЕЛ может достигать 7,0-8,0 и даже 9,0 л).

В процессе текущих учебно-тренировочных занятий после выполнения больших физических нагрузок ЖЕЛ может незначительно уменьшаться (на 100-200 мл), восстанавливаясь в дни отдыха.

Этап дыхания, при котором кислород из атмосферного воздуха переходит в кровь, а углекислый газ из крови - в атмосферный воздух, называют внешним дыханием . Перенос газов кровью - следующий этап. И, наконец, тканевое (или внутреннее) дыхание - потребление клетками кислорода и выделение ими углекислоты как результат биохимических реакций, связанных с образованием энергии, которая должна обеспечить многообразные процессы жизнедеятельности организма. Таким образом, процесс дыхания - это целый комплекс физиологических и биохимических процессов, в реализации которых участвует не только дыхательная система, но и целый ряд других, в частности, система крови и кровообращения.

Систематические занятия физическими упражнениями, особенно циклического характера, укрепляют и развивают дыхательную мускулатуру, что способствует увеличению объема и подвижности (экскурсии) грудной клетки с одной стороны и расширению функциональных возможностей организма с другой.

Система пищеварения и выделения

Пищеварительная система состоит из ротовой полости, слюнных желез, глотки, пищевода, желудка, тонкого и толстого кишечника, печени и поджелудочной железы. В этих отделах пищеварительной системы пища в виде пищевых продуктов, в состав которых должны входить белки, жиры, углеводы, минеральные соли, витамины и вода, механически и химически перерабатывается, перемещается, переваривается и усваивается (всасывается). Процессы пищеварения в разных отделах желудочно-кишечного тракта имеют свои особенности моторной, секреторной, всасывающей и выделительной функций переработки пищи.

Первый пищеварительный сок (слюна) встречается на пути пищи в ротовой полости. Он содержит ферменты, расщепляющие углеводы. Общее количество слюны, выделяемое за сутки, составляет 1-1,5 л. Через 15-20 с пребывания во рту пищевой комок, измельченный и смоченный слюной, через пищевод попадает в желудок. Находясь в ротовой полости, пища раздражает вкусовые, тактильные и температурные рецепторы, как пусковой механизм вызывает рефлекторные акты секреции слюнных, желудочных и поджелудочной железы, активизирует выход желчи в двенадцатиперстную кишку и изменят моторную функцию желудка (видео 4.5).

Пищеварительные функции желудка состоят в депонировании пищи, дальнейшей ее механической (периодические сокращения мышц желудка), химической обработке желудочным соком и постепенной эвакуации в двенадцатиперстную кишку (видео 4.6).

За сутки у человека выделяется 2-2,5 л желудочного сока. Переваривание пищи в желудке обычно происходит в течение 6-8 часов и зависит от ее состава, объема и количества выделившегося желудочного сока. В двенадцатиперстной кишке пищевая масса подвергается воздействию кишечного сока , желчи печени и сока поджелудочной железы. Здесь пища долго не задерживается, и основные процессы пищеварения происходят в нижележащих отделах кишечника (видео 4.7 , 4.8).

Регулярные занятия физическими упражнениями и мышечная работа относительно умеренной интенсивности, повышая обмен веществ и энергии, увеличивает потребность организма в питательных веществах и тем самым стимулирует функции системы пищеварения. Однако выполнение физических нагрузок целесообразно не ранее, чем через 1,5-2 ч. после приема пищи.

Выделительную систему образуют почки (видео 4.9), мочеточники и мочевой пузырь, которые обеспечивают выделение из организма с мочой вредных продуктов обмена веществ (до 75%) (видео 4.10). Кроме того, некоторые продукты обмена выделяются через кожу (с секретом потовых и сальных желез), легкие (с выдыхаемым воздухом) и через желудочно-кишечный тракт.

За счет выделительной системы в организме обеспечиваются мочеобразовательный и гомеостатический процессы: поддерживается кислотно-щелочное равновесие (рН), необходимый объем воды и солей, стабильное осмотическое давление, ионный состав, выводятся продукты белкового обмена, регулируется кровяное давление, эритропоэз и свертывание крови, а также секреция ферментов и биологически активных веществ, участвующих в регуляции и поддержании постоянства внутренней среды организма.

Несколько слов о потоотделении , которое выполняет ряд важнейших функций: освобождает организм от конечных продуктов обмена веществ; путем выведения воды и солей поддерживает постоянство осмотического давления; нормализует температуру тела вследствие теплоотдачи при испарении пота с поверхности кожи. Пот содержит 98-99% воды, минеральных солей и органических веществ. За сутки в условиях относительного покоя при комфортной температуре окружающей среды выделяется около 500-600 мл пота. Различают термическое (находится в прямой зависимости от повышения температуры окружающей среды) и эмоциональное (возникает при различных психических реакциях и умственном перенапряжении) потоотделение. Потоотделение при физических нагрузках представляет сочетание обоих видов. При этом происходит значительное перераспределение крови. Усиленный ее приток к работающим мышцам приводит к снижению почечного кровотока (примерно в 4 раза), к уменьшению мочеобразования. В такой ситуации основную выделительную функцию берут на себя потовые железы.

Нервная система

Нервная система состоит из центрального (головной и спинной мозг) и периферического отделов (неровные образования спинного мозга и расположенные на периферии нервные узлы). Основными структурными элементами нервной системы являются нервные клетки, или нейроны, основными функциями которых являются: восприятие раздражений от рецепторов, их переработка и передача нервных влияний на другие нейроны или рабочие органы.

Центральная нервная система (ЦНС) координирует деятельность различных органов и систем организма и регулирует ее в условиях изменяющейся внешней среды по механизму рефлекса (видео 4.11). - это ответная реакция организма на действие раздражителей, осуществляемая с участием ЦНС. Нервный путь рефлекса называется рефлекторной дугой (видео 4.12). У человека ведущим отделом ЦНС является кора больших полушарий. Процессы, протекающие в центральной нервной системе, лежат в основе всей психической деятельности человека.

Головной мозг представляет скопление огромного количества нервных клеток. Он состоит из переднего, промежуточного, среднего и заднего отделов. Строение головного мозга несравнимо сложнее строения любого органа человеческого тела. Мозг активен не только во время бодрствования, но и во время сна.

Ухудшение кровоснабжения головного мозга может быть связано с гиподинамией . В этом случае возникает головная боль различной локализации, интенсивности и продолжительности, головокружение, слабость, понижается умственная работоспособность, ухудшается память, появляется раздражительность. Чтобы охарактеризовать изменения умственной работоспособности, используется комплекс методик, оценивающих различные ее компоненты (внимание, объем памяти и восприятия, логическое мышление).

Спинной мозг является низшим и наиболее древним отделом ЦНС, лежит в спинномозговом канале, образованном дужками позвонков. Первый шейный позвонок - граница спинного мозга сверху, а граница внизу - второй поясничный позвонок (видео 4.13).

Спинной мозг выполняет рефлекторную и проводниковую для нервных импульсов функции. Рефлексы спинного мозга подразделяются на двигательные и вегетативные , обеспечивающие элементарные двигательные акты: сгибательные, разгибательные, ритмические (например, шагательные, беговые, плавательные и др., связанные с чередующимися рефлекторными изменениями тонуса скелетных мышц). В структуре спинного мозга находятся нервы, иннервирующие кожу, слизистые оболочки, мускулатуру головы и ряд внутренних органов, функции пищеварительных процессов, жизненно важных центров (например, дыхательного), анализаторов и т.д. Всевозможные травмы и заболевания спинного мозга могут приводить к расстройству болевой, температурной чувствительности, нарушению структуры сложных произвольных движений, мышечного тонуса.

Вегетативная нервная система (ее еще называют автономной ) - специализированный отдел нервной системы, регулируемый как произвольно (в содружестве с соматическим отделом нервной системы), так и непроизвольно (через кору больших полушарий).

Вегетативная нервная система регулирует деятельность внутренних органов - дыхания, кровообращения, выделения, размножения, желез внутренней секреции (видео 4.14). Она в свою очередь подразделяется на симпатический и парасимпатический отделы этой нервной структуры.

Мозговая ткань потребляет в 5 раз больше кислорода, чем сердце, и в 20 раз больше, чем мышцы. Составляя всего около 2% массы тела человека, мозг поглощает 18-25% потребляемого всем организмом кислорода. Мозг значительно превосходит другие органы и по потреблению глюкозы. Он использует 60-70% глюкозы, образуемой печенью, и это несмотря на то, что мозг содержит меньше крови, чем другие органы.

Возбуждение симпатического отдела приводит к повышению кровяного давления, выходу крови из депо, поступлению в кровь глюкозы, ферментов, повышению метаболизма тканей, что связано с расходом энергии (эрготрофная функция ).

При возбуждении парасимпатических нервов тормозится работа сердца, повышается тонус гладкой мускулатуры бронхов, сужается зрачок, стимулируются процессы пищеварения, происходит опорожнение желчного и мочевого пузыря, прямой кишки.

Действие парасимпатической нервной системы направлено на восстановление и поддержание постоянства состава внутренней среды организма, нарушенного в результате деятельности симпатической нервной системы (трофотропная функция ) (видео 4.15).

Рецепторы и анализаторы

Способность организма быстро приспосабливаться к изменениям окружающей среды реализуется благодаря специальным образованиям - рецепторам , которые, обладая строгой специфичностью, трансформируют внешние раздражители (звук, температуру, свет, давление) в нервные импульсы, поступающие по нервным волокнам в центральную нервную систему.

Рецепторы человека делятся на две основные группы: экстеро- (внешние) и интеро- (внутренние) рецепторы . Каждый такой рецептор является составной частью анализирующей системы, которая называется анализатором .

Анализатор состоит из трех отделов - рецептора, проводниковой части и центрального образования в головном мозге (видео 4.16).

Высшим отделом анализатора является корковый отдел .

Перечислим названия анализаторов, о роли которых в жизнедеятельности человека известно многим. Это:

кожный анализатор (тактильная, болевая, тепловая, холодовая чувствительность);

двигательный (рецепторы в мышцах, суставах, сухожилиях и связках возбуждаются под влиянием давления и растяжения);

вестибулярный (расположен во внутреннем ухе и воспринимает положение тела в пространстве);

зрительный (свет и цвет);

слуховой (звук);

обонятельный (запах);

вкусовой (вкус);

висцеральный (состояние ряда внутренних органов).

Значение сенсорных систем в жизнедеятельности организма трудно переоценить. Велико оно и при мышечной деятельности в процессе организации физкультурно-оздоровительной и спортивно-массовой работы. Формирование двигательных умений и навыков происходит в результате аналитико-синтетической деятельности коры больших полушарий на основе сложного взаимодействия информации, поступающей со стороны зрительной, слуховой, вестибулярной, проприоцептивной и других сенсорных систем. Одновременно при этом сенсорные системы участвуют и в регуляции функционального состояния организма в процессе, во время и после выполнения физической нагрузки.

Эндокринная система

Железы внутренней секреции , или эндокринные железы , вырабатывают особые биологические вещества - гормоны . Гормоны обеспечивают гуморальную (через кровь, лимфу, межтканевую жидкость) регуляцию физиологических процессов в организме, попадая во все органы и ткани. Часть продуцируется только в определенные периоды, большинство же - на протяжении всей жизни человека. Они могут тормозить или ускорять рост организма, половое созревание, физическое и психическое развитие, регулировать обмен веществ и энергии, деятельность внутренних органов. К железам внутренней секреции относят: щитовидную, околощитовидные, зобную, надпочечники, поджелудочную, гипофиз, половые железы и ряд других (видео 4.17).

Гормоны, как вещества высокой биологической активности, несмотря на чрезвычайно малые концентрации в крови способны вызывать значительные изменения в состоянии организма, в частности в осуществлении обмена веществ и энергии . Гормоны сравнительно быстро разрушаются, и для поддержания их определенного количества в крови необходимо, чтобы они неустанно выделялись соответствующей железой.

Практически все расстройства деятельности желез внутренней секреции вызывают понижение общей работоспособности человека.

Общая характеристика эндокринных функций

Обладают дистанционным действием, характеризуются специфичностью, которая выражается в двух формах: одни гормоны (например, половые) влияют только на функцию некоторых органов и тканей, другие управляют лишь определенными изменениями в цепи обменных процессов и в активности регулирующих эти процессы ферментов. Гормоны классифицируются по ряду основных признаков.

Во-первых, по химической природе , во-вторых, по знаку процесса воздействия (возбуждение или торможение), в-третьих, по локализации , месту воздействия и по другим специфическим функциональным особенностям. Они синтезируются и выделяются во внутреннюю среду организма эндокринными железами , или железами внутренней секреции .

Эндокринная железа - это анатомическое образование, лишенное выводных протоков, единственной или основной функцией которого является внутренняя секреция гормонов. Существуют и экзокринные железы, внешняя секреция которых осуществляется через выводные протоки во внешнюю среду. В некоторых органах могут присутствовать одновременно оба типа секреции (поджелудочная и половые железы). Одна и та же железа внутренней секреции может продуцировать неодинаковые по своему действию гормоны и осуществляться разными эндокринными железами (например, половые гормоны продуцируются и половыми железами, и надпочечниками).

Часть гормонов продуцируется только в определенный период, большинство же - на протяжении всей жизни человека. Они могут тормозить или ускорять рост организма, половое созревание, физическое и психическое развитие, регулировать обмен веществ и энергии, деятельность внутренних органов и т.д.

Выше уже упоминалось, что к железам внутренней секреции относят :

щитовидную железу (гормоны тироксин, трийодтиронин и др. регулируют процессы, связанные с ростом и развитием ребенка, оказывают влияние на минеральный обмен и сопротивляемость организма к инфекционным заболеваниям);

околощитовидные (паращитовидные) железы (паратгормон, или паратирин, или паратиреиодный гормон, тирокальциотонин регулируют обмен кальция и фосфора в организме);

надпочечники - парная железа, состоит из коркового и мозгового слоя:

1) гормоны коркового слоя - кортикостероиды (минералкортикоиды, глюкорткоиды, половые гормоны, преимущественно андрогены) - регулируют минеральный и углеводный обмен, влияют на половые функции и пр. (открыто более 40 веществ);

2) гормоны мозгового слоя - катехоламины (адреналин и норадреналин, физиологические эффекты которых аналогичны активации симпатической нервной системы, но гормональный эффект является более длительным);

• поджелудочная железа - относится к железам со смешанной секрецией (гормоны, участвующие в поддержании уровня сахара в крови - инсулин, глюкагон);

  гипофиз (более 20 гормонов, влияние которых делают гипофиз ведущей железой внутренней секреции, оказывающей воздействие не только на функции организма вообще, но и на функцию почти всех желез внутренней секреции);

  половые железы , или гонады , (семенники (яички) у мужчин и яичники у женщин относятся к железам со смешанной секрецией (мужские половые гормоны (андрогены) и женские (эстрогены) необходимы для полового созревания, появления вторичных половых признаков);

  вилочковую (тимус) железу (тимозин, участвующий в иммунологических реакциях и процессах, а также в реализации воздействия некоторых гормонов, влияет на рост и развитие организма и обмен кальция);

  эпифиз, шишковидную железу (вырабатывает серотонин и мелатонин, а также норадреналин и гистамин, угнетает развитие половых желез, предотвращая преждевременное половое созревание, участвует в регуляции углеводного и водно-солевого (электролитного) обмена, в управлении рядом важнейших функций организма);

  плаценту (гормоны плаценты обеспечивают нормальное протекание беременности).

Гормоны, как вещества высокой биологической активности, несмотря на чрезвычайно малые концентрации в крови способны вызывать значительные изменения в состоянии организма, в частности в осуществлении обмена веществ и энергии.

Некоторые из перечисленных желез вырабатывают кроме гормонов еще секреторные вещества (например, поджелудочная железа участвует в процессе пищеварения, выделяя секреты в двенадцатиперстную кишку; продуктом внешней секреции мужских половых желез являются сперматозоиды, а женских - яйцеклетка).

Нервное и гуморальное (через кровь и другие жидкие среды) воздействие на различные органы, ткани и их функции представляет собой проявление единой системы нейрогуморальной регуляции функций организма. Функции эндокринных желез регулируются центральной нервной системой через гипоталамус .

Роль гормонов в осуществлении мышечной активности чрезвычайно велика. Вот несколько подтверждающих примеров. При мышечной деятельности активизируется деятельность щитовидной железы и усиливается тканевое расщепление ее гормонов - тироксина, трийодтиронина и тирокальциотонина. Гормон эпифиза мелатонин под влиянием света в дневное время продуцируется в меньшем количестве, что обусловливает цикличность активности эпифиза, соответствующую периодам дня и ночи, являясь своего рода биологическими часами организма, обеспечивающими естественный уровень работоспособности. Под влиянием адреналина, гормона мозгового слоя надпочечников, ускоряется и усиливается деятельность сердца, повышается его возбудимость и увеличивается скорость проведения импульсов по сердечной мышце; важное значение при мышечных нагрузках имеет сокращение мышц стенок кровеносных сосудов в органах, которые являются кровяными депо, а также расслабление гладких мышц бронхов, что способствует уменьшению сопротивления движению воздуха при форсированном дыхании и, естественно, увеличивает транспорт кислорода к активно работающим тканям, органам и системам. С действием адреналина на обмен веществ связан известный факт восстановления работоспособности утомленных мышц при его введении. Во время выполнения физических нагрузок, сопровождающихся усиленным потоотделением, продукция гормона коркового слоя надпочечников - альдостерона - усиливается, в результате чего замедляется выделение с мочой натрия и калия, компенсируя этот процесс через механизм потоотделения. Усиленное выделение альдостерона предохраняет организм от существенных изменений содержания натрия и калия в плазме крови, что имеет важное значение при длительных нагрузках на выносливость (например, при длительном беге).

Вентральная часть промежуточного мозга, многофункциональная система, обладающая важными регулирующими и интегрирующими воздействиями на вегетативные функции, регуляцию деятельности эндокринной системы, теплового баланса, пищевых и половых инстинктов, биологических ритмов, поведенческих реакций, мотиваций и эмоций.

Гипоталамус целенаправленно регулирует секрецию тропных гормонов гипофиза и через нее - секрецию эндокринных желез. Подобное взаимодействие обеспечивает оптимальный для возрастного периода уровень гормонов. При этом гипоталамические центры являются не только главным звеном системы регуляции выработки гормонов, но и играют ведущую роль в формировании полового поведения. Таким образом, становится очевидным, что репродуктивная функция обеспечивается не только, хотя и в первую очередь, мужской и женской половыми системами, а связана с целым комплексом функционально взаимодействующих биологических систем и процессов.

Гипофиз играет особую роль в системе желез внутренней секреции (видео 4.18). С помощью своих гормонов он регулирует деятельность других эндокринных желез. Состоит из передней, промежуточной и задней долей. В гипофизе человека промежуточная доля практически отсутствует. Гормоны задней доли гипофиза образуются в гипоталамусе и транспортируются в гипофиз, где депонируются и в дальнейшем поступают в кровь. Антидиуретический гормон, или вазопрессин, связан с функционированием почек и способствует выделению излишков воды. Окситокцин действует на мышечный слой матки и миоэпителиальное образование молочной железы. Передняя доля гипофиза выделяет шесть гормонов. Четыре из них стимулируют активность других желез (щитовидную, кору надпочечников), два остальных - гонадотропные, стимулируют созревание фолликулов в яичниках и сопровождают овуляцию и образование желтого тела.

Помимо этого, передняя доля гипофиза вырабатывает еще два гормона - гормон роста соматотропин и гормон пролактин, участвующий в формировании функции лактации. К факторам, повышающим секрецию гормонов гипофиза, относятся определенные виды стресса и особенно интенсивная мышечная деятельность .

Репродуктивные органы

Репродуктивные органы представляют собой различные морфофункциональные структуры (половые органы), обеспечивающие половой способ размножения, связанный со сменой поколений человеческих популяций. Слияние сперматозоида с яйцеклеткой называют процессом оплодотворения, что приводит к образованию зиготы, способной расти, развиваться и давать начало новому организму, объединяющему отцовские и материнские гены и наследующему их признаки (видео 4.19).

Мужская половая система образована семенниками (яичками), семявыносящими протоками, придаточными половыми железами, предстательной железой, семенными пузырьками, половым членом.

Женская - представлена яичниками, маточными трубами, маткой, влагалищем, большими и малыми половыми губами, клитором.

Действие половых гормонов проявляется на самых ранних стадиях эмбрионального развития, определяя половую дифференцировку растущего организма, формирование полового аппарата и строение ряда систем. Особенно резко влияние гормонов сказывается во время полового созревания, в процессе которого степень полового диморфизма все возрастает. В половом созревании принято различать три фазы - препубертатную , пубертатную и постпубертатную . Первая имеет место за два-три года до появления признаков полового созревания, вторая - от появления вторичных половых признаков до первых поллюций у мальчиков и первой менструации у девочек. Заключительным этапом полового созревания является половая зрелость, характеризующаяся общим физическим развитием и морфофункциональным состоянием половых органов в такой степени, что может позволять без ущерба для здоровья осуществлять половые функции. У лиц женского пола это возраст 16-18 лет, а у лиц мужского пола - 18-20 лет.

Однако надо всегда иметь в виду, что материнство и отцовство - очень ответственные не только биологические, но и социальные функции перед потомством в человеческом обществе. Понятие «половая жизнь» объединяет целую гамму соматических висцеральных, психических, социальных процессов и отношений, в основе которых заложено и посредством которых удовлетворяется половое влечение, должно предусматривать личностное объединение между мужчиной и женщиной, духовное общение между ними. В человеческом обществе взаимоотношение полов регулируется нормами морали, при этом особое значение имеют брачные отношения.

С наступлением половой зрелости в половых органах женского организма возникают периодические изменения, называемые циклами . Как уже говорилось, их регуляция осуществляется эндокринной системой. Во время очередного цикла происходит созревание фолликулов и овуляция - выход зрелых, способных к оплодотворению яйцеклеток. Если оплодотворения не происходит, наступает период, когда на месте лопнувшего фолликула вслед за овуляцией образуется желтое тело - временная железа, продуцирующая гормон прогестерон, главная функция которого в этой ситуации - подготовка к обеспечению беременности. У небеременных женщин этот гормон участвует в регуляции менструального цикла. Затем желтое тело начинает рассасываться и тормозится выработка прогестерона, начинают развиваться новые фолликулы, и снова усиливается секреция эстрогенных гормонов. Менструальный цикл (в среднем его продолжительность составляет 28 дней с возможными колебаниями от 21 до 32 дней) обеспечивает интеграцию процессов, необходимых для репродуктивной функции. Различают яичниковый (3 фазы) и маточный (4 фазы) циклы. При изменении функционального состояния центральной нервной системы под влиянием различных факторов внутренней и внешней среды менструальный цикл может нарушаться. Первая менструация - наиболее достоверный признак полового созревания женского организма. Средний возраст появления первого маточного кровотечения в нашей географической зоне - 12-13 лет. Однако следует знать, что первые признаки полового созревания у девочек могут иметь место между 8-12 годами.

За последние 100 лет произошло ускорение полового созревания в связи с акселерацией , выражающейся в увеличении размеров тела и более ранними сроками формирования многих функций, в том числе и половых. Считается, что акселерация является частью общей тенденции к некоторому изменению в биологических особенностях современного человека. Эта тенденция имеет место и в наши дни, так как предполагается, что в XXI в. молодежь будет в среднем на 10 см выше, чем их сверстники 60-х гг. XX в. К признакам, определяющим половую принадлежность, следует отнести: размеры тела, различие в строении и взаимодействии отдельных систем и органов, которые устанавливаются на субклеточном, клеточном, органном, системном и организменном уровнях.

Процессы половой дифференцировки происходят в ходе онтогенеза (индивидуальное развитие), которое охватывает эмбриональный и постэмбриональный периоды. Эмбриональный период определяет будущую генетическую программу организма и, в частности, дифференцировку половых желез. За время эмбрионального развития и внутриутробной жизни организма происходит не только развитие половых органов, но и формирование гормональной системы, о роли которой в двигательной деятельности говорилось выше.

В зависимости от периода после рождения (новорожденность, раннее детство, подростковый, юношеский возраст) формируются морфофизиологические взаимоотношения в организме, которые обеспечивают развитие и полное формирование репродуктивной системы. Например, юношеский возраст у девушек - 16-20 лет, а у юношей - 17-21.

Состояние беременности

Состояние организма матери при беременности связано с механизмом развития беременности и плода. До 9-й недели внутриутробного развития формирующийся организм носит название зародыша или эмбриона, а уж затем до рождения называется плодом. С перестройкой функций эндокринной и нервной системы при беременности значительным изменениям подвергается обмен веществ и потребление кислорода, заметно изменяется белковый, углеводный, жировой, водный и минеральный обмен, повышается значимость витаминов. У плода процессы ассимиляции преобладают над процессами диссимиляции, что обеспечивает его быстрый рост, а материнский организм обеспечивает оптимальные условия для развития плода.

Результатом законченного эмбрионального развития являются роды. Они осуществляются благодаря сокращениям мускулатуры матки и брюшного пресса, который должен готовиться к родовой функции с помощью физических упражнений задолго и специально. Необходимо знать, что важнейшим анатомическим признаком человека являются молочные железы, которые относятся к органам размножения. - вскармливание новорожденных молоком из молочных желез матери - одно из важнейших биологических приспособлений. Грудное молоко имеет сложный химический состав и по биологической ценности превосходит все другие продукты питания. В нем содержится огромное количество различных веществ, в том числе более 30 жирных кислот, 20 аминокислот, 17 витаминов, около 40 минеральных веществ, много ферментов и т.д. Ряд соединений (казеин, лактоза) ни в каких других продуктах питания не встречаются.

Нервные и физические перегрузки, так же как и недогрузки, загрязненный воздух городов, алкоголь, курение и другие вредные факторы окружающей среды и вредные привычки взрослых очень негативно сказываются на морфофункциональном и психическом состоянии неокрепшего организма ребенка. И чем он раньше сталкивается с так называемыми издержками цивилизации, тем существеннее и пагубнее последствия этих влияний. Особенно подвержены факторам риска при этом еще не родившиеся и грудные дети. Родители и особенно мать должны знать и помнить, что отведенные природой девять месяцев на внутриутробное развитие плода во многом определяют биологическую и социальную судьбу ребенка в предстоящей жизни.

Если родители хотят, чтобы их ребенок был благополучным и полноценным человеком в обществе, они должны еще до его зачатия, а тем более в период беременности матери и надолго после рождения, призвать в союзники своей семьи здоровый образ жизни.

На здоровье, физическое развитие и диапазон функциональных возможностей будущего ребенка существенно влияет активный двигательный режим матери, который способствует увеличению притока артериальной крови к работающим мышцам и соответственно оттока крови от матки. Эта ситуация приводит к дефициту кислорода и питательных веществ для плода, который вынужден проявлять собственную активность в борьбе за свое существование, совершая толчки, мощные разгибательные движения, упражняя тем самым собственный двигательный аппарат. Поэтому будущей матери необходимо систематически выполнять доступный комплекс физических упражнений, зарядку и прогулки на свежем воздухе, чередовать их с легкой домашней работой, доставляющей удовольствие, и создавать положительный эмоциональный настрой.