Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Негосударственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
ПЕРМСКИЙ ГУМАНИТАРНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
Кафедра психологии
ВОЗРАСТНАЯ ФИЗИОЛОГИЯ
Часть 1. Онтогенетические аспекты развития организма
для студентов специальности 030301 «Психология»
высшего профессионального образования,
слушателей профессионально переподготовки
по направлению «Практическая психология»
Пермь, 2008
Ф 56
Возрастная физиология: Учеб. пособие. для студ. спец-ти 030301 «Психология» высш. проф. обр., слуш. проф. переп. по напр. «Практическая психология». Часть 1 /Сост. Третьякова М.В. – Пермь: РИГ НОУ ВПО ПГТИ, 2008. – 105 с.
Составитель: Третьякова М.В., доцент кафедры психологии.
Учебное пособие по дисциплине «Возрастная физиология» предназначено для студентов специальности 030301 «Психология» высшего профессионального образования, слушателей профессионально переподготовки по направлению «Практическая психология».
Пособие может быть использовано при изучении следующих дисциплин: «Анатомия и физиология детей и подростков», «Физиология ЦНС», «Физиология ВНД и сенсорных систем».
© НОУ ВПО «Пермский гуманитарно-технологический институт», 2008
ЧАСТЬ 1
1. Предмет и содержание курса
Физиология — наука о функциях живого организма как единого целого, о процессах, протекающих в нем, и механизмах его деятельности.
Возрастная физиология является самостоятельной ветвью физиологии. Она изучает особенности жизнедеятельности организма в различные периоды онтогенеза (греч. ontos — существо, особь; genesis — развитие, происхождение; индивидуальное развитие особи с момента зарождения в виде оплодотворенной яйцеклетки до смерти), функции органов, систем органов и организма в целом по мере его роста и развития, своеобразие этих функций на каждом возрастном этапе.
Значение возрастной физиологии для психологии и педагогики. Необходимость для педагогов и воспитателей знания возрастных особенностей функционирования организма ребенка неоднократно подчеркивалась учеными. По их мнению, первое, что должен знать педагог — это строение и жизнь человеческого тела — анатомию и физиологию человеческого тела и его развитие; без этого нельзя быть хорошим педагогом, правильно растить ребенка.
Педагогическая эффективность обучения находится в тесной зависимости от того, в какое учитываются анатомо-физиологические особенности детей и подростков, периоды развития, для которых характерна наибольшая восприимчивость к воздействию тех или иных факторов, а также периоды повышенной чувствительности и пониженной сопротивляемости организма. Знание физиологии ребенка необходимо при физическом воспитании для определения эффективных методов обучения двигательным действиям на уроках физической культуры, для разработки методов формирования двигательных навыков, развития двигательных качеств, для определения содержания физкультурно-оздоровительной работы в школе.
Важное значение возрастная физиология имеет для понимания возрастных особенностей психологии ребенка. Объективное изучение функций мозга детей разного возраста позволяет выявить механизмы, определяющие специфику осуществления психических и психофизиологических функций на разных этапах развития детского организма, установить этапы, наиболее чувствительные к корригирующим педагогическим воздействиям, направленным на развитие таких важных для педагогического процесса функций, как восприятие информации, внимание, познавательные потребности.
В решении задач гармонического развития учащихся и укрепления их здоровья существенно важно не только обеспечить соответствие условий, режима обучения анатомо-физиологическим особенностям детей, но и активное целенаправленное влияние на рост и развитие, повышение работоспособности и функциональных возможностей организма, расширение границ его адаптационных возможностей.
Задача данного курса состоит в том, чтобы вооружить студентов-психологов современными сведениями о возрастных особенностях развивающегося организма, знаниями закономерностей, лежащих в основе сохранения и укрепления здоровья детей, поддержания их высокой работоспособности при различных видах учебной и трудовой деятельности.
2. Общие закономерности роста и развития детей и подростков
2.1 Закономерности роста и развития организма
Организм как целое. Организм человека представляет собой сложнейшую систему иерархически (соподчиненно) организованных подсистем и систем, объединенных общностью строения и вы полняемой функцией. Элементом системы является клетка. В организме человека более 100 триллионов клеток. Клетки представляют собой, в свою очередь микросистему, отличающуюся сложной структурно-функциональной организацией и многосторонним взаимодействием с другими клетками. Совокупность клеток, сходных по происхождению, строению и функции, образует ткань. Основные типы тканей: эпителиальная, соединительная, костная, мышечная и нервная. Каждая из тканей выполняет определенную функцию и обладает специфическими свойствами. Характерным свойством мышечной ткани является сократимость, нервной ткани — возбудимость и проводимость.
Ткани образуют органы. Органы занимают в теле постоянное положение, имеют особое строение и выполняют определенную функцию. Так, сердце играет роль насоса и обеспечивает поступление крови во все органы и ткани; почки осуществляют выделе ние конечных продуктов обмена веществ; легкие осуществляют газообмен организма с внешней средой, обеспечивая организм кислородом, и т. д. Орган состоит из нескольких видов тканей, но одна из них всегда преобладает и определяет его главную, ведущую функцию.
Органы, совместно выполняющие определенную функцию, образуют систему органов. Например, слюнные железы, желудок, печень, поджелудочная железа, кишечник объединены в систему пищеварения, сердце и сосуды — в систему кровообращения.
Деятельность всех структур организма, начиная с клетки и кончая системой органов, согласованна и подчинена единому целому. Каждая структурная единица вносит свой вклад в функционирование организма, но организм — не сумма отдельных структур, а единое целое и как целое приобретает свои особые свойства, осуществляет свою жизнедеятельность и взаимодействует со средой,
Единство организма и среды. Функции целостного организма осуществляются только при тесном взаимодействии со средой. Организм реагирует на среду и использует ее факторы для своего существования и развития. Основоположник отечественной физиологии И.М.Сеченов в научное определение организма включал и среду, влияющую на него. Физиология целостного организма изучает не только внутренние механизмы регуляции физиологических процессов, но и механизмы, обеспечивающие взаимодействие и единство организма с окружающей средой.
Гомеостаз и регуляция функций в организме. Все процессы жизнедеятельности организма могут осуществляться только при условии сохранения относительного постоянства внутренней среды организма. К внутренней среде организма относят кровь, лимфу и тканевую жидкость, с которой клетки непосредственно соприкасаются.
Способность сохранять постоянство химического состава и физико-химических свойств внутренней среды называют гомеостазом. Это постоянство поддерживается непрерывной работой систем органов кровообращения, дыхания, пищеварения, выделения и др., выделением в кровь биологически активных химических веществ, обеспечивающих взаимодействие клеток и органов.
В организме непрерывно происходят процессы саморегуляции физиологических функций, создающие необходимые для существования организма условия.
Саморегуляция — свойство биологических систем устанавливать и поддерживать на определенном, относительно постоянном уровне те или иные физиологические или другие биологические показатели.
С помощью механизма саморегуляции у человека поддерживается относительно постоянный уровень кровяного давления, температуры тела, физико-химических свойств крови и др. Одним из условий саморегуляции является обратная связь между регулируемым процессом и регулирующей системой, поступление информации о конечном эффекте в центральные регулирующие аппараты.
Гуморальная (лат. humor — жидкость) регуляция — один из механизмов координации процессов жизнедеятельности в организме, осуществляемой через жидкие среды организма (кровь, лимфу, тканевую жидкость) с помощью биологически активных веществ, выделяемых клетками, тканями и органами. Этот тип регуляции является наиболее древним. В процессе эволюции по мере развития и усложнения организма в осуществлении взаимосвязи между отдельными его частями и в обеспечении всей его деятельности первостепенную роль начинает играть нервная регуляция, которая осуществляется нервной системой.
Нервная система объединяет и связывает все клетки и органы в единое целое, изменяет и регулирует их деятельность, осуществляет связь организма с окружающей средой. Центральная нервная система и ее ведущий отдел — кора больших полушарий головного мозга, весьма тонко и точно воспринимая изменения окружающей среды, а также внутреннего состояния организма, своей деятельностью обеспечивают развитие и приспособление организма к постоянно меняющимся условиям существования. Нервный механизм регуляции является более совершенным.
Нервный и гуморальный механизмы регуляции взаимосвязаны. Активные химические вещества, образующиеся в организме, способны оказывать свое воздействие и на нервные клетки, изменяя их функциональное состояние. Образование и поступление в кровь многих активных химических веществ находится, в свою очередь, под регулирующим влиянием нервной системы. В этой связи правильнее говорить о единой нервно-гуморальной системе регуляции функций организма, создающей условия для взаимодействия отдельных частей организма, связывающей их в единое целое и обеспечивающей взаимодействие организма и среды.
Понятие роста и развития. Процессы роста и развития являются общебиологическими свойствами живой материи. Рост и развитие человека, начинающиеся с момента оплодотворения яйце клетки, представляют собой непрерывный поступательный процесс, протекающий в течение всей его жизни. Процесс развития протекает скачкообразно, и разница между отдельными этапами, или периодами жизни, сводится не только к количественным, но и к качественным изменениям.
Наличие возрастных особенностей в строении или деятельности тех или иных физиологических систем ни в коей мере не может являться свидетельством неполноценности организма ребенка на отдельных возрастных этапах. Именно комплексом подобных особенностей характеризуется тот или другой возраст.
Под развитием в широком смысле слова следует понимать процесс количественных и качественных изменений, происходящих в организме человека, приводящих к повышению уровней сложности организации и взаимодействия всех его систем.
Развитие включает в себя три основных фактора; рост, дифференцировку органов и тканей, формообразование (приобретение организмом характерных, присущих ему форм). Они находятся между собой в тесной взаимосвязи и взаимозависимости.
Одной из основных физиологических особенностей процесса развития, отличающей организм ребенка от организма взрослого, является рост, т. е, количественный процесс, характеризующийся непрерывным увеличением массы организма и сопровождающийся изменением числа его клеток или их размеров.
В процессе роста увеличиваются число клеток, телесная масса и антропометрические показатели. В одних органах и тканях, та ких, как кости, легкие, рост осуществляется преимущественно за счет увеличения числа клеток, в других (мышцы, нервная ткань) преобладают процессы увеличения размеров самих клеток. Какое определение процесса роста исключает те изменения массы и размеров тела, которые могут быть обусловлены жироотложением или задержкой воды. Более точный показатель роста организма — это повышение в нем общего количества белка и увеличение размеров костей.
Закономерности онтогенетического развития. К важным закономерностям роста и развития детей относятся неравномерность и непрерывность роста и развития, гетерохрония и явления опережающего созревания жизненно важных функциональных систем.
И. А. Аршавский сформулировал «энергетическое правило скелетных мышц» в качестве основного фактора, позволяющего понять не только специфические особенности физиологических функций организма в различные возрастные периоды, но и зако номерности индивидуального развития. Согласно его данным, особенности энергетических процессов в различные возрастные периоды, а также изменение и преобразование деятельности дыхательной и сердечно-сосудистой систем в процессе онтогенеза находятся в зависимости от соответствующего развития скелетной мускулатуры.
А. А. Маркосян к общим законам индивидуального развития отнес и надежность биологической системы.
Под надежностью биологической системы принято понимать такой уровень регулирования процессов в организме, когда обеспечивается их оптимальное протекание с экстренной мобилизацией резервных возможностей и взаимозаменяемостью, гарантирующей приспособление к новым условиям, и с быстрым возвратом к исходному состоянию. Согласно этой концепции, весь путь развития от зачатия до естественного конца проходит при нали чии запаса жизненных возможностей. Эти резервные возможности обеспечивают развитие и оптимальное течение жизненных про цессов при меняющихся условиях внешней среды.
П. К. Анохин выдвинул учение о гетерохронии (неравномерное созревание функциональных систем) и вытекающее из него учение о системогенезе. Согласно его представлениям, под функциональной системой следует понимать широкое функциональное объединение различно локализованных структур на основе получения конечного приспособительного эффекта, необходимого в данный момент (например, функциональная система акта сосания, функциональная система, обеспечивающая передвижение тела в пространстве, и др.).
Функциональные системы созревают неравномерно, включаются поэтапно, сменяются, обеспечивая организму приспособление в различные периоды онтогенетического развития.
Системогенез как общая закономерность развития особенно четко выявляется на стадии эмбрионального развития. Однако, гетерохромное созревание, поэтапное включение и смена функциональных систем характерны и для других этапов индивидуального развития.
2.2 Возрастная периодизация
Периоды развития организма. В процессе онтогенеза отдель ные органы и системы созревают постепенно и завершают свое развитие в разные сроки жизни. Эта гетерохрония созревания обусловливает особенности функционирования организма детей разного возраста. Возникает необходимость выделения определенных этапов или периодов развития. Основными этапами развития являются внутриутробный и постнатальный, начинающийся с момента рождения. Во время внутриутробного периода закладываются ткани и органы, происходит их дифференцировка. Постнатальный этап охватывает все детство, он характеризуется продолжающимся созреванием органов и систем, изменениями физического развития, значительными качественными перестройками функционирования организма. Гетерохрония созревания органов и систем в постнатальном онтогенезе определяет специфику функциональных возможностей организма детей разного возраста, особенности его взаимодействия с внешней средой. Периодизация развития детского организма имеет важное значение для педагогической практики и охраны здоровья ребенка.
Распространенная в настоящее время возрастная периодизация с выделением периода новорожденное, ясельного - дошкольного и школьного возраста, подразделяющегося, в свою очередь, на младший, средний и старший школьный возраст, отражает скорее существующую систему детских учреждений, нежели системные возрастные особенности.
В современной науке нет общепринятой классификации периодов роста и развития и их возрастных границ. Симпозиум по проблеме возрастной периодизации в Москве (1965), созванный Институтом физиологии детей и подростков АПН СССР, рекомендовал схему возрастной периодизации, которая имеет значитель ное распространение. По этой схеме в жизненном цикле человека до достижения зрелого возраста выделяют следующие периоды:
I новорожденный — 1 - 10 дней;
II грудной возраст — 10 дней - 1 год;
III раннее детство — 1 - 3 года;
IV первое детство — 4 - 7 лет;
V второе детство — 8 - 12 лет мальчики, 8 - 11 лет девочки;
VI подростковый возраст — 13 - 16 лет мальчики, 12 - 15 лет девочки;
VII юношеский возраст — 17 - 21 год юноши, 16 - 20 лет де вушки.
Критерии такой периодизации включали в себя комплекс признаков, расцениваемых как показатели биологического возраста: размеры тела и органов, массу, окостенение скелета, прорезывание зубов, развитие желез внутренней секреции, степень полового созревания, мышечную силу.
Рис.1. Изменение темпов роста детей с возрастом
В этой схеме учтены особенности мальчиков и девочек. Однако вопрос о критериях биологического возраста, в том числе выявление наиболее информативных показателей, отражающих функциональные возможности организма, которые могли бы явиться основой возрастной периодизации, требует дальнейшей разработки.
Каждый возрастной период характеризуется своими специфическими особенностями. Переход от одного возрастного периода к последующему обозначают как переломный этап индивидуального развития, или критический период.
Продолжительность отдельных возрастных периодов в значительной степени подвержена изменениям. Как хронологические рамки возраста, так и его характеристики определяются прежде всего социальными факторами.
Рост и пропорции тела на разных этапах развития. Характерной особенностью процесса роста детского организма являются его неравномерность и волнообразность. Периоды усиленного роста сменяются его некоторым замедлением. Особенно ярко эта закономерность прослеживается при графическом выражении темпа роста организма ребенка (рис. 1).
Наибольшей интенсивностью рост ребенка отличается в первый год жизни и в период полового созревания, т. е. в 11 —15 лет. Если при рождении рост ребенка в среднем равен 50 см, то к концу первого года жизни он достигает 75—80 см, т. е. увели чивается более чем на 50%; масса тела за год утраивается—при рождении ребенка она равна в среднем 3,6—3,2 кг, а к концу года — 9,5—10,0 кг. S последующие годы до периода полового созревания темп роста снижается и ежегодная прибавка массы составляет 1,5—2,0 кг, с увеличением длины тела на 4,0—5,0 см.
Второй скачок роста связан с наступлением полового со зревания. За год длина тела увеличивается на 7—8 и даже 10 см. Причем с 11 —12 лет девочки несколько опережают в росте маль чиков в связи с более ранним началом полового созревания. В 13—14 лет девочки и мальчики растут почти одинаково, а с 14—15 лет мальчики и юноши обгоняют в росте девушек, и это превышение роста у мужчин над женщинами сохраняется в те чение всей жизни.
Пропорции тела с возрастом также сильно меняются (рис. 2). С периода новорожденное и до достижения зрелого возраста длина тела увеличивается в 3,5 раза, длина туловища — в 3 раза, длина руки — в 4 раза, длина ноги — в 5 раз.
Рис.2. Изменение пропорций тела с возрастом
Новорожденный отличается от взрослого человека относительно короткими конечностями, большим туловищем и большой головой. С возрастом рост головы замедляется, а рост конечностей ускоряется. До начала периода полового созревания (предпубертатный период) половые различия в пропорциях тела отсутствуют, а в период полового созревания (пубертатный период) у юношей конечности становятся длиннее, а туловище короче и таз уже, чем у девушек.
Можно отметить три периода различия пропорций между дли ной и шириной тела; от 4 до 6 лет, от 6 до 15 лет и от 15 лет до взрослого состояния. Если в предпубертатный период общий рост увеличивается за счет роста ног, то в пубертатном периоде — за счет роста туловища.
Кривые роста отдельных частей тела, а также многих органов в основном совпадают с кривой роста длины тела. Однако неко торые органы и части тела имеют иной тип роста. Например, рост половых органов происходит усиленно в период полового созрева ния, рост лимфатической ткани к этому периоду заканчивается. Размеры головы у детей 4 лет достигают 75—90% от величины : головы взрослого человека. Другие части скелета и после 4 лет продолжают интенсивно расти.
Неравномерность роста — приспособление, выработанное эво люцией. Бурный рост тела в длину на первом году жизни связан с увеличением массы тела, а замедление роста в последующие годы обусловлено проявлением активных процессов дифферен цирования органов, тканей, клеток.
Мы уже отмечали, что развитие приводит к морфологическим и функциональным изменениям, а рост — к увеличению массы тка ней, органов и всего тела. При нормальном развитии ребенка оба эти процесса тесно взаимосвязаны. Однако периоды интенсивного роста могут не совпадать с периодами дифференцировки.
Наряду с типичными для каждого возрастного периода харак теристиками имеются индивидуальные особенности развития. Они варьируют и зависят от состояния здоровья, условий жизни, сте пени развития нервной системы.
Физическое развитие — важный показатель здоровья и соци ального благополучия. Основными показателями физического раз вития являются длина тела, масса и окружность грудной клетки. Однако, оценивая физическое развитие ребенка, руководствуются не только этими соматическими величинами (soma — ело), а ис пользуют также результаты физиометрических измерений (жиз ненная емкость легких, сила сжатия кисти рук, становая сила) и соматоскопических показателей (развитие костно-мышечной систе мы, кровенаполнение, жироотложение, половое развитие, различ ные отклонения в телосложении). Только руководствуясь сово купностью этих показателей, можно установить уровень физического развития ребенка. В конце XIX — начале XX века во всех странах наблюдалось ускорение перечисленных выше показателей физического развития. Это явление получило название акселерации (лат. acceleratio — ускорение).
Оценка физического развития. Оценку физического развития производят по местным, или региональным, таблицам — стандартам физического развития либо по специально составленным оце ночным таблицам (шкалам регрессии массы тела и окружности грудной клетки по росту), опираясь на указанные параметры.
Сезонность и индивидуальные особенности темпа увеличения длины и массы тела от осени к осени диктуют необходимость проведения антропометрических исследований в одни и те же пе риоды календарного года. Самый интенсивный продольный рост происходит весной — с марта по май. За этот период скорость роста в два раза большая, чем за сентябрь — октябрь. Самая же интенсивная прибавка в массе тела происходит осенью. Существенное значение для сезонного изменения соматометрических показателей имеют особенности режима дня детей и питание.
Нарастание массы тела нередко претерпевает у детей значи мые отклонения от типичных изменений. В период адаптации при переводе дошкольников из младшей в последующие группы, а затем от воспитания в детском саду к систематическому обучению и воспитанию в школе у детей наблюдают не только снижение интенсивности нарастания массы тела, но даже ее падение (резкий дефицит). Задержка в интенсивности нарастания годичных приростов и проявление, хотя и ничтожно малых (до 0,5 кг), отри цательных сдвигов в массе тела у коллектива детей дает основание говорить о неблагоприятных изменениях физического развития и требует реализации определенных гигиенических мер, прежде всего рационализации режима воспитания и обучения.
Обычно после устранения условий, задерживающих закономерное нарастание соматометрических параметров, скорость их роста становится в 3—4 раза интенсивнее обычной, и показатели через некоторое время достигают возрастных нормативов.
Дети дисгармонического физического развития с избыточной массой тела (за счет жироотложения), как и дети, резко отстающие по длине и массе тела от средних величин, свойственных данному возрасту и полу, направляются к эндокринологу, берутся на учет школьным врачом. Такие дети нуждаются в проведении лечебно-оздоровительных мер,
Прикладное значение антропометрических исследований. Антропометрические исследования детей и подростков входят не только в программу изучения состояния здоровья, но часто осуществляются в прикладных целях: для установления размеров одежды и обуви, оборудования детских воспитательных и образовательных учреждений (парт, столов и стульев, шкафов, кроватей, вешалок, спортивного оборудования и инвентаря и др.). Для прикладных соматометрических исследований проводятся не только определения длины, но также множества других размеров тела (длины сегментов, широтных размеров, окружностей).
В целях установления, например, функциональных размеров столов и стульев ученических у большого числа школьников с I по XI (X) класс измеряют длину тела, высоту стопы, голени и бедра, переднезадний диаметр грудной клетки и другие параметры.
3. Возрастные особенности опорно-двигательного аппарата
3.1 Значение опорно-двигательного аппарата
К опорно-двигательному аппарату относятся скелет и мышцы, объединенные в единую костно-мышечную систему. Функциональное значение этой си стемы заложено в самом ее названии. Скелет и мышцы являются опорными структурами организма, ограничивающими полости, в которых расположены внутренние органы. С помощью опорно-двигательного аппарата осуществляется одна из важнейших функций организма — движение. Движение — основное внешнее про явление деятельности организма и вместе с тем необходимый фактор его развития. В условиях ограничения движений резко замедляется как физическое, так и психическое развитие. Показано, что если новорожденных животных лишить возможности свободного передвижения, то уже на первом месяце их масса становится в 3 раза меньше, чем у особей того же помета. Двигательная активность, в особенности движения рук, является одним из необходимых условий нормального развития мозга, его речевой функции и мышления. Двигательная активность играет также важнейшую роль в обменных процессах, положительно влияет на работу всех внутренних органов.
Знание возрастных особенностей органов движения и условий, способствующих их нормальному развитию, необходимо для раз работки эффективных средств и методов физического воспитания, трудового обучения, организации режима дня.
Скелет — структурная основа тела. Скелет образует структурную основу тела и в значительной мере определяет его форму и размер (рис. 28). Скелет состоит из костей, у взрослого человека их более 200. Роль костей не ограничиваете функцией опоры, Входящие в состав их тканей минеральные соли — одни из важ нейших элементов обменных процессов. В. костях находится также один из основных органов кроветворения — костный мозг.
Каждая кость — сложный орган, состоящий из костной ткани, надкостницы, костного мозга, кровеносных и лимфатических сосудов и нервов.
Кость, за исключением соединяющихся поверхностей, покрыта надкостницей. Это тонкая соединительнотканная оболочка, которая богата нервами и сосудами, проникающими из нее в кость через особые отверстия. К надкостнице прикреплены связки и мышцы. Внутренний слой надкостницы состоит из клеток, которые растут и размножаются, обеспечивая рост кости в толщину, а при переломах — образование костной мозоли.
Строение костей обеспечивает их основное свойство — механическую прочность. Свойства кости обеспечиваются также их химическим составом. Кости содержат 60% минеральных веществ, 30% органических, 10% составляет вода.
Минеральные вещества кости представлены солями кальция, фосфора, магния, обнаружены многие микроэлементы (алюминий, фтор, марганец, свинец, стронций, уран, кобальт, железо и др.). У взрослого человека в скелете сосредоточено около 1200 г кальция, 530 г фосфора, 11 г магния; 99% всего каль ция, имеющегося в теле человека, содержится в костях. Среди органических веществ — волокнистый белок — коллаген, углеводы, ферменты. Минеральные вещества, в особенности кальций, делают кости твердыми, органические вещества придают им упругость.
У детей в костной ткани преобладают органические вещества их скелет гибкий, эластичный, в связи с чем легко деформируется, искривляется при длительной и тяжелой нагрузке и неправильных положениях тела. С возрастом содержание минеральных веществ в костях увеличивается, отчего кости становятся менее эластич ными и более хрупкими.
Органические и минеральные вещества делают кость прочной, твердой и упругой и в сочетании с особенностями строения костной ткани, расположением ее пластин, ориентированных в направлении сил давления и растяжения, придают кости свойства, превосходящие многие строительные материалы и металлы. Так, кость в 30 раз тверже кирпича и в 2,5 раза тверже гранита. Кость прочнее дуба. По прочности она в 9 раз превосходит сви нец и почти так же прочна, как чугун,
Бедренная кость человека в вертикальном положении выдер живает давление груза до 1,5 т, а большеберцовая кость — до 1,8 т.
Рост и развитие костей. Молодые кости растут в длину за счет хрящей, расположенных между их концами и телом. К мо менту окончания роста костей хрящи замещаются костной тканью. За период роста в костях ребенка количество воды сокращается, а количество минеральных веществ увеличивается. Содержание ор ганических веществ при этом уменьшается.
Развитие скелета у мужчин заканчивается к 20—24 годам. При этом прекращается рост костей в длину, а их хрящевые части заменяются костной тканью. Развитие скелета у женщин за канчивается на 2—3 года раньше.
Строение и функция суставов. Различают неподвижные, мало подвижные и подвижные соединения костей, или суставы.
Неподвижное соединение костей происходит путем их срастания. Движения при этом крайне ограниченны или вовсе отсутствуют. Неподвижность костей мозгового черепа, например, достигается тем, что многочисленные выступы одной кости входят в соответствующее углубление другой. Такое соединение костей получило название шва.
Небольшая подвижность достигается упругими хрящевыми прокладками между костями. Такие прокладки находятся между отдельными позвонками. При сокращении мышц эти прокладки сжимаются и позвонки сближаются. При ходьбе, беге, прыжках хрящ действует как амортизатор, смягчая резкие толчки и пре дохраняя тело от сотрясения.
Подвижные соединения костей встречаются чаще, они обе спечиваются истинными суставами. Сочленяющиеся концы костей покрыты гиалиновым хрящом толщиной 0,2 — 0,6 мм. Этот хрящ эластичен, имеет гладкую блестящую поверхность, что значитель но уменьшает трение между костями и тем самым облегчает их движение. Область сочленения костей окружена суставной сумкой (капсулой) из очень плотной соединительной ткани,
3.2 Части скелета и их развитие
Позвоночный столб. Основными частями скелета являются скелет туловища, состоящий из позвоночного столба и грудной клетки, скелет верхних и нижних конечностей и скелет головы — череп.
Позвоночный столб человека является осевой частью, стерж нем скелета, верхним концом соединяющегося с черепом, нижним — с костями таза. Позвоночный столб занимает 40% длины тела. В нем различают следующие отделы: шейный, состоящий из 7 позвонков, грудкой — из 12 позвонков, поясничный — из 5 позвонков, крестцовый — из 5 позвонков и копчиковый — из 4—5 по звонков. У взрослого человека крестцовые позвонки срастаются в одну кость — крестец, а копчиковые — в копчик. Позвоночные отверстия всех позвонков образуют позвоночный канал, в котором помещается спинной мозг. К отросткам позвонков прикрепляются мышцы.
Между позвонками расположены межпозвоночные диски из волокнистого хряща; они способствуют подвижности позвоночного столба. С возрастом высота дисков меняется.
Рост позвоночного столба наиболее интенсивно происходит в первые 2 года жизни. В течение первых полутора лет жизни рост различных отделов позвоночника относительно равномерен. Начиная с 1,5 до 3 лет замедляется рост шейных и верхнегрудных позвонков и быстрее начинает увеличиваться рост поясничного отдела, что характерно для всего периода роста позвоночника.
Рис.3. Формирование изгибов позвоночника в онтогенезе ребенка
Усиление темпов роста позвоночника отмечается в 7—9 лет и в период полового созревания, после завершения которого при бавка в росте позвоночника очень невелика.
Структура тканей позвоночного столба существенно изменяется с возрастом. Окостенение, начинающееся еще во внутриутробном периоде, продолжается в течение всего детского возраста. До 14 лет окостеневают только средние части позвонков. В период полового созревания появляются новые точки окостенения в виде пластинок, которые сливаются с телом позвонка после 20 лет. Процесс окостенения отдельных позвонков завершается с оконча нием ростовых процессов — к 21—23 годам. Позднее окостенение позвоночника обусловливает его подвижность и гибкость в дет ском возрасте. Кривизна позвоночника, являющаяся его характер ной особенностью, формируется в процессе индивидуального раз вития ребенка. В самом раннем возрасте, когда ребенок начинает держать головку, появляется шейный изгиб, направленный выпуклостью вперед (лордоз). К 6 месяцам, когда ребенок начинает сидеть, образуется грудной изгиб с выпуклостью назад (кифоз). Когда ребенок начинает стоять и ходить, образуется поясничный лордоз (рис.3). С образованием поясничного лордоза центр тяжести перемещается кзади, препятствуя падению тела при вер тикальном положении.
К году имеются уже все изгибы позвоночника, Но образовав шиеся изгибы не фиксированы и исчезают при расслаблении, мускулатуры. К 7 годам уже имеются четко выраженные шейный и грудной изгибы, фиксация поясничного изгиба происходит позже—в 12—14 лет.
Изгибы позвоночного столба составляют специфическую осо бенность человека и возникли в связи с вертикальным положе нием тела. Благодаря изгибам позвоночный столб пружинит. Уда ры и толчки при ходьбе, беге, прыжках ослабляются и затухают, что предохраняет мозг от сотрясений. Нарушения кривизны по звоночного столба, которые могут возникнуть в результате не правильной посадки ребенка за столом и партой, приводят к не благоприятным последствиям в его здоровье.
Грудная клетка. Грудная клетка образует костную основу груд ной полости. Она защищает сердце, легкие, печень и служит ме стом прикрепления дыхательных мышц и мышц верхних конечно стей. Грудная клетка состоит из грудины, 12 пар ребер, соединен ных сзади с позвоночным столбом.
Форма грудной клетки существенно изменяется с возрастом. В грудном возрасте она как бы сжата с боков, ее переднезадний размер больше поперечного (коническая форма). У взрослого же преобладает поперечный размер.
На протяжении первого года жизни постепенно меняется фор ма грудной клетки, что связано с изменением положения тела и центра тяжести. Уменьшается угол ребер по отношению к позво ночнику. Соответственно изменению грудной клетки увеличивает ся объем легких. Изменение положения ребер способствует уве личению движений грудной клетки и позволяет эффективнее осу ществлять дыхательные движения.
Дальнейшие изменения строения грудной клетки с возрастом происходят в том же направлении. Коническая форма грудной клетки сохраняется до 3—4 лет. К 6 годам устанавливаются свой ственные взрослому относительные величины верхней и нижней части грудной клетки, резко увеличивается наклон ребер. К 12—13 годам грудная клетка приобретает ту же форму, что у взрослого.
На форму грудной клетки влияют физические упражнения и посадка. Под влиянием физических упражнений она может стать шире и объемистее. При длительной неправильной посадке, когда ребенок опирается грудью о край стола или крышку парты, может произойти деформация грудной клетки, что нарушает разви тие сердца, крупных сосудов и легких.
Скелет конечностей. Скелет верхних конечностей состоит из пояса верхних конечностей и костей свободных конечностей. Пояс верхних конечностей образуют лопатки и ключицы.
Скелет свободной верхней конечности образован плечевой костью, подвижно соединенной с лопаткой, предплечьем, состоя щим из лучевой и локтевой костей, и костям» кисти. В состав ки сти входят мелкие кости запястья, пять длинных костей пясти и кости пальцев кисти. Ключицы относятся к стабильным костям, мало изменяющим ся в онтогенезе. Лопатки окостеневают в постнатальном онтоге незе, процесс этот завершается после 16—18 лет. Окостенение свободных конечностей начинается с раннего детства и заканчивается в 18—20 лет а иногда и позже.
Кости запястья у новорожденного только намечаются и ста новятся ясно видимыми к 7 годам. С 10—12 лет появляются по ловые отличия процессов окостенения. У мальчиков они опазды вают на 1 год. Окостенение фаланг пальцев завершается к 11 го дам, а запястья в 12 лет. Эти данные следует учитывать в педа гогическом процессе.
Окончательно не сформированная кисть быстро утомляется, детям младших классов не удается беглое письмо. Вместе с тем умеренные и доступные движения способствуют развитию кисти. Игра на музыкальных инструментах с раннего возраста задер живает процесс окостенения фаланг пальцев, что приводит к их удлинению («пальцы музыканта»).
Скелет нижних конечностей состоит из тазового пояса и ко стей свободных нижних конечностей. Тазовый пояс образует кре стец и неподвижно соединенные с ним две тазовые кости. У ново рожденного каждая тазовая кость состоит из трех костей (под вздошной, лобковой и седалищной), сращение которых начина ется с 5—6 лет и завершается к 17—18 годам.
В подростковом возрасте происходит постепенное срастание крестцовых позвонков в единую кость — крестец. У девочек при резких прыжках с большой высоты, при ношении обуви на высоких каблуках несросшиеся кости таза могут сместиться, что приведет к неправильному сращению их и, как следствие, сужению выхода из полости малого таза, что может в дальнейшем весьма затруднить прохождение плода при родах.
После 9 лет отмечаются различия в форме таза у мальчиков и девочек: у мальчиков таз более высокий и узкий, чем у девочек.
Тазовые кости имеют круглые впадины, куда входят головки бедренных костей.
Скелет свободной нижней конечности состоит из бедренной кости, двух костей голени — большеберцовой и малоберцовой и костей стопы. Стопа образована костями предплюсны, плюсны и фаланг пальцев стопы.
Стопа человека образует свод, который опирается на пяточ ную кость и на передние концы костей плюсны. Различают про дольный и поперечный своды стопы. Продольный, пружинящий свод стопы присущ только человеку, и его формирование связано с прямохождением. По своду стопы равномерно распределяется тяжесть тела, что имеет большое значение при переносе тяжестей. Свод действует как пружина, смягчая толчки тела при ходьбе.
У новорожденного ребенка сводчатость стопы не выражена, она формируется позже, когда ребенок начинает ходить.
Сводчатое расположение костей стопы поддерживается боль шим количеством крепких суставных связок. При длительном стоянии и сидении, переносе больших тяжестей, при ношении узкой обуви связки растягиваются, что приводит к уплощению стопы.
Череп. Череп — скелет головы. Различают два отдела черепа; мозговой, или черепную коробку, и лицевой, или кости лица. Моз говой отдел черепа является вместилищем головного мозга.
У новорожденного черепные кости соединены друг с другом мягкой соединительнотканной перепонкой. Эта перепонка особенно велика там, где сходятся несколько костей. Это — роднички. Роднички располагаются но углам обеих теменных костей; различают непарные лобный и затылочный и парные передние боковые и задние боковые роднички. Благодаря родничкам кости крыши черепа могут заходить своими краями друг на друга. Это имеет большое значение при прохождении головки плода по родовым путям. Малые роднички зарастают к 2—3 месяцам, а наибольший — лобный — легко прощупывается и зарастает лишь к полутора годам.
У детей в раннем возрасте мозговая часть черепа более разви та, чем лицевая. Наиболее сильно кости черепа растут в течение первого года жизни. С возрастом, особенно с 13—14 лет, лицевой отдел растет более энергично и начинает преобладать над моз говым. У новорожденного объем мозгового отдела черепа в 6 раз больше лицевого, а у взрослого в 2—2,5 раза.
Рост головы наблюдается на всех этапах развития ребенка, наиболее интенсивно он происходит в период полового созревания. С возрастом существенно изменяется соотношение между высотой головы и ростом. Это соотношение используется как один из нор мативных показателей, характеризующих возраст ребенка.
4. Возрастные особенности мышечной системы
4.1 Строение и классификация скелетных мышц
В организме человека по структуре и функции различают три типа мышц: мышцы скелета, мышцы сердца и гладкие мышцы внутренних органов и сосудов.
Активной частью опорно-двигательного аппарата являются скелетные мышцы.
В организме че ловека насчитывается около 600 скелетных мышц. Форма и величина мышц зависят от выполняемой ими работы. Различают мыш цы длинные, широкие, короткие и круговые, Длинные мышцы рас полагаются на конечностях, короткие — там, где размах движения мал (например, между позвонками). Широкие мышцы располагаются преимущественно на туловище, в стенках полостей тела (мышцы живота, спины, груди). Круговые мышцы располагаются вокруг отверстий тела и при сокращении суживают их. Такие мышцы называют сфинктерами.
По функции различают мышцы-сгибатели, разгибатели, приводящие и отводящие мышцы, а также мышцы, вращающие внутрь и наружу, В процессе развития ребенка отдельные мышечные группы растут неравномерно, У грудных детей прежде всего развиваются мышцы живота, позднее — жевательные, К, концу первого года жизни в связи е ползанием и началом ходьбы заметно растут мышцы спины и конечностей. За весь период роста ребенка масса мускулатуры увеличивается в 35 раз. В период полового созре вания (12—16 лет) наряду с удлинением трубчатых костей удли няются интенсивно и сухожилия мышц. Мышцы в это время становятся длинными и тонкими, и подростки выглядят длинно ногими и длиннорукими, В 15—18 лет продолжается дальней ший рост поперечника мышц. Развитие мышц продолжается до 25—30 лет.
Мышцы ребенка бледнее, нежнее и более эластичны, чем мышцы взрослого человека.
Основные функциональные свойства мышц. Мышца обладает тремя важнейшими свойствами: возбудимостью, проводимостью и сократимостью. Сократимость является специфическим свойством мышц. Возбуждение и сокращение мышц вызывается нервными импульсами, поступающими из нервных центров. Нервные им пульсы, приходящие в область нервно-мышечного синапса (место контакта нерва и мышцы), приводят к выделению в постсинаптической мембране медиатора ацетилхолина, вызывающего потен циал действия. Под влиянием потенциала действия происходит высвобождение кальция, запускающего всю систему мышечного сокращения. В присутствии ионов Са2+ под влиянием активного фермента миозина начинается расщепление аденозинтрифосфата (АТФ), являющегося основным источником энергии при мышечном сокращении. При передаче этой энергии на миофибриллы белковые нити начинают перемещаться относительно друг друга, в результате чего изменяется длина миофибрилл — мышца сокращается.
Работа и сила мышц. Сокращаясь, мышцы выполняют работу. Работа мышц зависит от их силы. Мышца тем сильнее, чем больше в ней мышечных волокон, т. е. чем она толще. При пере счете на 1 см2 поперечного сечения мышца способна поднять груз до 10 кг.
Сила мышц зависит и от особенностей прикрепления их к костям. Кости вместе с прикрепляющимися к ним мышцами являются своеобразными рычагами, и мышца может развивать тем большую силу, чем дальше от точки опоры рычага и ближе к точке приложения силы тяжести она прикрепляется.
Человек может длительное время сохранять одну и ту же позу. Это статическое напряжение мышц. К статическим усилиям относятся стояние, держание головы в вертикальном положении и др. При статическом усилии мышца находится в состоянии напряжения. При некоторых упражнениях на кольцах, параллельных брусьях, при удержаний поднятой штанги статическая работа требует одновременного сокращения почти всех мышечных волокон и, естественно, может быть очень непродолжительной из-за развивающегося утомления.
При динамической работе поочередно сокращаются различные группы мышц. Мышцы, производящие динамическую работу, быстро сокращаются и, работая с большим напряжением, скоро утомляются. Но обычно различные группы мышечных волокон при динамической работе сокращаются поочередно, что дает возможность мышце длительное время совершать работу. Нервная система, управляя работой мышц, приспосабливает их работу к текущим потребностям организма. Это дает им возможность работать экономно, с высоким коэффициентом полезного действия.
Для каждого вида мышечной деятельности можно подобрать некоторый средний (оптимальный) ритм и величину нагрузки, при которых будет выполнена наибольшая величина работы, а утомление будет развиваться постепенно.
Работа мышц — необходимое условие их существования. Длительная бездеятельность мышц ведет к их атрофии и потере ими работоспособности. Тренировка, т. е. систематическая, не чрезмерная работа мышц, способствует увеличению их объема, возраста нию силы и работоспособности, что важно для физического раз вития всего организма,
Мышечный тонус. Мышцы человека в состоянии покоя частич но сокращены. Это состояние частичного сокращения, когда мышца напряжена, но не производит движения, называется тонусом мышцы. Тоническое напряжение мышц необходимо для того, что бы удержать внутренние органы в нормальном положении и со хранять определенную позу. Во время сна, при наркозе тонус мышц несколько снижается, тело расслабляется. Полностью исчезает мышечный тонус только после смерти. Величина тонуса мышц находится в зависимости от функционального состояния центральной нервной системы.
Тонус скелетных мышц связан с поступлением к мышце из двигательных нейронов спинного мозга нервных импульсов, которые следуют друг за другом с большим интервалом. Активность этих нейронов поддерживается импульсами из вышележащих отделов ЦНС, а также от рецепторов, находящихся в самих мышцах (проприорецепторов).
В период новорожденности и в первые месяцы жизни детей тонус скелетных мышц повышен. Это связано с повышенной воз будимостью красного ядра среднего мозга. По мере усиления влияний, поступающих из структур головного мозга по пирамидной системе и регулирующих функциональную активность спинного мозга, тонус мышц снижается. Снижение тонуса отмечается во втором полугодии жизни ребенка, что является необходимой предпосылкой для развития ходьбы. Тонус мышц играет важную роль в осуществлении координации движений.
Мышечная масса и сила мышц в различные возрастные периоды. Масса мышц интенсивно нарастает, когда ребенок начинает ходить, и к 2—3 годам составляет примерно 23% массы тела, далее повышается к 8 годам до 27%. У подростков 15 лет она составляет 32,8% массы тела. Наиболее быстро масса мышц на растает в возрасте от 15 до 17—18 лет, и в юношеском возрасте она составляет 44,2% массы тела. Увеличение массы мышц до стигается как их удлинением, так и увеличением их толщи ны, в основном за счет диаметра мышечных волокон.
К 3—4 годам диаметр мышц возрастает в 2—2,5 раза. С возрастом резко увеличивается количество миофибрилл. К 7 го дам по сравнению с новорожденными оно увеличивается в 15—20 раз. В период от 7 до 14 лет рост мышечной ткани происходит как за счет продолжающихся структурных преобразований мышечного волокна, так и в связи со значительным рос том сухожилий. Рост поперечника мышечных волокон и внутри мышечных соединительнотканных волокон продолжается до 20—25 лет и во многом зависит от уровня двигательной активно сти и тренированности. Увеличение мышечной массы и структур ные преобразования мышечных волокон, связанные с увеличением основного сократительного субстрата, приводят к увеличению с возрастом мышечной силы. В дошкольном возрасте сила мышц незначительна. После 4—-5 лет увеличивается сила отдельных мышечных групп.
Исследования показывают, что школьники 7—11 лет облада ют еще сравнительно низкими показателями мышечной силы. Си ловые и особенно статические упражнения вызывают у них быст рое утомление. Дети этого возраста более приспособлены к крат ковременным скоростно-силовым динамическим упражнениям.
Однако младших школьников следует постепенно приучать к сохранению статических поз. Особое значение статические упраж нения имеют для выработки и сохранения правильной осанки.
Наиболее интенсивно мышечная сила увеличивается в подростковом возрасте. У мальчиков прирост силы начинается в 13— 14 лет, у девочек раньше — с 10—12 лет, что, возможно, связано с более ранним наступлением у девочек полового созревания. В 13—14 лет четко проявляются половые различия в мышечной силе, показатели относительной силы мышц девочек значительно уступают соответствующим показателям мальчиков. Поэтому в занятиях с девочками-подростками и девушками следует особенно строго дозировать интенсивность и тяжесть упражнений.
С 18 лет рост силы замедляется и к 25—26 годам заканчива ется. Установлено, что скорость восстановления мышечной силы у подростков и взрослых почти одинакова: у 14-летних — 97,5%, у 16-летних — 98,9% и у взрослых —98,9% от исходных величин. Развитие силы разных мышечных групп происходит неравномерно.
Сила мышц, осуществляющих разгибание туловища, достигает максимума в 16 лет. Максимум силы разгибателей и сгибателей верхних и нижних конечностей отмечается в 20—30 лет.
Неравномерное развитие силы разных групп мышц необходимо учитывать в практике физического воспитания и спорта, трудо вого воспитания, приобщения школьников к общественно полез ному и производительному труду.
Возрастные особенности быстроты, точности движений и вынос ливости. Быстрота движения характеризуется как скоростью одно кратного движения, так и частотой повторяющихся движений. Ско рость однократных движений увеличивается особенно интенсивно в младшем школьном возрасте, приближаясь в 13—14 лет к уров ню взрослого. К 16—17 годам темп увеличения этого показателя несколько снижается. К 20—30 годам скорость однократного дви жения достигает наибольшей величины.
Увеличение скорости однократного движения с возрастом свя зано с увеличением скорости проведения сигнала в нервной си стеме и скорости протекания процесса передачи возбуждения в нервно-мышечном синапсе.
С возрастом увеличивается максимальная частота повторяю щихся движений. Наиболее интенсивный рост этого показателя происходит в младшем школьном возрасте. В период от 7 к 9 го дам средний ежегодный прирост составляет 0,3—0,6 движений в секунду. В 10—11 лет техмп прироста снижается до 0,1—0,2 дви жений в секунду и вновь увеличивается (до 0,3'—0,4 движений в секунду) в 12—13 лет. Частота движений в единицу времени у мальчиков достигает высоких показателей в 15 лет, после чего ежегодный прирост снижается. У девочек максимальных значений этот показатель достигает в 14 лет и далее не изменяется.
Увеличение с возрастом максимальной частоты движений объясняется нарастающей подвижностью нервных процессов, обеспечивающей более быстрый переход мышц-антагонистов из состояния возбуждения в состояние торможения и обратно.
Точность воспроизведения движений также существенно из меняется с возрастом. Дошкольники 4—5 лет не могут совершать тонкие точные движения, воспроизводящие заданную программу как в пространстве, так и во времени. В младшем школьном воз расте возможность точного воспроизведения движений по задан ной программе существенно возрастает. С 9—10 лет организация точных движений происходит по типу взрослого. В совершенство вании этого двигательного качества существенную роль играет формирование центральных механизмов организации произволь ных движений, связанных с деятельностью высших отделов ЦНС. В процессе развития ребенка изменяется также способность вос производить заданную величину мышечного напряжения. Точность воспроизведения мышечного напряжения невелика у детей до школьного и младшего школьного возраста. Она повышается лишь к 11—16 годам.
В течение длительного периода онтогенеза формируется и одно из важнейших качеств — выносливость (способность человека к продолжительному выполнении умственной или физической (мышечной) деятельности без снижения их эффективности). Выносливость к динамической работе еще очень невелика в 7—11 лет. С 11 - 12 лет мальчики и девочки становятся более выносливыми. Исследования показывают, что хорошим средством' развития выносливости являются ходьба, медленный бег, передвижение на лыжах. К. 14 годам мышечная вы носливость составляет 50—70%, а к 16 годам - около 80% выносливости взрослого человека.
Выносливость к статическим усилиям особенно интенсивно уве личивается в период от 8 к 17 годам. Наиболее значительные изменения этого динамического качества отмечаются в младшем школьном возрасте. У 11—14-летних школьников самыми вынос ливыми являются икроножные мышцы. В целом выносливость к 17—19 годам составляет 85% уровня взрослого, максимальных значений она достигает к 25—30 годам.
Темпы развития многих двигательных качеств особенно высо ки в младшем школьном возрасте, что, учитывая интерес детей к занятиям физкультурой и спортом, дает основание целенаправленно развивать двигательную активность в этом возрасте.
4.2 Влияние физических нагрузок на организм
Мышечная работа связана со значительными энергетическими затратами, а следовательно, требует увеличения притока кислорода. Это достигается, прежде всего усилением деятельности органов дыхания и сердечно-сосудистой системы. Увеличиваются частота сердечных сокращений, систолический объем крови (количество крови, выбрасываемое при каждом сокращении) и минутный объем крови. Усиленное кровоснабжение обеспечивает кровью не только мышцы, но и центральную нервную систему, что создает благоприятные условия для ее более интенсивной деятельности. Интенсификация обменных процессов при мышечной работе приводит к необходимости усиленного выделения продуктов обмена, что достигается повышением активности потовых желез, играющих также важную роль в поддержании постоянной температуры тела. Все это свиде тельствует о том, что физические нагрузки, требующие усиления мышечной работы, оказывают активизирующее влияние на дея тельность физиологических систем. Кроме того, выполнение физи ческих нагрузок оказывает стимулирующее влияние на двига тельную систему, приводит к совершенствованию двигательных ка честв. Вместе с тем эффективность физических нагрузок и их сти мулирующее влияние на организм могут быть достигнуты только при учете возрастных возможностей организма ребенка, и прежде всего возрастных особенностей опорно-двигательного аппарата, обусловленных степенью его структурно-функциональной зрелости.
В дошкольном возрасте, когда двигательные качества, в особенности выносливость, еще низки, дети не могут долго выполнять ди намическую и статическую работу. Способность к выполнению физических нагрузок возрастает к младшему школьному возрасту. Особенно выражено нарастание всех показателей мышечной рабо тоспособности с 11—12 лет. Так, объем динамической работы, выполненной 10-летними школьниками, на 50% больше, чем у 7-летних, а в возрасте 14—15 лет он соответственно больше на 300—400%. Мощность работы с 7 до 11 лет увеличивается все го на 30%, а с 11 до-16 лет — более чем на 200%. Так же стремительно начиная с 12 лет растет у школьников работоспособ ность при статических напряжениях. Вместе с тем даже у 15—16-летних по сравнению с 18-летними учащимися мощность работы составляет 66—70%, а у 18-летних объем работы и мощ ность лишь приближаются к нижней границе этих же показателей у взрослых.
Возрастные особенности мышечной работоспособности, кото рые проявляются при динамической работе и статических напря жениях, неотделимо связаны с особенностями высшей нервной дея тельности и сказываются на процессе тренировки и производитель ности в единицу времени. Так, тренировка по одному и тому же виду работы требует у 14-летних подростков в 2 раза больше времени, чем у взрослых. Производительность же работы на единицу времени у 14—15-летних составляет 65—70% от произво дительности взрослого. Время на отдых 15—18-летним школьни кам требуется во много раз большее, чем затрачено на работу. Если 20-летнему для отдыха нужно время в 2 раза большее, чем затрачено на работу, то 17-летнему, даже тренированному к физической работе, его требуется в 4 раза больше.
Проявляются определенные различия в мышечной работоспо собности учащихся и в связи с их полом. Степень утомляемости при выполнении дозированной динамической мышечной работы у девочек и мальчиков в пределах одной возрастной группы оди накова. Сила же, выносливость и другие показатели мышечной работоспособности у девочек в среднем ниже, чем у мальчиков.
Характерные особенности мышечной работоспособности дево чек и девушек сказываются на объеме выполненных, особенно тяжелых работ. Работы средней тяжести и тяжелые выполняются девочками и девушками в меньшем объеме и вызывают более глубокие сдвиги в организме, чем у мальчиков и юношей. Адапта ция к одной и той же работе у девочек происходит труднее, а работоспособность снижается быстрее, чем у мальчиков.
Оптимальным для тренирующих влияний физических нагрузок является возраст от 9—10 до 13—14 лет, когда наиболее интен сивно формируются основные звенья двигательной системы и дви гательные качества. Большими потенциальными возможностями для совершенствования двигательной системы обладает подрост ковый возраст. Это подтверждают яркие примеры достижений под ростков в таких видах спорта, как художественная и спортивная.
ной или физической (мышечной) деятельности без снижения их эффективности). Выносливость к динамической работе еще очень невелика в 7—11 лет. С 11—12 лет мальчики и девочки становятся более выносливыми. Исследования показывают, что хорошим средством развития выносливости являются ходьба, мед ленный бег, передвижение на лыжах. К 14 годам мышечная вы носливость составляет 50—70%, а к 16 годам — около 80% вы носливости взрослого человека.
Выносливость к статическим усилиям особенно интенсивно уве личивается в период от 8 к 17 годам. Наиболее значительные из менения этого динамического качества отмечаются в младшем школьном возрасте. У 11—14-летних школьников самыми вынос ливыми являются икроножные мышцы. В целом выносливость к 17—19 годам составляет 85% уровня взрослого, максимальных значений она достигает к 25—30 годам.
Темпы развития многих двигательных качеств особенно высо ки в младшем школьном возрасте, что, учитывая интерес детей к занятиям физкультурой и спортом, дает основание целенаправ ленно развивать двигательную активность в этом возрасте.
Физические упражнения являются эффективным средством совершенствования двигательного аппарата человека. Они лежат в основе любого двигательного навыка и умения. Под влиянием упражнений формируются законченность и устойчивость всех форм двигательной деятельности человека. Физиологический смысл упражнения сводится к образованию динамического стереотипа. В начальный период выполнения упражнения имеет место широко распространенное возбуждение в коре больших полушарий головного мозга. В деятельное состояние вовлекается большое число мышц, движения ученика неловки, суетливы, хаотичны. При этом сокращаются многочисленные мышечные группы, часто не имею щие никакого отношения к данному двигательному акту. Вследствие этого развивается торможение, снижается мышечная работо способность.
По мере упражнений широко распространенное корковое воз буждение концентрируется в ограниченной группе мышц, непо средственно связанных с данным упражнением или двигательным актом, образуется очаг стационарного возбуждения, отчего движе ния становятся более четкими, свободными, координированными и более экономичными в смысле затрат времени и энергии.
На заключительной стадии образуется устойчивый стереотип, по мере повторения упражнения движения становятся автоматизированными, хорошо координированными, и они выполняются только за счет сопряжения тех групп мышц, которые необходимы для данного двигательного акта.
Систематической тренировкой достигается увеличение мощности и полезного действия мышц тела. Это увеличение достигается благодаря развитию мышц, участвующих в данной работе (тренируемые мышцы увеличиваются в объеме, в связи с чем возрастает и их сила), а также в результате изменений, которые пре терпевают сердечно-сосудистая и дыхательная системы.
Дыхание у тренированных людей в покое более редкое и доходит до 8—10 в 1 мин. по сравнению с 16—20 у нетренированных. Уменьшение частоты дыхания сопровождается углублением дыхания, поэтому вентиляция легких не уменьшается.
При мышечной работе легочная вентиляция может доходить до 120 л в минуту. У тренированных людей увеличение вентиляции совершается за счет углубления дыхания, тогда как у нетренированных — за счет учащения дыхания, которое остается поверхностным. Углубленное дыхание тренированных людей способствует лучшему насыщению крови кислородом.
У тренированных людей происходит уменьшение числа сердеч ных сокращений, но увеличивается систолический (ударный) и минутный объем крови при незначительном учащении работы сердца. У нетренированных людей минутный объем увеличивается за счет учащения сердечной деятельности при незначительном повышении систолического объема.
Тренированность, которая может быть достигнута средствами физического воспитания ребенка, приводит не только к физическому совершенствованию детей и укреплению их здоровья, она отражается на развитии высших нервных функций и психических процессов, способствует гармоническому развитию личности.
Утомление при различных видах мышечной работы, его возрастные особенности. Тренированность к физическим нагрузкам имеет важное значение для уменьшения степени утомления при мышечных нагрузках.
Утомлением называется временное снижение работоспособности целостного организма, его органов и систем, наступающее после длительной напряженной или кратко временной чрезмерно интенсивной работы. Физическое утомление наступает после длительных и интенсивных мышечных нагрузок. При резко выраженном утомлении развивается длительное укорочение мышц, их неспособность к полному расслаблению — контрактура. Понижение физической работоспособности связано как е изменением в самой мышце, так и с изменениями в центральной нервной системе. Роль ЦНС в развитии мышечного утомления впервые была установлена И. М. Сеченовым, который показал, что восстановление работоспособности одной руки после длительного подъема груза значительно ускоряется, если в период отдыха производить работу другой рукой. В отличие от простого отдыха такой отдых называется активным и рассматривается как доказательство того, что утомление развивается, прежде всего, в нервных центрах. О роли центральной нервной системы в развитии утомления свидетельствуют также данные о повышении рабо тоспособности под влиянием положительных эмоций и мотиваций.
Связь утомления с деятельностью центральной нервной систе мы и периферического аппарата свидетельствует о том, что степень их зрелости определяет физическую работоспособность в детском возрасте. Чем младше ребенок, тем быстрее наступает физиче ское утомление при мышечных нагрузках. Очень низкий уровень энергетического обмена в мышцах новорожденных и грудных де тей, а также незрелость нервной системы определяют их быструю утомляемость. Одним из существенных переломных этапов развития физической работоспособности является возраст 6 лет, характеризующийся высокими энергетическими возможностями скелетных мышц и выраженными изменениями в структурно-функциональном созревании центральной нервной системы.
Рис.4. Форма стопы: А – нормальная; Б – плоская;
В – различные степени плоскостопия
Девочкам противопоказано ношение обуви на высоких каблуках (4—5 см), чтобы не нарушалась осанка, не происходило искривление позвоночника и смещение позвонков, изменение правильного положения таза и его размеров.
При плоскостопии, помимо лечебных упражнений, контраст ных ножных ванн и массажа, бывает необходимо ношение по указанию врача вкладышей-супинаторов в обычную обувь или из готовление специальной ортопедической обуви.
Всестороннее физическое воспитание детей и подростков, выполнение общеразвивающих и специальных физических упражнений ежедневно дома, на уроках в школе — основа профилактики нарушений опорно-двигательного аппарата, укрепления здоровья.
5. Возрастные особенности сердечно-сосудистой системы
5.1 Кровь и ее значение
Внутренняя среда организма. Клетки, ткани и органы организма могут существовать и нормально функционировать только в определенных условиях, которые создаются внутренней средой, к которой они приспособились в ходе эволюционного развития. Внутренняя среда обеспечивает возможность поступления в клетки необходимых для их жизнедеятельности веществ и вывод про дуктов обмена. Благодаря поддержанию определенного состава внутренней среды клетки функционируют в постоянных условиях. Сохранение постоянства внутренней среды называется гомеостазом.
В организме на относительно постоянном уровне поддерживаются кровяное давление, температура тела, осмотическое давление крови и тканевой жидкости, содержание в них белков и сахара, ионов натрия, калия, кальция, хлора и др.
Гомеостаз поддерживается комплексам динамических процессов. Значительная роль в поддержании гомеостаза принадлежит регуляторным системам — нервной и эндокринной. Сохранение по стоянства внутренней среды возможно только при функционировании системы дыхания, сердечно-сосудистой системы, органов пищеварения и выделения.
Внутренней средой организма человека являются кровь, лимфа и тканевая жидкость.
Значение крови. Поступающие в организм питательные вещества и кислород крови разносятся по организму и из крови поступают в лимфу и тканевую жидкость. В обратном порядке осуществляется выделение продуктов обмена. Находясь в непрерывном движении, кровь обеспечивает постоянство состава тканевой жидкости, непосредственно соприкасающейся с клетками. Следовательно, кровь выполняет важнейшую роль в обеспечении постоянства внутренней среды. Поглощение кровью кислорода и вынос углекислого газа называют дыхательной функцией крови. В легких кровь обогащается кислородом и отдает углекислый газ, который затем удаляется в окружающую среду с выдыхаемым воздухом. Протекая через капилляры различных тканей и органов, кровь отдает им кислород и поглощает углекислый газ.
Кровь осуществляет транспортную функцию — перенос пита тельных веществ из органов пищеварения в клетки и ткани орга низма и вынос продуктов распада. В процессе обмена веществ в клетках постоянно образуются вещества, которые уже не могут быть использованы для нужд организма, а часто оказываются и вредными для него. Из клеток эти вещества поступают в тканевую жидкость, а затем в кровь. Кровью эти продукты доставляются к почкам, потовым железам, легким и выводятся из организма.
Кровь выполняет защитную функцию. В организм могут по ступать ядовитые вещества или микробы. Они подвергаются разрушению и уничтожению некоторыми клетками крови или склеиваются и обезвреживаются особыми защитными веществами.
Кровь участвует в гуморальной регуляции деятельности организма, выполняет терморегуляторную функцию, охлаждая энергоемкие органы и согревая органы, теряющие тепло.
Количество и состав крови. Количество крови в организме человека меняется с возрастом. У детей крови относительно массы тела больше, чем у взрослых (табл. 15). У новорожденных кровь составляет 14,7% массы, у детей одного года—10,9%, у детей 14 лет — 7%. Это связано с более интенсивным протеканием об мена веществ в детском организме. У взрослых людей массой 60—70 кг общее количество крови 5—5,5 л.
Обычно не вся кровь циркулирует в кровеносных сосудах. Некоторая ее часть находится в кровяных депо. Роль депо крови выполняют сосуды селезенки, кожи, печени и легких. При уси ленной мышечной работе, при потере больших количеств крови при ранениях и хирургических операциях, некоторых заболеваниях запасы крови из депо поступают в общий кровоток. Депо крови участвуют в поддержании постоянного количества циркулирующей крови.
Плазма крови. Артериальная кровь представляет собой красную непрозрачную жидкость. Если принять меры, предупреждающие свертывание крови, то при отстаивании, а еще лучше при центрифугировании она отчетливо разделяется на два слоя. Верхний слой — слегка желтоватая жидкость — плазма, осадок темно-красного цвета. На границе между осадком и плазмой имеется тонкая светлая пленка. Осадок вместе с пленкой образован форменными элементами крови — эритроцитами, лейкоцитами и кровяными пластинками — тромбоцитами. Все клетки крови живут определенное время, после чего разрушаются. В кроветворных органах (костном мозге, лимфатических узлах, селезенке) проис ходит непрерывное образование новых клеток крови.
У здоровых людей соотношение между плазмой и форменными элементами колеблется незначительно (55% плазмы и 45% форменных элементов). У детей раннего возраста процентное содержание форменных элементов несколько выше.
Плазма состоит на 90—92% из воды, 8—10% составляют органические и неорганические соединения. Концентрация растворенных в жидкости веществ создает определенное осмотическое давление. Поскольку концентрация органических веществ (белки, углеводы, мочевина, жиры, гормоны и др.) невелика, осмотиче ское давление определяется в основном неорганическими солями.
Постоянство осмотического давления крови имеет важное значение для жизнедеятельности клеток организма. Мембраны мно гих клеток, в том числе и клеток крови, обладают избирательной проницаемостью. Поэтому при помещении клеток крови в раство ры с различной концентрацией солей, следовательно, и с разным осмотическим давлением в клетках крови могут произойти серьезные изменения.
Растворы, которые по своему качественному составу и концентрации солей соответствуют составу плазмы, называют физиологическими растворами. Они изотоничны. Такие жидкости используют как заменители крови при кровопотерях.
Осмотическое давление в организме поддерживается на постоянном уровне за счет регулирования поступления воды и минеральных солей и их выделения почками и потовыми железами. В плазме поддерживается также постоянство реакции, которая обозначается как рН крови; она определяется концентрацией ионов водорода. Реакция крови слабощелочная (рН равняется 7,36). Поддержание постоянства рН достигается наличием в крови буферных систем, которые нейтрализуют избыточно поступившие в организм кислоты и щелочи. К ним относятся белки крови, бикарбонаты, соли фосфорной кислоты. В постоянстве реакции крови важная роль принадлежит также легким, через которые удаляется углекислый газ, и органам выделения, выводящим избыток веществ, имеющих кислую или щелочную реакцию.
Форменные элементы крови. Форменные элементы, определяющие возможность осуществления важнейшей функции крови — дыхательной,— эритроциты (красные кровяные клетки). Количество эритроцитов в крови взрослого человека 4,5—5,0 млн. в 1 мм3 крови.
Если расположить все эритроциты человека в один ряд, то получилась бы цепочка длиной около 150 тыс. км; если положить эритроциты один на другой, то образовалась бы колонна высотой, превосходящей длину экватора земного шара (50— 60 тыс. км). Количество эритроцитов не строго постоянно. Оно может значительно увеличиваться при недостатке кислорода на больших высотах, при мышечной работе. У людей, живущих в высокогорных районах, эритроцитов примерно на 30% больше, чем у жителей морского побережья. При переезде из низменных районов в высокогорные количество эритроцитов в крови увеличивается. Когда же потребность в кислороде уменьшается, количество эритроцитов в крови снижается.
Осуществление эритроцитами дыхательной функции связано с наличием в них особого вещества — гемоглобина, являющегося переносчиком кислорода. В состав гемоглобина входит двухвалентное железо, которое, соединяясь с кислородом, образует непрочное соединение оксигемоглобин. В капиллярах такой оксигемоглобин легко распадается на гемоглобин и кислород, который поглощается клетками. Там же в капиллярах тканей гемоглобин соединяется с углекислым газом. Это соединение распадается в легких, углекислый газ выделяется в атмосферный воздух.
Содержание гемоглобина в крови измеряется либо в абсолютных величинах, либо в процентах. За 100% принято наличие 16,7 г гемоглобина в 100 мл крови. У взрослого человека обычно в крови содержится 60—80% гемоглобина. Содержание гемоглобина зависит от количества эритроцитов в крови, питания, в кото ром важно наличие необходимого для функционирования гемоглобина железа, пребывания на свежем воздухе и других причин.
Содержание эритроцитов в 1 мм3 крови меняется с возрастом. В крови новорожденных количество эритроцитов может пре вышать 7 млн. в 1 мм3, кровь новорожденных характеризуется высоким содержанием гемоглобина (свыше 100%). К 5—6-му дню жизни эти показатели снижаются. Затем к 3—4 годам количест во гемоглобина и эритроцитов несколько увеличивается, в 6—7 лет отмечается замедление в нарастании числа эритроцитов и содержании гемоглобина, с 8-летнего возраста вновь нарастает число эритроцитов и количество гемоглобина.
Снижение числа эритроцитов ниже 3 млн. и количества гемоглобина ниже 60% свидетельствует о наличии анемического состояния (малокровия).
Если кровь предохранить от свертывания и оставить на несколько часов в капиллярных трубочках, то эритроциты в силу тяжести начинают оседать. Они оседают с определенной скоростью; у мужчин 1 —10 мм/ч, у женщин — 2—15 мм/ч. С возрастом изменяется скорость оседания эритроцитов. Скорость оседания эритроцитов (СОЭ) широко используется как важный диагностический показатель, свидетельствующий о наличии воспалительных процессов и других патоло гических состояний. Поэтому важное значение имеет знание нормативных показателей СОЭ у детей разного возраста.
У новорожденных скорость оседания эритроцитов низкая (от 1 до 2 мм/ч). У детей до 3 лет величина СОЭ колеблется в пределах от 2 до 17 мм/ч. В возрасте от 7 до 12 лет величина СОЭ не превышает 12 мм/ч.
Лейкоциты — белые кровяные клетки. Важнейшей функцией! лейкоцитов является защита от попадающих в кровь микроорганизмов и токсинов. Защитная функция лейкоцитов связана с их способностью передвигаться самостоятельно к тому участку, куда проникли микробы или инородное тело. Приблизившись к ним, лейкоциты обволакивают их, втягивают внутрь и переваривают. Явление поглощения микроорганизмов лейкоцитами называется фагоцитозом.
Рис.5. Фагоцитоз бактерии лейкоцитом (три последние стадии)
Впервые оно было открыто выдающимся русским ученым И. И. Мечниковым. Важным фактором, определяющим защитные свойства лейкоцитов, является также их участие в иммунных механизмах.
По форме, строению и функции различают разные типы лейкоцитов. Основные из них: лимфоциты, моноциты, нейтрофилы. Лимфоциты образуются в основном в лимфатических узлах. Они не способны к фагоцитозу, но, вырабатывая антитела, играют большую роль в обеспечении иммунитета. Нейтрофилы вырабатываются в красном костном мозге: они являются самыми многочис ленными лейкоцитами и выполняют основную роль в фагоцитозе. Один нейтрофил может поглотить 20—30 микробов. Через час все они оказываются переваренными внутри нейтрофила. Это происходит при участии специальных ферментов, разрушающих микроорганизмы. Если инородное тело по своим размерам превы шает лейкоцит, то вокруг него накапливаются группы нейтрофилов, образуя барьер.
Развитие иммунитета в онтогенезе. В отличие от системы специфического иммунитета факторы неспецифической защиты у новорожденных выражены хорошо. Они формируются раньше специфических и берут на себя основную функцию защиты организма плода и новорожденного. В околоплодных водах и в крови плода отмечается высокая активность лизоцима, которая сохраняется до рождения ребенка, а затем снижается. Способность к образованию интерферона сразу после рождения высока, на протяжении года она снижается, но с возрастом постепенно увеличивается и достигает максимума к 12-18 годам.
Новорожденный получает от матери значительное количество гамма-глобулинов. Эта неспецифическая защита оказывается достаточ ной при первоначальном столкновении организма с микрофлорой окружающей среды. К тому же у новорожденного отмечается «физиологический лейкоцитоз» — количество лейкоцитов в 2 раза выше, чем у взрослого, как естественная подготовка организма к новым условиям существования. Однако многочисленные лимфоциты новорожденных представлены незрелыми формами и не способны синтезиро вать необходимое количество глобулинов и интерферона. Фагоциты тоже недостаточно активны. В результате этого детский организм отвечает на проникновение микроорганизмов генерализованным воспалением. Часто такую реакцию вызывает бытовая микрофлора, безопасная для взрослого. В организме новорожденного специфические иммунные системы не сформированы, иммунной памяти нет, неспецифические механизмы тоже еще не созрели. Поэтому столь важно кормление материнским молоком, в котором содержатся иммунореактивные вещества. В возрасте от 3 до 6 месяцев иммунная система ребенка уже реагирует на вторжение микроорганизмов, но практически не формируется иммунная память. В это время неэффективны прививки, заболевание не оставляет после себя стойкого иммунитета. Второй год жизни ребенка выделяется как «критический» период в развитии иммунитета. В этом возрасте расширяются возможности и повышается эффективность иммунных реакций, однако система местного иммунитета еще недостаточно развита и дети чувствительны к респираторным вирусным инфекциям. В возрасте 5-6 лет созревает неспецифический клеточный иммунитет. Формирование собственной системы неспеци фической гуморальной иммунной защиты завершается на 7-м году жизни, в результате чего заболеваемость респираторными вирусными инфекциями снижается.
Особенности гормональной регуляции функций. Регуляция функций в организме человека осуществляется нервным и гуморальным путем. Нервная регуляция обусловлена скоростью проведения нервного импульса, гуморальная — скоростью движения крови по сосудам или скоростью диффузии молекул химических веществ в межклеточную жидкость. Нервная регуляция более быстрая, поэтому она является ведущей в организме, но и у нее есть свои недостатки. Нервный импульс приводит лишь к кратковременному изменению поляризации мембраны клетки. Для долговременного воздействия нервные импульсы должны поступать один за другим, что приводит к утомлению нервных центров, в результате чего нервное влияние ослабевает. При гуморальном воздействии информация поступает ко всем клеткам, хотя воспринимается лишь той клеткой, которая имеет специализированный рецептор. Информационная молекула, достигнув такой клетки, прикрепляется к ее мембране, изменяет ее свойства и остается там до тех пор, пока не достигается ожидаемый результат, после чего специальные механизмы разрушают эту молекулу. Таким образом, если управляющее влияние должно быть срочным и кратковременным — преимущество за нервной регуляцией, а если продолжительным — за гуморальной. Поэтому в организме существу ют и нервный, и гуморальный способы регуляции, которые действу ют согласованно в зависимости от условий.
Среди биологически активных веществ для физиологической регуляции функций организма наиболее важны медиаторы, гормоны, ферменты и витамины. Медиаторы представлены веществами небелковой природы, которые выделяются окончаниями нервных клеток в результате прохождения нервного импульса. Чаще всего в качестве медиатора выступают ацетилхолин, адреналин, норадреналин, дофамин и гамма-аминомасляная кислота.
Способны к фагоцитозу и моноциты — клетки, образующиеся в селезенке и печени.
В крови взрослого человека содержится 4000—9000 лейкоцитоз в 1 мкл. Существует определенное соотношение между разными типами лейкоцитов, выраженное в процентах, так называемая лейкоцитарная формула. При патологических состояниях изменяется как общее число лейкоцитов, так и лейкоцитарная формула.
Количество лейкоцитов и их соотношение изменяются с воз растом. У новорожденного лейкоцитов значительно больше, чем у взрослого человека (до 20 тыс. в 1 мм3 крови). В первые сутки жизни число лейкоцитов возрастает (происходит рассасывание продуктов распада тканей ребенка, тканевых кровоизлияний, воз можных во время родов) до 30 тыс. в 1 мм3 крови.
Начиная со вторых суток жизни число лейкоцитов, снижается и к 7—12-му дню достигает 10—12 тыс. Такое количество лейкоцитов сохраняется у детей первого года жизни, после чего оно снижается и к 13—15 годам достигает величин взрослого чело века. Чем меньше возраст ребенка, тем его кровь содержит боль ше незрелых форм лейкоцитов.
Лейкоцитарная формула в первые годы жизни ребенка харак теризуется повышенным содержанием лимфоцитов и пониженным числом нейтрофилов. К 5—6 годам количество этих форменных элементов выравнивается, после этого процент нейтрофилов не уклонно растет, а процент лимфоцитов понижается. Малым со держанием нейтрофилов, а также недостаточной их зрелостью отчасти объясняется большая восприимчивость детей младших возрастов к инфекционным болезням. К тому же фагоцитарная ак тивность нейтрофилов у детей первых лет жизни наиболее низкая.
Тромбоциты и свертывание крови. Тромбоциты (кровяные пластины) — самые мелкие из форменных элементов крови. Количе ство их варьирует от 200 до 400 тыс. в 1 мм3 (мкл). Днем их больше, а ночью меньше. После тяжелой мышечной работы ко личество кровяных пластинок увеличивается в 3—5 раз.
Образуются тромбоциты в красном костном мозге и селезенке. Основная функция тромбоцитов связана с их участием в свертывании крови. При ранении кровеносных сосудов тромбоциты разрушаются. При этом из них выходят в плазму вещества, необходимые для формирования кровяного сгустка — тромба.
В нормальных условиях кровь в неповрежденных кровеносных сосудах не свертывается благодаря наличию в организме противосвертывающих факторов. При некоторых воспалительных процес сах, сопровождающихся повреждением внутренней стенки сосуда, и при сердечно-сосудистых заболеваниях происходит свертывание крови, образуется тромб.
Нормальное функционирование кровообращения, препятствующее как кровопотере, так и свертыванию крови внутри сосуда, достигается определенным равновесием двух существующих в организме систем — свертывающей и противосвертывающей.
Свертывание крови у детей в первые дни после рождения замедленно, особенно это заметно на 2-й день жизни ребенка. С 3-го по 7-й день жизни свертывание крови ускоряется и при ближается к норме взрослых. У детей дошкольного и школьного возраста время свертывания крови имеет широкие индивидуаль ные колебания. В среднем начало свертывания в капле крови наступает через 1—2 мин, конец свертывания — через 3—4 мин.
Группы крови и переливание крови. При переливании крови от одного человека к другому необходимо учитывать группы кро ви. Это связано с тем, что в форменных элементах крови — эритроцитах содержатся особые вещества антигены, или агглютиногены, а в белках плазмы агглютинины, при определенном сочета нии этих веществ происходит склеивание эритроцитов — агглютинация. Классификация групп основана на наличии в крови тех или иных агглютининов и агглютиногенов. Агглютиногенов в эритроцитах два типа, их обозначают буквами латинского алфавита А, В. В эритроцитах они могут быть по одному или вместе либо отсутствовать. Агглютининов (склеивающих эритроцитов) в плазме тоже два, их обозначают греческими буквами а и р. В крови разных людей содержится либо один, либо два, либо ни одного агглютинина. Агглютинация наступает в том случае, если агглютиногены донора встречаются с одноименными агглютининами реципиента (человека, которому переливают кровь). Понятно, что в крови каждого человека агглютинины и агглютиногены разноименные. В случае если агглютинин а взаимодействует с агтлютиногеном А или агглютинин в с агглютиногеном В — наступает агглютинация, грозящая организму гибелью. У людей имеется 4 комбинации агглютиногенов и агглютининов и соответственно выделяют 4 группы крови: I группа — в плазме содержатся агглютинины а и в, в эритроцитах агглютиногенов нет; II группа — в плазме содержится агглютинин в, а в эритроцитах агглютиноген А; III группа — в плазме находится агглютинин а, в эритроцитах агглютиноген В; IV группа — агглютининов в плазме нет, а в эритроцитах содержатся агглютиногены А и В.
I группу имеют примерно 40% людей, II — 39%, Ш группу — 15%, IV —6%.
В крови имеются также и другие агглютиногены, не входящие в систему классификации групп. Среди них один из наиболее су щественных, который надо учитывать при переливании,— резус-фактор. Он содержится у 85% людей (резус-положительные), у 15% этого фактора в крови нет (резус-отрицательные). При переливании резус-положительной крови резус-отрицательному че ловеку в крови появляются резус-отрицательные антитела, и при повторном переливании резус-положительной крови могут наступить серьезные осложнения в виде агглютинации. Резус-фактор в особенности важно учитывать при беременности. Если отец резус-положительный, а мать резус-отрицательная, кровь плода будет резус-положительная, так как это доминантный признак. Агглютиногены плода, поступая в кровь матери, вызовут образование антител (агглютининов) к резус-положительным эритроцитам. Если эти антитела через плаценту проникнут в кровь плода, наступит агглютинация и плод может погибнуть. Поскольку при повторных беременностях в крови матери увеличивается количество антител, опасность для детей возрастает. В таком случае либо женщине с резус-отрицательной кровью вводят заблаговременно антирезус гаммаглобулин, либо только что родившемуся ребенку производят заменное переливание крови.
Переливание крови — один из методов лечения, незаменимый при острых кровопотерях (ранения, операции). К переливанию крови часто прибегают при шоке и различного рода болезнях, где необходимо повысить сопротивляемость организма. Переливание может быть произведено непосредственно от дающего кровь (донора) к получающему ее (реципиенту). Однако более удобно использование донорской консервированной крови, так как в распоряжении всегда будет кровь необходимой группы. Донорство получило широкое распространение в нашей стране. Кровь берется только от лиц, которые не больны какой-либо инфекционной болезнью.
Малокровие, его профилактика. Малокровие — резкое снижение гемоглобина крови и уменьшение количества эритроцитов.
Различного рода заболевания и особенно неблагоприятные условия для жизни детей и подростков приводят к малокровию. Малокровие сопровождается головными болями, головокружением, обмороками, отрицательно сказывается на работоспособности и успешности обучения. Кроме того, у малокровных учащихся резко снижается сопротивляемость организма и они часто и длительно болеют.
Первейшей профилактической мерой против малокровия оказываются: правильная организация режима дня, рациональное питание, богатое минеральными солями и витаминами, строгое норми рование учебной, внеклассной, трудовой и творческой деятельности, чтобы не развивалось переутомление, необходимый объем суточной двигательной активности в условиях открытого воздуха и разумное использование естественных факторов природы.
5.2 Система кровообращения
Значение кровообращения. Кровь может выполнять жизненно необходимые функции, только находясь в непрерывном движении. Движение крови в организме, ее циркуляция составляет сущность кровообращения.
К системе кровообращения относятся сердце, выполняющее роль насоса, и сосуды, по которым циркулирует кровь. Кровь, выбрасываемая сердцем, по артериям, их разветвлениям (артериолам) и капиллярам поступает к тканям и органам, затем по мел ким венам (венулам) и крупным венам возвращается к сердцу. Таким образом, благодаря кровообращению ко всем органам и тканям поступают кислород, питательные вещества, соли, гормо ны, вода и выводятся из организма продукты обмена. Из-за ма лой теплопроводности тканей передача тепла от органов человеческого тела (печень, мышцы и др.) к коже и в окружающую среду осуществляется главным образом за счет кровообращения. Деятельность всех органов и организма в целом тесно связана с функцией органов кровообращения.
Общая схема кровообращения. Сосудистая система состоит из двух кругов кровообращения — большого и малого.
Большой круг кровообращения начинается от левого желудочка сердца, откуда кровь поступает в аорту. Из аорты путь артериальной крови продолжается по артериям, которые по мере уда ления от сердца ветвятся и самые мелкие из них распадаются на капилляры, которые густой сетью пронизывают весь организм. Через тонкие стенки капилляров кровь отдает питательные вещества и кислород в тканевую жидкость, а продукты жизнедеятельности клеток из тканевой жидкости поступают в кровь. Из капилляров кровь поступает в мелкие вены, которые, сливаясь, образуют более крупные вены и впадают в верхнюю и нижнюю полые вены. Верхняя и нижняя полые вены приносят венозную кровь в правое предсердие, где заканчивается большой круг кровообращения.
Малый круг кровообращения начинается от правого желудоч ка сердца легочной артерией. Венозная кровь по легочной арте рии приносится к капиллярам легких. В легких происходит обмен газов между венозной кровью капилляров и воздухом в альвеолах легких. От легких по четырем легочным венам уже артериальная кровь возвращается в левое предсердие. В левом предсердии за канчивается малый круг кровообращения, Из левого предсердия кровь попадает в левый желудочек, откуда начинается большой круг кровообращения.
С системой кровообращения тесно связана лимфатическая си стема. Она служит для оттока жидкости из тканей, в отличие от кровеносной системы, создающей как приток, так и отток жидкости. Лимфатическая система начинается с сети замкнутых капилляров, которые переходят в лимфатические сосуды, впадающие в левый и правый лимфатические протоки, а оттуда в крупные вены. На пути к венам лимфа, протекающая из разных органов и тканей, проходит через лимфатические узлы, выполняющие роль биологических фильтров, защищающих организм от инородных тел и инфекций. Образование лимфы связано с переходом ряда растворенных в плазме крови веществ из капилляров в ткани и из тканей в лимфатические капилляры. За сутки в организме че ловека образуется 2—4 л лимфы.
При нормальном функционировании организма существует рав новесие между скоростью лимфообразования и скоростью оттока лимфы, которая через вены вновь возвращается в кровеносное русло. Лимфатические сосуды пронизывают почти все органы и ткани, особенно много их в печени и тонком кишечнике. По структуре лимфатические сосуды похожи на вены, так же как вены, они снабжены клапанами, создающими условия для перемещения лимфы только в одном направлении.
Ток лимфы через сосуды осуществляется благодаря сокращению стенок сосудов и сокращению мышц. Передвижению лимфы способствует также отрицательное давление в грудной поло сти, в особенности во время вдоха. При этом грудной лимфатиче ский проток, лежащий на пути к венам, расширяется, что облегчает поступление лимфы в кровеносное русло. Поверхность лимфа тических капилляров у детей относительно больше, чем у взрослых.
Рис.6. Кровеносная система человека
Строение сердца и его возрастные особенности. Сердце представляет собой полый мышечный орган, расположенный слева в грудной клетке. Масса его 220—300 г у мужчин и 180—220 у женщин. Размер сердца и его масса изменяются с возрастом.
Сердце у детей относительно больше, чем у взрослых. Его масса составляет примерно 0,63—0,80% массы тела, а у взросло го человека — 0,48—0,52%. Наиболее интенсивно растет сердце на первом году жизни: к 8 месяцам масса сердца увеличивается вдвое, к 3 годам утраивается, к 5 годам увеличивается в 4 раза, а в 16 лет — в 11 раз.
Масса сердца у мальчиков в первые годы жизни больше, чем у девочек. В 12—13 лет наступает период усиленного роста сердца у девочек и его масса становится больше, чем у мальчиков. К 16 годам сердце девочек вновь начинает отставать в массе от сердца мальчиков.
Сердце разделено на четыре камеры (два предсердия и два желудочка). Левая и правая половины разделены сплошной перегородкой, каждая из этих половин включает одно предсердие и один желудочек, имеет перегородку с отверстием. Через эти отверстия, снабженные клапанами, кровь из предсердий поступает в желудочки. Строение сердца Клапаны образованы смыкающимися створками и потому называются створчатыми клапанами. В левой части сердца клапан двустворчатый, в правой — трехстворчатый.
Клапаны сердца обеспечивают движение крови только в одном направлении: из предсердий в желудочки, а из желудочков в артерии.
На границе между левым желудочком и выходящей из него аортой и между правым желудочком и легочной артерией имеются полулунные клапаны. К моменту рождения ребенка его сердце уже имеет четырехкамерную структуру, однако между двумя предсердиями еще имеется отверстие, характерное для кровообра щения плода, которое зарастает в первые месяцы жизни.
Рост предсердий в течение первого года жизни опережает рост желудочков, затем они растут почти одинаково, и только после 10 лет рост желудочков начинает обгонять рост предсердий.
Рис.7. Схема строения сердца
Свойства сердечной мышцы. Основную массу стенки сердца составляет мощная мышца — миокард, состоящий из особого рода поперечнополосатой мышечной ткани. Толщина миокарда разная в различных отделах сердца. Наиболее тонок он в предсердиях (2—3 мм), левый желудочек имеет самую мощную мышечную стенку, она в 2,5 раза толще, чем в правом желудочке.
Основная масса сердечной мышцы представлена типичными для сердца волокнами, которые обеспечивают сокращение отделов сердца. Их основная функция — сократимость. Это рабочая мускулатура сердца. Кроме того, в сердечной мышце имеются атипические волокна. С деятельностью атипических волокон связано возникновение возбуждения в сердце и проведение его от предсердий к желудочкам.
Эти волокна образуют проводящую систему сердца. Проводящая система состоит из синусно-предсердного узла, предсердно-жедудочного узла, предсердно-желудочкового пучка и его разветвлений. Синусно-предсердный узел расположен в правом предсердии, является водителем сердечного ритма, здесь зарождаются автоматические импульсы возбуждения, определяющие сокращение сердца. Предсердно-желудочковый узел расположен между правым предсердием и желудочками. В этой области возбуждение из предсердий распространяется на желудочки. В нормальных условиях предсердно-желудочковый узел возбуждается импульсами, поступающими из синусно-предсердного узла, однако он способен и к автоматическому возбуждению и в некоторых патологических случаях провоцирует возбуждение в желу дочках и их сокращение, не следующее в том ритме, который создается синусно-предсердным узлом. Возникает так называемая экстрасистола. Из предсердно-желудочкового узла возбуждение передается по предсердно-желудочковому пучку (пучок Гисса), который, проходя по межжелудочковой перегородке, разветвляется на левую и правую ножки. Ножки переходят в сеть проводящих миоцитов (атипичных мышечных волокон), которые охваты вают рабочий миокард и передают ему возбуждение.
Сердечный цикл. Сердце сокращается ритмично: сокращения отделов сердца чередуются с их расслаблением. Сокращение отде лов сердца называют систолой, а расслабление — диастолой.
Период, охватывающий одно сокращение и расслабление сердца, называют сердечным циклом. В состоянии относительного по коя сердечный цикл продолжается около 0,8 с.
Каждый сердечный цикл состоит из трех фаз: первая — сокращение предсердий — систола предсердий (длится 0,1 с), вторая — систола желудочков (длится 0,3 с), третья — общая пауза (0,4 с). Когда сердце сокращается, кровь нагнетается в сосуди стую систему. Основной силы сокращение происходит в период систолы желудочков, в фазу изгнания крови из левого желудочка в аорту.
Частота сердечных сокращений, систолический и минутный объем. Частота сердечных сокращений обычно измеряется по пульсу, поскольку каждый выброс крови в сосуды приводит к изменению их кровенаполнения, растяжению сосудистой стенки, что ощущается в виде толчка. В норме у взрослого человека частота сердечных сокращений — 75 раз в 1 мин. У новорожденного она значительно выше—140 ударов 1 мин. Интенсивно снижаясь в течение первых лет жизни, она составляет к 8—10 годам 90—85 ударов в 1 мин, а к 15 годам приближается к величине взрослого. При сокращении сердца у взрослого человека, находящегося в состоя нии покоя, каждый желудочек выталкивает в артерии 60—80 см3 крови.
Рис 8. Схематическое изображение проводящей системы сердца: 1- синусный узел; 2 – предсердно-желудочный узел; 3 – пучок Гиса; 4 и 5 – правая и левая ножки пучка Гиса; 6 – концевые разветвления проводящей системы
Количество крови, выбрасываемое желудочком за одно со кращение, называют ударным, или систолическим объемом. Левый и правый желудочки выталкивают одинаковое количество крови. Количество крови, выбрасываемое в аорту сердцем ново рожденного при одном сокращении, всего 2,5 см3. К первому году оно увеличивается в 4 раза, к 7 годам — в 9 раз, а к 12 годам — в 16,4 раза.
Количество крови, выбрасываемое сердцем в 1 мин, называют минутным объемом. Зная количество крови, поступившее из же лудочка во время систолы, и частоту сокращений сердца в 1 мин, можно рассчитать величину минутного объема. Если систоличе ский объем равен 70 см3, а частота сердцебиения — 75 раз в 1 мин, то минутный объем равен 70x75 = 5250 (см3).
Увеличение минутного объема у тренированных людей происходит главным образом за счет величины систолического объема. Сердечные сокращения при этом учащаются незначительно. У людей нетренированных минутный объем крови увеличивается в основном за счет учащения сердечных сокращений.
Известно, что при увеличении частоты сердечных сокращений укорачивается продолжительность общей паузы сердца. Из этого следует, что сердце нетренированных людей работает менее экономично и быстрее изнашивается. Не случайно сердечно-сосудистые заболевания встречаются у спортсменов значительно реже, чем у людей, не занимающихся физкультурой. У хорошо трениро ванных спортсменов при больших физических нагрузках ударный объем крови может возрастать до 200—250 см3.
Электрические явления в сердце. Деятельность сердца, как и деятельность любой возбудимой ткани, сопровождается электри ческими явлениями. Метод регистрации электрических явлений в работающем сердце получил название электрокардиографии. Чувствительный прибор, с помощью которого регистрируют электрические явления в возбужденном сердце, называют электрокардиографом.
Разница потенциалов, возникающая в возбужденном сердце, регистрируется в виде электрокардиограммы (ЭКГ).
В сердце здорового человека на электрокардиограмме отчетливо видны пять зубцов, из которых три обращены вверх (PRT), а два вниз (QS). Зубец Р отражает электрические явления в предсердиях, а зубцы QRST характеризуют движение волны возбуждения в желудочках сердца.
Электрокардиография — один из наиболее важных методов объективной регистрации деятельности сердца у взрослых.
Рис.9. Схема расположения электродов при стандартных отведениях электрокардиограммы и кривые, регистрируемые при этих отведениях
5.3 Движение крови по сосудам
Непрерывность движения крови. Сердце сокращается ритмично, поэтому кровь поступает в кровеносные сосуды порциями. Однако течет кровь по кровеносным сосудам непрерывным пото ком. Непрерывный ток крови в сосудах объясняется эластично стью стенок артерий и сопротивлением току крови, возникающим в мелких кровеносных сосудах. Благодаря этому сопротивлению кровь задерживается в крупных сосудах и вызывает растяжение их стенок. Растягиваются стенки артерий и при поступлении крови под давлением при сокращении желудочков сердца. Во время расслабления сердца кровь из сердца в артерии не поступает; стенки сосудов, отличающиеся эластичностью, спадаются и продвигают кровь, обеспечивая непрерывное движение ее по крове носным сосудам.
Кровь движется по со судам благодаря сокращениям сердца и разнице давления крови, устанавливающейся в разных частях сосудистой системы. В крупных сосудах сопротивление току крови невелико, с уменьшением диаметра сосудов оно возрастает.
Преодолевая трение, обусловленное вязкостью крови, послед няя утрачивает часть энергии, сообщенной ей сокращающимся сердцем. Давление крови постепенно снижается. Разность давления крови в различных участках кровеносной системы служит практически основной причиной движения крови в кровеносной системе. Кровь течет от места, где ее давление выше, туда, где давление ниже.
Кровяное давление и его возрастные особенности. Переменное давление, под которым кровь находится в кровеносном сосуде, называют кровяным давлением. Величина давления определяется работой сердца, количеством крови, поступающим в сосудистую систему, интенсивностью ее оттока на периферию, сопротивлением стенок сосудов, вязкостью крови, эластичностью сосудов. Наиболее высокое давление — в аорте. По мере продвижения крови по сосудам давление ее снижается. В крупных артериях и венах сопротивление току крови небольшое и давление крови в них уменьшается постепенно, плавно. Наиболее заметно снижается давление в артериолах и капиллярах, где сопротивление току крови самое большое.
Кровяное давление в кровеносной системе меняется. Во время систолы желудочков кровь с силой выбрасывается в аорту, давление крови при этом наибольшее. Это наивысшее давление называют систолическим или максимальным. Оно возникает в связи с тем, что во время систолы из сердца в крупные сосуды притекает больше крови, чем ее оттекает на периферию. В фазе диа столы (расслабления) сердца артериальное давление понижается и становится диастолическим, или минимальным. Разность между систолическим и диастолическим давлением называют пульсовым давлением. Чем меньше величина пульсового давления, тем мень ше поступает крови из желудочка в аорту во время систолы.
В плечевой артерии человека систолическое давление состав ляет 110—125 мм рт. ст., а диастолическое — 60—85 мм рт. ст. У детей кровяное давление значительно ниже, чем у взрослых. Чем меньше ребенок, тем у него больше капиллярная сеть и шире просвет кровеносных сосудов, а следовательно, и ниже давление крови.
В последующие периоды, особенно в период полового созрева ния, рост сердца опережает рост кровеносных сосудов. Это отража ется на величине кровяного давления, иногда наблюдается так на зываемая юношеская гипертония, поскольку нагнетательная сила сердца встречает сопротивление со стороны относительно узких кровеносных сосудов, а масса тела в этот период значительно увеличивается. Такое повышение давления, как правило, носит временный характер. Однако юношеская гипертония требует осто рожности при дозировании физической нагрузки.
После 50 лет максимальное давление обычно повышается до 130—145 мм рт. ст.
У здорового человека величина кровяного давления поддерживается на постоянном уровне. Кровяное давление повышается при мышечной деятельности. Наиболее сильное воздействие на артери альное давление оказывают различные эмоции, как правило, ведущие к повышению давления. В поддержании постоянства кро вяного давления важная роль принадлежит нервной системе.
Определение величины кровяного давления имеет диагности ческое значение и широко используется в медицинской прак тике.
Скорость движения крови. Подобно тому как река течет быст рее в своих суженных участках и медленнее там, где она широко разливается, кровь течет быстрее там, где суммарный просвет сосудов самый узкий (в артериях), и медленнее всего там, где суммарный просвет сосудов самый широкий (в капиллярах).
В кровеносной системе самой узкой частью является аорта, в ней самая большая скорость течения крови (500 мм/с). Каждая артерия уже аорты, но суммарный просвет всех артерий челове ческого тела больше, чем просвет аорты. Суммарный просвет всех капилляров в 800—1000 раз больше просвета аорты, соответствен но и скорость движения крови в капиллярах в 1000 раз меньше, чем в аорте (0,5 мм/с). Медленный ток крови в капиллярах спо собствует обмену газов, а также переходу питательных веществ из крови и продуктов распада тканей в кровь.
Скорость кругооборота крови с возрастом замедляется, что связано с увеличением длины сосудов, а в более поздние периоды со значительным снижением эластичности кровеносных сосудов. Более частые сердечные сокращения у детей также способствуют большей скорости движения крови. У новорожденного кровь со вершает полный кругооборот, т. е. проходит большой и малый круги кровообращения, за 12 с, у 3-летних — за 15 с, в 14 лет — за 18,5 с. Время кругооборота крови у взрослых составляет 22 с.
5.4 Регуляция кровообращения и ее основные особенности
Иннервация сердца и сосудов. Деятельность сердца регули руется двумя парами нервов — блуждающими и симпатическими. Блуждающие нервы берут начало в продолговатом мозге, а сим патические нервы отходят от шейного симпатического узла. Блуждающие нервы тормозят сердечную деятельность под влиянием передающихся по ним импульсов, урежается ритм и уменьшается сила сердечных сокращений. Под влиянием импульсов, поступаю щих к сердцу по симпатическим нервам, учащается ритм сердеч ной деятельности и усиливается каждое сердечное сокращение.
Изменение просвета кровеносных сосудов происходит под влия нием импульсов, передающихся на стенки сосудов по симпатиче ским сосудосуживающим нервам.
К моменту рождения ребенка в сердечной мышце достаточно хорошо выражены нервные окончания как симпатических, так и блуждающих нервов. В раннем детском возрасте (до 2—3 лет) преобладают тонические влияния симпатических нервов на сердце, о чем можно судить по частоте сердечных сокращений (у новорожденных до 140 ударов в минуту). Тонус центра блуждающего нерва, в этом возрасте низок.
Первые признаки влияния блуждающего нерва на сердечную деятельность обнаруживаются в 3—4-месячном возрасте. В этом возрасте можно вызвать рефлекторное замедление сердечного ритма, надавливая на глазное яблоко. В первые годы жизни ребенка формируются и закрепляются тонические влияния блуждающего нерва на сердце. В младшем школьном возрасте роль блуждаю щего нерва значительно усиливается, что проявляется в снижении частоты сердечных сокращений.
Рефлекторные влияния на деятельность сердца и сосудов. Ритм и сила сердечных сокращений меняются в зависимости от эмоцио нального состояния человека, характера выполняемой им работы. Состояние человека влияет и на кровеносные сосуды, меняет их просвет. При страхе, физическом напряжении из-за изменения просвета кровеносных сосудов человек бледнеет или краснеет.
Работа сердца и просвет кровеносных сосудов связаны с потребностями организма, его органов и тканей в обеспечении их кислородом и питательными веществами. Приспособление деятельности сердечно-сосудистой системы к условиям, в которых находится организм, осуществляется нервным и гуморальным регуляторными механизмами, которые обычно функционируют взаимосвязано. Нервные влияния, регулирующие деятельность сердца и кровеносных сосудов, передаются к ним из ЦНС по центробежным нервам. Раздражением любых чувствительных окончаний можно рефлекторно вызвать урежение или учащение сокращений сердца. Тепло, холод, укол и другие раздражения вызывают в окончаниях центростремительных нервов возбуждение, которое пе редается в центральную нервную систему и оттуда по блуждающему или симпатическому нерву достигает сердца.
Центробежные нервы сердца получают импульсы не только из продолговатого и спинного мозга, но и от вышележащих отделов центральной нервной системы, в том числе и от коры больших полушарий головного мозга. Известно, что боль вызывает учащение сердечных сокращений. Если ребенку при лечении делали уко лы, то у него только вид белого халата условно-рефлекторно будет вызывать частое сердцебиение. Об этом же свидетельствует изменение сердечной деятельности у спортсменов перед стартом, у учащихся и студентов перед экзаменами.
Импульсы из ЦНС передаются одновременно по нервам к сердцу и из сосудодвигательного центра по другим нервам к кро веносным сосудам. Поэтому обычно на раздражение, поступившее из внешней или внутренней среды организма, рефлекторно отве чают и сердце, и сосуды.
Важное значение в регуляции сердечного ритма и обеспечении постоянства величины кровяного давления имеют собственно сосудистые рефлексы, вызываемые импульсами от рецепторов сосудов. Особое физиологическое значение имеют рецепторы, расположенные в дуге аорты: ив области разветвления сонной артерии на внутреннюю и наружную. Здесь располагаются сосудистые рефлексогенные зоны, участвующие в саморегуляции сердечно-сосудистой системы. Рецепторы сосудистых рефлексогенных зон возбуждаются при повышении давления крови в сосуде, поэтому их называют баро-рецепторами или прессорецепторами.
Повышение кровяного давления в аорте вызывает растяжение ее стенок и, как следствие, раздражение прессорецептороз аортальной рефлексогенной зоны. Возникшее в рецепторах возбуждение по волокнам аортального нерва достигает продолговатого мозга. Рефлекторно повышается тонус ядер блуждающих нервов, что приводит к торможению сердечной деятельности, вследствие чего частота и сила сердечных сокращений уменьшаются. Тонус сосудосуживающего центра при этом снижается, что вызывает расширение сосудов внутренних органов.
Торможение работы сердца и расширение просвета кровеносных сосудов восстанавливают повысившееся кровяное давление до нормальных величин.
В области разветвления сонной артерии на наружную и внутреннюю располагается синокаротидная рефлексогенная зона. Здесь расположены прессорецепторы, раздражающиеся при повышении давления крови в каротидном синусе. Возбуждение по синокаротидному нерву (в составе языкоглоточного нерва) достигает продолговатого мозга. Дальнейший механизм, приводящий к выравниванию величины кровяного давления, таков же, как и при реакции с аортальной рефлексогенной зоной.
Гуморальная регуляция кровообращения. На деятельность сердца и сосудов оказывают влияние химические вещества, находящиеся в крови. Так, в надпочечниках вырабатывается гормон адреналин. Он учащает и усиливает деятельность сердца и сужи вает просвет кровеносных сосудов. В нервных окончаниях пара симпатических нервов образуется ацетилхолин, который расширяет просвет кровеносных сосудов и замедляет и ослабляет сердеч ную деятельность. На работу сердца оказывают влияние и некоторые соли. Увеличение концентрации ионов калия тормозит работу сердца, а увеличение концентрации ионов кальция вызывает учащение и усиление сердечной деятельности.
Гуморальные влияния тесно связаны с нервной регуляцией деятельности системы кровообращения. Выделение самих химических веществ в кровь и поддержание их определенной концентрации в крови регулируется нервной системой.
Деятельность всей системы кровообращения направлена на обеспечение организма в разных условиях необходимым количеством кислорода и питательных веществ, на выведение из клеток и органов продуктов обмена, сохранение на постоянном уровне кровяного давления. Это создает условия для сохранения постоянства внутренней среды организма.
5.5 Влияние нагрузок на сердечно-сосудистую систему
По мере роста и развития сердечно-сосудистой системы изменяются и ее реакции у детей и подростков на физическую нагрузку. Возрастные особенности этих реакции отчетливо проявляются как при постановке специальных функциональных проб, направленных на выявление состояния сердечно-сосудистой си стемы, так и в процессе выполнения физических упражнений, общественно полезного, производительного труда.
На динамическую физическую нагрузку дети и подростки реагируют повышением частоты сердечных сокращении, максималь ного артериального давления (ударного объема). Чем младше дети, тем в большей мере, даже на меньшую физическую нагрузку, они реагируют повышением частоты пульса, меньшим уве личением ударного объема, обеспечивая примерно одинаковый прирост минутного объема.
Дети и подростки, систематически занимающиеся физической культурой, постоянно выполняющие общественно полезные работы при строгом нормировании физических нагрузок, тренируют сердце, повышают его функциональные возможности.
Наступающая тренированность обусловливает предельную экономичность работы сердца, увеличение его резервных возможностей, повышение работоспособности и выносливости. Это четко проявляется в реакциях тренированных детей и подростков по сравнению с нетренированными сверстниками. Минутный объем сердца тренированные дети и подростки по сравнению со своими нетренированными сверстниками обеспечивают за счет увеличе ния ударного объема и в меньшей степени за счет частоты сердечных сокращений. Проявляется и другая примечательная особенность: время восстановления гемодинамических показателей у тре нированных учащихся короче, чем у нетренированных. В ответ на большую нагрузку (двухминутный бег, 180 шагов в 1 мин) у тренированных школьников 15 лет количество крови, выбрасываемое за 1 мин, достигает такого объема, которое позволяет обеспечить кислородом работающие органы. При большой нагрузке особенно ярко проявляются различия в реакциях сердечно-сосудистой системы тренированного и нетренированного школьника.
У юных спортсменов (16—18 лет) после дозированной физической нагрузки (20 приседаний за 30 с или 60 подскоков) частота сердечных сокращений увеличивается на 60—70%, макси мальное артериальное давление повышается на 25—30%, а минимальное снижается на 20—25%; пульс возвращается к исходной частоте через 1,0—1,5 мин. Такая реакция расценивается как благоприятная.
На аналогичную нагрузку нетренированные подростки реагируют повышением частоты сердечных сокращений на 100%, мак симального артериального давления на 30—40% и снижением минимального на 10—15%; пульс возвращается к величинам до нагрузки через 2—3 мин. после ее завершения. Еще более неблагоприятна реакция сердечно-сосудистой системы, когда у школьников падает максимальное артериальное давление, повышается минимальное и снижается ударный объем, резко затягивается восстановительный период, появляется одышка, головокружение, учащается пульс. Подобная реакция сигнализирует о том, что сердечно-сосудистая система не справляется с нагрузкой и она должна быть ограничена. Такая же реакция у юных спортсменов может указывать на перетренированность организма. В этих случаях необходимо уменьшить тренировочные нагрузки, увеличить отдых, ввести разнообразие в занятия видами спорта (для легкоатлетов — спортивные игры, а для тренирующихся в спортивных играх — лыжи, плавание).
Статическая нагрузка (а к ней относится и позное напряжение) сопровождается иными реакциями сердечно-сосудистой системы. Сидение — активное состояние, при котором сильное напря жение испытывают около 250 мышц. Максимальная нагрузка приходится на затылочные, спинные мышцы-разгибатели, а так же мышцы тазового пояса. Статическая нагрузка в отличие от динамической повышает как максимальное, так и минимальное артериальное давление. Так реагируют даже на легкую статическую нагрузку, равную 30% от максимальной силы сжатия динамометра, школьники всех возрастов. При этом в начале учеб ного года изменения гемодинамических показателей менее резки, чем в конце года. В начале года, например, у мальчиков 8—9 лет на указанную статическую нагрузку повышается минимальное давление на 5,5% и максимальное на 10%, а в конце года соответ ственно на II и 21%. Такая реакция регистрируется более чем в течение 5 мин. после прекращения воздействия статического усилия.
Длительное напряжение сопровождается у школьников спазмом артериол, что приводит к общему повышению артери ального давления. Увеличение двигательной активности в режиме учебных занятий — одна из мер профилактики у учащихся сердеч но-сосудистых расстройств, в частности развития гипертонии.
Важная роль, которую выполняет сердце в организме, диктует необходимость применения профилактических мер, способ ствующих его нормальной функции, укрепляющих его, предохра няющих от заболеваний, которые вызывают органические измене ния клапанного аппарата и самой сердечной мышцы. Занятия физической культурой и трудом в пределах возрастных границ до пустимых физических нагрузок — наиважнейшая мера укрепления сердца.
6. Возрастные особенности органов дыхания
6.1 Строение и функции органов дыхания
Значение дыхания. Дыхание — необходимый для жизни про цесс постоянного обмена газами между организмом и окружаю щей средой. Дыхание обеспечивает постоянное поступление в ор ганизм кислорода, необходимого для осуществления окислитель ных процессов, являющихся основным источником энергии. Без доступа кислорода жизнь может продолжаться лишь несколько минут. При окислительных процессах образуется углекислый газ, который должен быть удален из организма. В понятие дыхание включают следующие процессы:
1) внешнее дыхание — обмен га зов между внешней средой и легкими — легочная вентиляция; 2) обмен газов в легких между альвеолярным воздухом и кровью капилляров — легочное дыхание; 3) транспорт газов кровью, пе ренос кислорода от легких к тканям и углекислого газа из тканей в легкие; 4) обмен газов в тканях; 5) внутреннее, или тканевое, дыхание—биологические процессы, происходящие в митохондри ях клеток. Этот этап дыхания является предметом рассмотрения в курсе биохимии. Нарушение любого из этих процессов создает опасность для жизни человека.
Дыхательная система человека включает: воздухоносные пу ти, к которым относятся полость носа, носоглотка, гортань, тра хея, бронхи, легкие — состоящие из бронхиол, альвеоляр ных мешочков и богато снабженные сосудистыми разветвлениями; костно-мышечную систему, обеспечивающую дыхательные движе ния: к ней относятся ребра, межреберные и другие вспомога тельные мышцы, диафрагма. Все звенья дыхательной системы претерпевают с возрастом существенные структурные преобразо вания, что определяет особенности дыхания детского организма на разных этапах развития.
Воздухоносные пути и дыхательный путь начинаются носовой полостью. Слизистая оболочка носовой полости обильно снабжена кровеносными сосудами и покрыта многослойным мерцательным эпителием. В эпителии много железок, выделяющих слизь, кото рая вместе с пылевыми частицами, проникшими со вдыхаемым воздухом, удаляется мерцательными движениями ресничек. В носовой полости вдыхаемый воздух согревается, частично очищается от пыли и увлажняется. К моменту рождения носовая полость ребенка недоразвита, она отличается узкими носовыми отверстиями и практически отсутствием придаточных пазух, окончатель ное формирование которых происходит в подростковом возрасте. Объем носовой полости с возрастом увеличивается примерно в 2,5 раза. Структурные особенности носовой полости детей раннего возраста затрудняют носовое дыхание, дети часто дышат с открытым ртом, что приводит к подверженности простудным заболева ниям. Одним из факторов, затрудняющих дыхание через нос, явля ются аденоиды. «Заложенный» нос влияет на речь, вызывая за крытую гнусавость, косноязычие. При «заложенном» носе воздух недостаточно очищается от вредных примесей, пыли, недостаточ но увлажняется, отчего возникают частые воспаления гортани и трахеи. Ротовое дыхание вызывает кислородное голодание, за стойные явления в грудной клетке и черепной коробке, деформацию грудкой клетки, понижение слуха, частые отиты, бронхиты, сухость слизистой полости рта, неправильное (высокое) развитие твердого нёба, нарушение нормального положения носовой пере городки и формы нижней челюсти. В придаточных пазухах носовой полости детей могут разви ваться воспалительные процессы — гайморит и фронтит.
Рис.10. Воздухоносные пути дыхательной системы:1,2,3 – носовые раковины; 4 – полость рта; 5 – язык; 6 – твердое нёбо; 7 – мягкое нёбо; 8 – носоглотка; 9 – надгортанник; 10 – гортань; 11 – пищевод
Гайморит — воспаление придаточной (гайморовой — верхнече люстной) полости носа. Обычно гайморит развивается после острой инфекции (скарлатина, корь, грипп). Инфекция попадает через кровь из полости носа или из соседнего очага (кариозный зуб). Больной испытывает общее недомогание, познабливание, повышается температура до 38° в первые дни заболевания, по является головная боль или боль невралгического характера с иррадиацией в щеку, в верхние зубы и висок, слизистая носа (односторонне) набухает, появляются выделения (с той же сто роны). Необходимо немедленно направить ребенка в лечебное учреждение для своевременного лечения. Недостаточное лечение приводит к переходу заболевания в хроническое состояние.
Фронтит — воспаление лобной пазухи. Больной жалуется на боль над бровью, во лбу и нижней стенке лобной пазухи, наблю дается слезотечение и светобоязнь. Комплекс этих симптомов по является периодически, они продолжаются с 10—11 ч утра и за тихают к 15—16 ч дня. При вертикальном положении тела наб людаются обильные выделения (гнойные). Важно направить ребенка в лечебное учреждение для своевременного лечения. Не редко заболевание становится хроническим.
Из полости носа воздух попадает в носоглотку — верхнюю часть глотки. В глотку открываются также полость носа, гортань и слуховые трубы, соединяющие полость глотки со средним ухом. Глотка ребенка отличается меньшей длиной, большей шириной и низким расположением слуховой трубы. Особенности строения но соглотки приводят к тому, что заболевания верхних дыхательных путей у детей часто осложняются воспалением среднего уха, так как инфекция легко проникает в ухо через широкую и короткую слуховую трубу. Заболевания миндалевидных желез, расположен ных в глотке, серьезно отражаются на здоровье ребенка.
Тонзиллит — воспаление миндалин. Оно может быть острым (ангины) и хроническим. Хронический тонзиллит развивается по сле частых ангин и некоторых других инфекционных заболеваний, сопровождающихся воспалением слизистой оболочки зева (скар латина, корь, дифтерия). Особую роль в развитии хронического заболевания миндалин имеет микробная (стрептококк и аденовирус) инфекция. Хронический тонзиллит способствует возникнове нию ревматизма, воспалению почек, органическому поражению сердца.
Одним из видов заболеваний миндалевидных желез являются аденоиды — увеличение третьего миндалика, находящегося в носо глотке. Для увеличения миндалика имеют значение ряд перене сенных инфекций, климатические условия (в холодном климате аденоиды у детей встречаются чаще, чем в теплом). Разрастание миндалика констатируется преимущественно у детей до 7—8 лет. При аденоидах наблюдаются: долго не прекращающийся насморк, затрудненное носовое дыхание, особенно по ночам (храпение, не освежающий, беспокойный сон с частым пробуждением), притупление обоняния, открытый рот, отчего нижняя губа отвисает, носогубные складки сглаживаются, появляется особое «аденоидное» выражение лица.
Следующее звено воздухоносных путей — гортань. Скелет гортани образован хрящами, соединенными между собой суставами, связками и мышцами.
Полость гортани покрыта слизистой оболочкой, которая образует две пары складок, замыкающих вход в гортань во время глотания. Нижняя пара складок покрывает голосовые связки. Пространство между голосовыми связками называют голосовой щелью. Таким образом, гортань не только связывает глотку с трахеей, но и участвует в речевой функции.
Гортань у детей короче, уже и располагается выше, чем у взрослых. Наиболее интенсивно гортань растет на 1—3-м годах жизни и в период полового созревания. В период полового созревания появляются половые различия в строении гортани. У мальчиков образуется кадык, удлиняются голосовые связки, гортань становится шире и длиннее, чем у девочек, происходит ломка голоса.
От нижнего края гортани отходит трахея. Длина ее увеличивается в соответствии с ростом туловища, максимальное ускорение роста трахеи отмечено в возрасте 14—16 лет. Окружность трахеи увеличивается соответственно увеличению объема грудной клетки. Трахея разветвляется на два бронха, правый из которых более короткий и широкий. Наибольший рост бронхов происходит в первый год жизни и в период полового созревания.
Слизистая оболочка воздухоносных путей у детей более обиль но снабжена кровеносными сосудами, нежна и ранима, она со держит меньше слизистых желез, предохраняющих ее от повреждения. Эти особенности слизистой оболочки, выстилающей возду хоносные пути, в детском возрасте в сочетании с более узким про светом гортани и трахеи обусловливают подверженность детей воспалительным заболеваниям органов дыхания.
Легкие. С возрастом существенно изменяется и структура основного органа дыхания — легких. Первичный бронх, вступив в ворота легких, делится на более мелкие бронхи, которые об разуют бронхиальное дерево. Самые тонкие веточки его называют бронхиолами. Тонкие бронхиолы входят в легочные дольки и вну три них делятся на конечные бронхиолы.
Бронхиолы разветвляются на альвеолярные ходы с мешочка ми, стенки которых образованы множеством легочных пузырьков— альвеол. Альвеолы являются конечной частью дыхательного пути (рис. 11). Стенки легочных пузырьков состоят из одного слоя плоских эпителиальных клеток.
Через стенки альвеол и ка пилляров происходит обмен газами — из воздуха в кровь переходит кислород, а из крови в альвеолы поступают углекислый газ и пары воды.
Рис. 11. Схема строения легких (А) и легочных альвеол (Б):
А: 1 – гортань; 2 – трахея; 3 – бронхи; 4 – бронхиолы; 5 – легкие.
Б: 1 – сосудистая сеть; 2,3 – альвеолы снаружи и в разрезе; 4 – бронхиола; 5 – артерии и вена
В легких насчитывают до 350 млн. альвеол, а их поверхность достигает 150 м2. Большая поверхность альвеол способствует луч шему газообмену. По одну сторону этой поверхности находится альвеолярный воздух, постоянно обновляющийся в своем составе, по другую — непрерывно текущая по сосудам кровь. Через обшир ную поверхность альвеол происходит диффузия кислорода и угле кислого газа. Во время физической работы, когда при глубоких входах альвеолы значительно растягиваются, размеры дыхатель ной поверхности увеличиваются. Чем больше общая поверхность альвеол, тем интенсивнее происходит диффузия газов.
Каждое легкое покрыто серозной оболочкой, называемой плеврой. У плевры два листка. Один плотно сращен с легким, другой приращен к грудной клетке. Между обоими листками — небольшая плевральная полость, заполненная серозной жидкостью (около 1—2 мл), которая облегчает скольжение листков плевры при дыхательных движениях. В альвеолах осуществляется газообмен: кислород из альвеолярного воздуха переходит в кровь, из крови углекислый газ поступает в альвеолы.
Стенки альвеол и стенки капилляров очень тонкие, что спо собствует проникновению газов из легких в кровь и наоборот. Газообмен зависит от поверхности, через которую осуществляется диффузия газов, и разности парциального давления диффундирующих газов. Такие условия есть в легких. При глубоком вдохе альвеолы растягиваются и их поверхность достигает 100—150 м2. Также велика и поверхность капилляров в легких. Есть и доста точная разница парциального давления газов, альвеолярного воз духа и напряжения этих газов в венозной крови. Для кислорода эта разница составляет 70 мм рт. ст., для углекислого газа — 7 мм рт. ст.
Легкие у детей растут главным образом за счет увеличения объема альвеол (у новорожденного диаметр альвеолы 0,07 мм, у взрослого он достигает уже 0,2 мм). До 3 лет происходит уси ленный рост легких и дифференцировка их отдельных элементов. Число альвеол к 8 годам достигает числа их у взрослого челове ка. В возрасте от 3 до 7 лет темпы роста легких снижаются. Особенно энергично растут альвеолы после 12 лет. Объем легких к 12 годам увеличивается в 10 раз по сравнению с объемом легких новорожденного, а к концу периода полового созревания — в 20 раз (в основном за счет увеличения объема альвеол). Соответственно изменяется газообмен в легких, увеличение суммарной поверхности альвеол приводит к возрастанию диффузионных возможностей легких.
Дыхательные движения. Обмен газов между атмосферным воз духом и воздухом, находящимся в альвеолах, происходит благодаря ритмическому чередованию актов вдоха и выдоха.
В легких нет мышечной ткани, и поэтому активно они сокра щаться не могут. Активная роль в акте вдоха и выдоха принад лежит дыхательным мышцам. При параличе дыхательных мышц дыхание становится невозможным, хотя органы дыхания при этом не поражены.
При вдохе сокращаются наружные межреберные мышцы и диафрагма. Межреберные мышцы приподнимают ребра и отводят их несколько в сторону. Объем грудной клетки при этом увеличивается. При сокращении диафрагмы ее купол уплощается, что также ведет к увеличению объема грудной клетки. При глубоком дыхании принимают участие и другие мышцы груди и шеи. Легкие, находясь в герметически закрытой грудной клетке, пассивно следуют во время вдоха и выдоха за ее движущимися стенками, так как при помощи плевры они приращена к грудной клетке. Этому способствует и отрицательное давление в грудной полости. Отрицательное давление — это давление ниже атмосферного. Во время вдоха оно ниже атмосферного на 9—12 мм рт. ст., а во время выдоха — на 2—6 мм рт. ст.
В ходе развития грудная клетка растет быстрее, чем легкие, отчего легкие постоянно (даже при выдохе) растянуты. Растяну тая эластичная ткань легких стремится сжаться. Сила, с которой ткань легкого стремится сжаться за счет эластичности, противо действует атмосферному давлению. Вокруг легких, в плевральной полости, создается давление, равное атмосферному минус эла стическая тяга легких. Так вокруг легких создается отрицатель ное давление. За счет отрицательного давления в плевральной полости легкие следуют за расширившейся грудной клеткой. Легкие при этом растягиваются. Атмосферное давление действует на легкие изнутри через воздухоносные пути, растягивает их, прижимает к грудной стенке.
Большая частота дыхательных движений у ребенка обеспечи вает высокую легочную вентиляцию.
Объем вдыхаемого воздуха у ребенка в 1 месяц жизни состав ляет 30 мл, в 1 год —70 мл, в 6 лет—156 мл, в 10 лет — 239 мл, в 14 лет —300 мл.
За счет большой частоты дыхания у детей значительно выше, чем у взрослых, минутный объем дыхания (в пересчете на 1 кг массы).
Минутный объем дыхания — это количество воздуха, ко торое человек вдыхает за 1 мин; он определяется произведением величины вдыхаемого воздуха на число дыхательных движений за 1 мин. У новорожденного минутный объем дыхания составляет 650—700 мл воздуха, к концу первого года жизни — 2600— 2700 мл, к 6 годам —3500 мл, у 10-летнего ребенка —4300 мл, у 14-летнего — 4900 мл, у взрослого человека — 5000—6000 мл.
Важной характеристикой функционирования дыхательной си стемы является жизненная емкость легких — наибольшее количе ство воздуха, который человек может выдохнуть после глубокого вдоха. Жизненная емкость воздуха легких меняется с возрастом (табл. 18), зависит от длины тела, степени развития грудной клет ки и дыхательных мышц, пола. Обычно она больше у мужчин, чем у женщин. У спортсменов жизненная емкость легких больше, чем у нетренированных людей: у штангистов, например, она состав ляет около 4000 мл, у футболистов — 4200, у гимнастов — 4300, у пловцов — 4900, у гребцов — 5500 мл и более.
Так как измерение жизненной емкости легких требует актив ного и сознательного участия самого ребенка, то она может быть определена лишь после 4—5 лет.
К 16—17 годам жизненная емкость легких достигает величин, характерных для взрослого человека. Для определения жизненной емкости легких используется прибор спирометр. Жизненная емкость является важным показателем физического развития.
Средняя величина жизненной емкости легких (в мл)
|
Пол |
Возраст (в годах) |
||||||||
|
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
10 |
12 |
15 |
17 |
|
|
Мальчики Девочки |
1200 |
1200 |
1200 1100 |
1400 1200 |
1440 1360 |
1630 1460 |
1975 1905 |
2600 2530 |
3520 2760 |
6.2 Регуляция дыхания
Дыхательный центр. Регуляция дыхания осуществляется ценральной нервной системой, специальные области которой устанавливают автоматическое дыхание — чередование вдоха и произвольное дыхание, обеспечивающее приспособительные изме нения в системе органов дыхания, соответствующие конкретной внешней ситуации и осуществляемой деятельности. Группа нервных клеток, ответственная за осуществление дыхательного цикла, называется дыхательным центром. Дыхательный центр расположен в продолговатом мозге, его разрушение приводит к остановке дыхания.
Дыхательный центр находится в состоянии постоянной активности: в нем ритмически возникают импульсы возбуждения. Эти импульсы возникают автоматически. Даже после полного выклю чения центростремительных путей, идущих к дыхательному центру, в нем можно зарегистрировать ритмическую активность. Автоматизм дыхательного центра связывают с процессом обмена веществ в нем. Ритмические импульсы передаются из дыхательного центра по центробежным нейронам к межреберным мышцам и диафрагме, обеспечивая последовательное чередование вдоха и выдоха.
Деятельность дыхательного центра регулируется рефлекторно, импульсацией, поступающей из различных рецепторов, и гуморально, изменяясь в зависимости от химического состава крови.
Рефлекторная регуляция. К рецепторам, возбуждение которых по центростремительным путям поступает в дыхательный центр, относятся хеморецепторы, расположенные в крупных сосудах (ар териях) и реагирующие на снижение напряжения в крови кисло рода и увеличение концентрации двуокиси углерода, и механоре-цепторы легких и дыхательных мышц. На регуляцию дыхания оказывают влияние также рецепторы воздухоносных путей. Рецепторы легких и дыхательных мышц имеют особое значение в чередовании вдоха и выдоха, от них в большей степени зависит соотношение этих фаз дыхательного цикла, их глубина и частота.
При вдохе, когда легкие растягиваются, раздражаются рецеп торы в их стенках. Импульсы от рецепторов легких по центро стремительным волокнам блуждающего нерва достигают дыхательного центра, тормозят центр вдоха и возбуждают центр вы доха. В результате дыхательные мышцы расслабляются, грудная клетка опускается, диафрагма принимает вид купола, объем грудной клетки уменьшается и происходит выдох. Выдох, в свою очередь, рефлекторно стимулирует вдох.
В регуляции дыхания принимает участие кора головного мозга, обеспечивающая тончайшее приспособление дыхания к потреб ностям организма в связи с изменениями условий внешней среды и жизнедеятельности организма. Человек может произвольно, по своему желанию на время задержать дыхание, изменить ритм и глубину дыхательных движений. Влияниями коры головного мозга объясняются предстартовые изменения дыхания у спортсменов — значительное углубление и учащение дыхания перед началом соревнования. Возможна выработка условных дыхательных рефлек сов. Если к вдыхаемому воздуху добавить 5—7% углекислого газа, который в такой концентрации учащает дыхание, и сопро вождать вдох стуком метронома или звонком, то через несколько сочетаний один только звонок или стук метронома вызовет уча щение дыхания.
Гуморальные влияния на дыхательный центр. Большое влияние на состояние дыхательного центра оказывает химический со став крови, в частности ее газовый состав. Накопление углекислого газа в крови вызывает раздражение рецепторов в кровеносных сосудах, несущих кровь к голове, и рефлекторно возбуждает ды хательный центр. Подобным образом действуют и другие кислые продукты, поступающие в кровь, например молочная кислота, со держание которой в крови увеличивается во время мышечной работы.
К моменту рождения ребенка его дыхательный центр способен обеспечивать ритмичную смену фаз дыхательного цикла (вдох и выдох), но не так совершенно, как у детей старшего возраста. Это связано с тем, что к моменту рождения функциональное формирование дыхательного центра еще не закончилось. Об этом свидетельствует большая изменчивость частоты, глубины, ритма дыхания у детей раннего возраста. Возбудимость дыхательного центра у новорожденных и грудных детей низкая. Дети первых лет жизни отличаются более высокой устойчивостью к недостатку кислорода (гипоксии), чем дети более старшего возраста.
Формирование функциональной деятельности дыхательного центра происходит с возрастом. К 11 годам уже хорошо выражена возможность приспособления дыхания к различным усло виям жизнедеятельности.
Чувствительность дыхательного центра к содержанию углекислого газа повышается с возрастом и в школьном возрасте достигает примерно уровня взрослых. Следует отметить, что в период полового созревания происходят временные нарушения регуляции дыхания и организм подростков отличается меньшей устойчивостью к недостатку кислорода, чем организм взрослого человека. Увеличивающаяся по мере роста и развития организма потребность в кислороде обеспечивается совершенствованием регуляции дыхательного аппарата, приводящей к возрастающей экономизации его деятельности. По мере созревания коры больших полушарий совершенствуется возможность произвольно изменять дыхание — подавлять дыхательные движения или производить максимальную вентиляцию легких.
У взрослого человека во время мышечной работы увеличивается легочная вентиляция в связи с учащением и углубление дыхания. Такие виды деятельности, как бег, плавание, бег на коньках и лыжах, езда на велосипеде, резко повышают объем легочной вентиляции, У тренированных людей усиление легочного газообмена идет главным образом за счет увеличения глубины дыхания. Дети же в силу особенностей их аппарата дыхания не могут при физических нагрузках значительно изменить глубину дыхания, а учащают дыхание. И без того частое и поверхностное дыхание у детей при физических нагрузках становится еще более частым и поверхностным. Это приводит к более низкой эффективности вентиляции легких, особенно у маленьких детей.
Организм подростка, в отличие от взрослого, быстрее достигает максимального уровня потребления кислорода, но и быстрее прекращает работу из-за неспособности долго поддерживать потребление кислорода на высоком уровне.
Произвольные изменения дыхания играют важную роль при выполнении ряда дыхательных упражнений и помогают правильно сочетать определенные движения с фазой дыхания (вдохом и выдохом).
Одним из важных факторов в обеспечении оптимального функционирования дыхательной системы при различного вида нагруз ках является регуляция соотношения вдоха и выдоха. Наиболее эффективным и облегчающим физическую и умственную деятельность является дыхательный цикл, в котором выдох длиннее вдоха.
Научить детей правильно дышать при ходьбе, беге и других видах деятельности — одна из задач учителя. Одно из условий правильного дыхания — это забота о развитии грудной клетки. Для этого важно правильное положение тела, особенно во время сидения за партой, дыхательная гимнастика и другие физические упражнения, развивающие мускулатуру, приводящую в движение грудную клетку. Особенно полезны в этом отношении такие виды спорта, как плавание, гребля, катание на коньках, ходьба на лыжах.
Обычно человек с хорошо развитой грудной клеткой дышит равномерно и правильно. Надо приучать детей ходить и стоять, соблюдая прямую осанку, так как это содействует расширению грудной клетки, облегчает деятельность легких и обеспечивает более глубокое дыхание. При согнутом положении туловища в организм поступает меньшее количество воздуха.
Правильное положение тела детей в процессе различных видов деятельности содействует расширению грудной клетки, облегчает глубокое дыхание. Наоборот, при согнутом положении туловища создаются обратные условия, нарушается нормальная деятельность легких, ими поглощается меньшее количество воздуха, а вместе с этим и кислорода.
Воспитанию у детей и подростков правильного дыхания через нос в состоянии относительного покоя, во время трудовой деятельности и выполнения физических упражнений уделяется большое внимание в процессе физического воспитания. Дыхательная гимнастика, плавание, гребля, катание на коньках, ходьба на лыжах особенно содействуют совершенствованию дыхания.
Дыхательная гимнастика имеет и большое оздоровительное значение. При спокойном и глубоком вдохе понижается внутригрудное давление, так как опускается вниз диафрагма. Возраста ет приток венозной крови к правому предсердию, что облегчает работу сердца. Опускающаяся при вдохе диафрагма массирует печень и верхние органы брюшной полости, помогает удалению из них продуктов обмена веществ, а из печени — венозной застойной крови и желчи.
Во время глубокого выдоха диафрагма поднимается, что увеличивает отток венозной крови из нижних конечностей, области таза и живота. В результате облегчается кровообращение. Одно временно при глубоком выдохе происходит легкий массаж сердца и улучшение его кровоснабжения.
В дыхательной гимнастике три основные разновидности дыхания, называемые в соответствии с формой выполнения — грудным, брюшным и полным дыханием. Наиболее полноценным для здо ровья считается полное дыхание. Существуют разнообразные комплексы дыхательной гимнастики. Эти комплексы рекомендуется выполнять до 3 раз в день, спустя не менее часа после еды.
Необходимо обратить внимание на гигиеническое значение воздушной среды в помещении. Чистота воздуха и его физико-химические свойства имеют огромное значение для здоровья и работоспособности детей и подростков. Пребывание детей и подростков в запыленном, плохо проветриваемом помещении является причиной не только ухудшения функционального состояния организма, но и многих заболеваний.
Известно, что в закрытых, плохо проветриваемых и аэрируемых помещениях одновременно с повышением температуры воздуха резко ухудшаются его физико-химические свойства. Для организма человека небезразлично содержание в воздухе положительных и отрицательных ионов. В атмосферном воздухе количество положительных и отрицательных ионов почти одинаково, легкие ионы значительно преобладают над тяжелыми.
Исследования показали, что на человека благоприятно влияют легкие и отрицательные ионы, а число их в рабочих помещениях постепенно уменьшается. Начинают преобладать положительные и тяжелые ионы, которые угнетают жизнедеятельность человека. В школах перед уроками в 1 см3 воздуха содержится около 467 легких и 10 тыс. тяжелых ионов, а в конце учебного дня количество первых снижается до 220, а вторых увеличивается до 24 тыс.
Благотворное физиологическое действие отрицательных аэроионов явилось основанием к применению искусственной ионизации воздуха закрытых помещений детских учреждений, спортивных за лов. Сеансы непродолжительного (10 мин) пребывания в поме щении, где в 1 см3 воздуха содержится 450—500 тыс. легких ионов, продуцируемых специальным аэроионизатором, не только положительно сказываются на работоспособности, но и оказыва ют закаливающее влияние.
В растянутом легком давление становится ниже атмосферного, и за счет разницы давления атмосферный воздух через дыхательные пути устремляется в легкие. Чем больше увеличивается при вдохе объем грудкой клетки, тем больше растягиваются легкие, тем глубже вдох.
При расслаблении дыхательных мышц ребра опускаются до исходного положения, купол диафрагмы приподнимается, объем грудной клетки, а следовательно, и легких уменьшается и воздух выдыхается наружу. В глубоком выдохе принимают участие мыш цы живота, внутренние межреберные и другие мышцы.
Постепенность созревания костно-мышечного аппарата дыхательной системы и особенности его развития у мальчиков и девочек определяют возрастные и половые различия типов дыхания. У детей раннего возраста ребра имеют малый изгиб и занимают почти горизонтальное положение. Верхние ребра и весь плечевой пояс расположены высоко, межреберные мышцы слабые. В связи с такими особенностями у новорожденных преобладает диафрагмальное дыхание с незначительным участием межреберных мышц. Диафрагмальный тип дыхания сохраняется до второй половины первого года жизни. По мере развития межреберных мышц и роста ребенка грудная клетка опускается вниз и ребра принимают косое положение. Постепенно дыхание грудных детей становится грудобрюшным, с преобладанием диафрагмального, причем в верх нем отделе грудной клетки подвижность остается все еще небольшой.
В возрасте от 3 до 7 лет в связи с развитием плечевого пояса все более начинает преобладать грудной тип дыхания, и к 7 го дам он становится выраженным.
В 7—8 лет выявляются половые отличия в типе дыхания: у мальчиков становится преобладающим брюшной тип дыхания, у девочек — грудной. Заканчивается половая дифференцировка дыхания к 14—17 годам. Следует заметить, что тип дыхания у юношей и девушек может меняться в зависимости от занятий спортом, трудовой деятельностью.
Возрастные особенности строения грудной клетки и мышц обусловливают особенности глубины и частоты дыхания в дет ском возрасте. Взрослый человек делает в среднем 15—17 дыха тельных движений в минуту, за один вдох при спокойном дыха нии вдыхается 500 мл воздуха. Объем воздуха, поступающий в легкие за один вдох, характеризует глубину дыхания.
Дыхание новорожденного ребенка частое и поверхностное. Частота подвержена значительным колебаниям — 48—63 дыхатель ных цикла в минуту во время сна. У детей первого года жизни частота дыхательных движений в минуту во время бодрствования 50—60, а во время сна — 35—40. У детей 1—2 лет во время бодр ствования частота дыхания 35—40, у 2—4-летних — 25—35 и у 4—6-летних—23—26 циклов в минуту. У детей школьного воз раста происходит дальнейшее урежение дыхания (18—20 раз в минуту).
7. Возрастные особенности органов пищеварения
7.1 Строение и функции органов пищеварения
Значение пищеварения. Общий план строения пищеварительной системы. Для нормальной жизнедеятельности организма, его роста и развития необходимо регулярное поступление пищи, со держащей сложные органические вещества (белки, жиры, угле воды), минеральные соли, витамины и воду. Все эти вещества необходимы для удовлетворения потребности организма в энергии, для осуществления биохимических процессов, протекающих во всех органах и тканях. Органические соединения используются также как строительный материал в процессе роста организма и воспроизведения новых клеток взамен отмирающих. Основные питательные вещества в том виде, в каком они находятся в пи ще, не могут использоваться организмом, а должны быть под вергнуты специальной обработке — пищеварению.
Пищеварением называют процесс физической и химической обработки пищи и превращения ее в более простые и растворимые соединения, которые могут всасываться, переноситься кровью, усваиваться организмом.
Физическая обработка заключается в измельчении пищи, ее протирании, растворении. Химические изменения представляют собой сложные реакции, происходящие в различных отделах пи щеварительной системы, где под влиянием ферментов, содержа щихся в секретах пищеварительных желез, происходит расщепле ние сложных нерастворимых органических соединений, содержа щихся в пище, превращение их в растворимые и легко усваивае мые организмом вещества.
Ферменты — это биологические ката лизаторы, вырабатываемые организмом и отличающиеся опреде ленной специфичностью. Каждый фермент действует только на определенные химические соединения: одни расщепляют белки, другие — жиры, третьи — углеводы. В пищеварительном тракте в результате химической обработки белки расщепляются до амино кислот, жиры — до глицерина и жирных кислот, углеводы (поли сахариды)— до моносахаридов.
В каждом из отделов пищеварительной системы происходят специализированные операции по обработке пищи, связанные с наличием в каждом из них специфических ферментов. Система органов пищеварения состоит из ротовой полости с тремя парами крупных слюнных желез, глотки, пищевода, желуд ка, тонкой кишки, в состав которой входит двенадцатиперстная кишка (в нее открываются протоки печени и поджелудочной железы, тощая и подвздошная кишки), и толстой кишки, состоящей из слепой, ободочной и прямой кишок. В ободочной кишке раз личают восходящую, нисходящую и сигмовидную кишки.
Пищеварение в ротовой полости. В ротовой полости начинается физическая и химическая обработка пищи, а также осуществляется ее апробирование. С помощью специальных рецепторов в слизистой оболочке ротовой полости и языка мы распознаем вкус пищи, от их функции зависит удовлетворение и неудовлетворение едой. Специфической функцией ротовой полости являет ся механическое измельчение пищи при ее пережевывании. Особый эффект физической обработки достигается наличием в рото вой полости костной основы, что отличает ее от других органов пищеварения, и языка. Язык — подвижный мышечный орган — имеет важнейшее значение не только в осуществлении речевой функции, но и в пищеварении. Передвижение пищи с помощью языка — необходимый компонент жевания.
Измельчение пищи осуществляется зубами. По функции и форме различают резцы, клыки, малые и большие коренные зубы.
Зубы закладываются и развиваются в толще челюсти. Еще во внутриутробном периоде развития закладываются зачатки по стоянных зубов, сменяющих в определенном возрасте молочные.
Рис.12. Органы пищеварения
На 6—8-м месяце жизни у ребенка начинают прорезываться временные, или молочные, зубы. Зубы могут появляться раньше или позднее в зависимости от индивидуальных особенностей раз вития, качества питания. Чаще всего первыми прорезываются средние резцы нижней челюсти, потом появляются верхние сред ние и верхние боковые; к концу первого года жизни прорезывается обычно 8 зубов. В течение второго года жизни, а иногда и нача ла третьего года заканчивается прорезывание всех 20 молочных зубов. Молочные зубы нежные и хрупкие, это следует учитывать при организации питания детей.
В 6—7 лет у детей начинают выпадать молочные зубы, и на смену им постепенно растут постоянные зубы. Перед сменой корни молочных зубов рассасываются, после чего они выпадают. Малые коренные и третьи большие коренные, или зубы мудрости, вырастают без молочных предшественников. Прорезывание посто янных зубов заканчивается к 14 годам. Исключение составляют зубы мудрости, появление которых порой задерживается до 25— 30 лет; в 15% случаев они отсутствуют на верхней челюсти вообще.
В связи с тем, что зачатки постоянных зубов находятся под молочными зубами, следует особо обращать внимание на состоя ние полости рта и зубов у детей школьного и дошкольного воз раста.
По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), 7—9 человек из 10 обследованных нуждаются в лечении зубов. И в первую очередь это связано с кариесом, возникающим вслед ствие разрушения эмали. Одной из основных причин повреждения эмали является ее деминерализация под влиянием кислот, кото рые образуются при распаде остатков пищи.
Наиболее губительное действие на эмаль оказывает молоч ная кислота — основной продукт брожения углеводов. В дальней шем происходит уже непосредственное воздействие микробов на деминерализованные эмаль и дентин. В результате происходит рас пад органических веществ зуба, образуется полость.
Отрицательно сказывается на сохранности эмали резкая смена температуры пищи и воды, поступающих в полость рта, рас кусывание зубами твердых предметов. На кариозный процесс влияет недостаток витаминов (особенно группы В и D), солей кальция, фтора в пище и питьевой воде, отсутствие ультрафиолетовых лучей. Первостепенное значение в механизме кариеса зубов играют микроорганизмы полости рта, главным образом стрептококки. Для предотвращения кариеса необходимы сбалансиро ванное питание, в рацион которого входит достаточное количест во кальция, фосфора и фтора, и тщательный уход за зубами.
Уход за зубами прежде всего должен выражаться в обязательном прополаскивании рта кипяченой, слегка тепловатой водой по сле каждого приема пищи, чтобы по возможности удалить все застрявшие между зубами частицы пищи. Нужно ежедневно ве чером перед сном чистить зубы щеткой с зубным порошком или пастой, чтобы более основательно удалить все остатки пищи.
Нельзя давать детям слишком горячую или очень холодную пищу, а также позволять им раскусывать зубами орехи или дру гие твердые вещества. Это может вызвать повреждение эмали.
В школах детям проводят санацию полости рта: поврежденные зубы удаляют или пломбируют, и таким образом предупреж дается порча остальных зубов, особенно постоянных. В настоящее время широко применяют фторопрофилактику кариеса. Это и фто рирование питьевой воды, и местное орошение раствором фтори стого натрия, и специальные зубные порошки, пасты, эликсиры, содержащие фтор, и, наконец, таблетки с фтором. Сохранность зу бов обеспечивает полноценное измельчение пищи, необходимое для ее дальнейшей обработки.
Наряду с измельчением пищи в ротовой полости происходит смачивание ее слюной и начальный гидролиз некоторых пищевых веществ.
В ротовую полость открываются протоки трех пар крупных слюнных желез: околоушные, поднижнечелюстные и подъязычные. Кроме крупных есть мелкие слизистые слюнные железки. Они раз бросаны почти по всей слизистой оболочке ротовой полости и языка.
Слюна, содержащая 99% воды, смачивает измельченную пищу. В составе ее органических веществ содержатся ферменты, осуществляющие химическую обработку пищи. Основной из этих ферментов — амилаза — расщепляет сложные углеводы до мальтозы. Расщепление углеводов не заканчивается в ротовой полости, но продолжается в желудке до тех пор, пока пищевой комок не пропитается желудочным соком, так, как ферменты, расщеп ляющие углеводы, действуют только в щелочной среде. В слюне содержится также слизистое органическое вещество муцин. Он способствует тому, что обработанный в ротовой полости комок становится скользким и легко проходит по пищеводу—мышечной трубке, выстланной внутри слизистой оболочкой. Длина пищевода с возрастом увеличивается. У новорожденных она составляет 10 см, у 5-летних детей— 16 см, у 15-летних— 19 см, у взрослых — 25 см. Слюнные железы функционируют с момента рождения ре бенка, но в первые месяцы слюны отделяется мало.
С возрастом количество отделяющейся слюны увеличивается: наиболее заметные сдвиги в слюноотделении отмечаются у детей от 9 до 12 месяцев и от 9 до 11 лет. Всего в сутки у детей от деляется до 800 см3 слюны.
Пищеварение в желудке. Желудок имеет вид изогнутого меш ка, вмещающего 1—2 л пищи. В желудке различают вход (кардиальная часть), дно (фундальная часть) и выход (пилорическая, или привратниковая, часть). Привратник открывается в двенадцатиперстную кишку.
Изнутри желудок выстлан слизистой оболочкой, образующей много складок. В толще слизистой оболочки находятся железы, трубчатые по форме. Железы вырабатывают желудочный сок. Различают три типа клеток желудочных желез: главные вырабатывают ферменты желудочного сока, обкладочные — соляную кис лоту, добавочные— слизь.
Желудочный сок человека — бесцветная жидкость кислой ре акции, с большим содержанием соляной кислоты (0,5%) и слизи. Слизь, вырабатываемая клетками слизистой оболочки желудка, предохраняет ее от механических и химических повреждений. Соляная кислота обладает способностью губительно действовать на бактерии, выполняя тем самым защитную функцию. Под влия нием соляной кислоты активизируется основной фермент желудоч ного сока пепсин, расщепляющий белки до альбумоз и пептонов. Желудочный сок содержит также фермент, расщепляющий жи ры,— липазу. В желудке распадаются на глицерин и жирные кис лоты только жиры, находящиеся в состоянии эмульсии (жиры молока). В желудочном соке детей, особенно в период вскармли вания их молоком, содержится сычужный фермент — химозин, вы зывающий свертывание молока.
Отделение желудочного сока начинается рефлекторно, уже тогда, когда пища попадает в полость рта. Оно может возникнуть и условно-рефлекторно. Обычно акт еды начинается с вида и запаха пищи. И. П. Павлов назвал желудочный сок, который начинает выделяться до поступления пищи, аппетитным или за пальным. Он подготавливает желудок к перевариванию пищи и является важным условием, облегчающим этот процесс.
Под влиянием различных воздействий отделение желудочного сока может тормозиться. Вид несвежей пищи, неприятный запах ее, неряшливая обстановка, чтение во время еды приводят к тор можению желудочной секреции, при этом снижается пищевари тельное действие соков и пища усваивается хуже.
Когда пища поступает в желудок, на нее продолжает реф лекторно вырабатываться желудочный сок за счет механического раздражения слизистой оболочки желудка. Важная роль здесь также принадлежит химическим веществам, циркулирующим в крови при пищеварении и гуморальным путем возбуждающим желудочную секрецию. Особенно активны в этом отношении ве щества, содержащиеся в мясном бульоне, капустном отваре, отварах рыбы, грибов, овощей.
Кроме того, под влиянием соляной кислоты или продуктов пе реваривания в слизистой оболочке желудка образуется особый гормон — гастрин, который всасывается в кровь и усиливает сек рецию желудочных желез.
С возрастом как строение, так и функция желудка изменяют ся. Мышечный слой желудка, способствующий перемешиванию пищи с желудочным соком и ее перемещению по желудку, у де тей раннего возраста развит слабо, в особенности в области дна желудка. Недоразвитие мышечного слоя дна желудка, относитель но широкий вход в него у детей грудного возраста часто являются причиной срыгивания и рвоты.
У новорожденных детей железистый эпителий желудка слабо-дифференцирован, главные клетки еще недостаточно созрели. Процесс клеточной дифференцировки желез желудка у детей завер шается в основном к 7 годам, но полного развития они достигают лишь к периоду половой зрелости.
У детей после рождения общая кислотность желудочного сока связана с наличием молочной кислоты. Функция синтеза соляной кислоты развивается в период от 2,5 до 4 лет. В возрасте от 4 до 7 лет общая кислотность желудочного сока в среднем составляет 35,4 единицы, у детей от 7 до 12 лет она равна 63. Относи тельно низкое содержание соляной кислоты в желудочном соке у детей дошкольного возраста является причиной его низких бак терицидных свойств и в значительной мере проявляется в склон ности детей к желудочно-кишечным заболеваниям. Недостаток соляной кислоты в детском возрасте компенсируется усиленным выделением гормона гастрина, стимулирующего секрецию пеп сина. Показано, что к 8 годам концентрация гастрина снижается почти вдвое, однако и в 15 лет она еще значительно выше, чем у взрослого.
В составе желудочного сока новорожденного ребенка есть ферменты пепсин, химозин, липаза, молочная кислота и связанная соляная кислота. В связи с низкой кислотностью желудочного со ка пепсин у новорожденных детей способен расщеплять лишь бел ки, входящие в состав молока. Активность фермента химозина, створаживающего молоко, резко повышается к концу первого года жизни — до 256—512 единиц (по сравнению с 16—32 единицами в первый месяц жизни ребенка). Находящийся в составе желудоч ного сока грудных детей фермент липаза расщепляет до 25% жи ра молока. Однако следует заметить, что жир материнского моло ка расщепляется не только желудочной липазой, но и липазой са мого материнского молока. Поэтому расщепление жира в желуд ке детей, вскармливаемых искусственно, всегда более медленное, чем при грудном вскармливании. В коровьем молоке липазы мало. С возрастом ребенка активность липазы нарастает от 10—12 до 35—40 единиц.
Количество желудочного сока, его кислотность и перевариваю щая сила зависят от рода пищи (так же как и у взрослого чело века). При питании грудным молоком выделяется желудочный сок с низкой кислотностью и переваривающей силой. С возрас том, по мере становления желудочной секреции, наиболее кислый сок отделяется на мясо, затем на хлеб и наименьшей кислотно стью отличается сок на молоко.
От характера пищи зависит время переваривания ее в желуд ке. Так, у детей грудного возраста при правильном грудном вскармливании желудок освобождается от пищи через 2,5—3 ч, при питании коровьим молоком — через 3—4 ч. Пища, содержа щая значительные количества белков и жиров, задерживается в желудке 4,5—6,5 ч.
Роль печени и поджелудочной железы в пищеварении. Частич но переварившееся содержимое желудка в виде пищевой кашицы, пропитанной кислым желудочным соком, перемещается движения ми мускулатуры желудка к его пилорическому отделу, а оттуда порциями поступает в начальный отдел тонкого кишечника — две надцатиперстную кишку. Здесь пищевая масса обрабатывается соком двух основных пищеварительных желез — печени и под желудочной железы и соком мелких кишечных желез. Под влия нием содержащихся в них ферментов происходит наиболее интен сивная химическая переработка белков, жиров и углеводов, которые, подвергаясь дальнейшему расщеплению, доводятся в две надцатиперстной кишке до такого состояния, что могут всасывать ся и усваиваться организмом.
Сок, выделяемый поджелудочной железой,— бесцветная про зрачная жидкость щелочной реакции. В нем есть фермент трип син, расщепляющий белковые вещества до аминокислот; трипсин вырабатывается в неактивной форме клетками железы и активи руется ферментом кишечного сока; содержащийся в соке фер мент липаза активируется желчью, поступающей из печени и желч ного пузыря, и, действуя на жиры, превращает их в глицерин и жирные кислоты. Ферменты амилаза и мальтаза превращают сложные углеводы в моносахариды типа глюкозы. Отделение поджелудочного сока продолжается 6—14 ч и зависит от состава и свойств принятой пищи.
Относительная величина массы поджелудочной железы значи тельно увеличивается в возрасте от 1 года до 8 лет. Изменяется и ее секреторная функция. Активность белковых ферментов нахо дится на довольно высоком уровне уже. у грудного ребенка, далее она постепенно увеличивается, достигая максимума к 4—6 годам. Активность липазы увеличивается к концу первого года жизни и остается высокой до 9-летнего возраста. Активность ферментов, расщепляющих углеводы, на протяжении первого года жизни уве личивается в 3—4 раза, а максимальных значений достигает к 9 годам.
В процессах переваривания пищевых веществ в двенадцати перстной кишке важнейшую роль играет желчь. Желчь, во-первых, переводит в активное состояние липазу, вырабатывающуюся клетками поджелудочной железы, и активизирует другие ферменты; во-вторых, желчь эмульгирует жиры, превращая их во взвесь мел ких капелек (эмульгированные жиры легче перевариваются), в-третьих, желчь активно влияет на процессы всасывания в тонкой кишке; в-четвертых, желчь способствует усилению отделения сока поджелудочной железы. Выделение желчи печенью происходит с первого дня жизни ребенка. Количество желчи в раннем возрасте вполне достаточно для переваривания основного пищевого про дукта — молока, содержащего эмульгированный жир, с возрастом желчеотделение усиливается. Содержание желчных кислот в печеночной желчи очень высоко в первые дни после рождения, в дошкольном и младшем школьном возрастах оно снижается, у взрослых содержание желчных кислот вновь резко повышается. В процессе развития ребенка увеличивается способность желчного пузыря концентрировать желчь.
Всасывание и моторная функция кишечника. Из двенадцати перстной кишки в основном переварившиеся пищевые вещества поступают в тонкий кишечник, откуда в подвздошную кишку. В тонком кишечнике продолжается переваривание питательных веществ, находящихся в химусе. В составе кишечного сока обна ружено свыше 20 ферментов, способных катализировать расщеп ление пищевых веществ. Однако основной функцией тонкого ки шечника является всасывание. Ферментативная обработка пищи в толстой кишке весьма незначительна. В толстой кишке живут многочисленные бактерии. Одни из них расщепляьот растительную клетчатку, так как в пищеварительных соках человека нет фер ментов для ее переваривания. В толстой кишке синтезируются бактериями витамин К и некоторые витамины группы В. Хотя всасывание происходит и в других отделах пищеварительного тракта, например в желудке хорошо всасывается алкоголь, ча стично глюкоза, в толстом кишечнике вода, именно в тонком ки шечнике, строение которого приспособлено к этой функции, осу ществляются основные процессы всасывания пищевых веществ.
Внутренняя поверхность кишки человека имеет многочислен ные складки и достигает 0,65—0,70 м2. Она увеличивается за счет пальцевидных выступов — ворсинок: на площади 1 см2 рас полагается 2000—3000 ворсинок. Благодаря наличию ворсинок площадь внутренней поверхности кишечника увеличивается до 4—5 м2, т. е. в 2—3 раза превышает поверхность тела человека. Эпителий ворсинок, в свою очередь, имеет многочисленные вырос ты — микроворсинки, что еще более увеличивает всасывающую поверхность тонкой кишки.
Всасывание — сложный физиологический процесс, происходя щий главным образом за счет активной работы клеток кишечного эпителия.
Белки всасываются в кровь в виде водных растворов амино кислот. В связи с тем, что для детей характерна повышенная проницаемость кишечной стенки, в небольшом количестве у них из кишечника всасываются натуральные белки молока, яичный белок. Избыточное поступление в организм ребенка нерасщепленных белков приводит к разного рода кожным высыпаниям, зуду и другим неблагоприятным явлениям. В связи с тем, что прони цаемость кишечной стенки у детей повышена, чужеродные вещест ва и кишечные яды, образующиеся в процессе гниения пищи, продукты неполного переваривания могут попадать из кишечника в кровь, вызывая разного рода токсикозы, хотя часть этих вредных продуктов обезвреживается в печени, выполняющей барьер ную функцию.
Углеводы всасываются в кровь главным образом в виде глю козы. Жиры всасываются преимущественно в лимфу в виде жир ных кислот и глицерина. В толстом кишечнике в основном всасы вается вода, однако возможно и всасывание углеводов, что ис пользуется в клинике при необходимости искусственного питания (клизмы).
Важной функцией кишечника является его моторика. За счет моторной деятельности кишечника происходит перемешивание пи щевой кашицы с пищеварительными соками, ее продвижение по кишке, а также повышение внутрикишечного давления, что спо собствует всасыванию некоторых компонентов из полости кишки в кровь и лимфу.
Моторика осуществляется продольными и кольцевыми мышца ми кишечника, сокращения которых вызывают два типа кишечных движений — сегментацию и перистальтику. Сегментация или коль цеобразные сокращения повторяются через определенные интер валы времени (около 10 раз в минуту). Участки сокращения сме няются участками расслабления, и наоборот. Таким образом пи щевые массы, двигаясь взад и вперед, перемешиваются. Перистальтические движения распространяются медленными волнами (1—2 см/с) вдоль кишечника по направлению от полости рта и способствуют проталкиванию пищи.
Мышечный слой кишечника и его эластические волокна раз виты у детей менее, чем у взрослых. В связи с этим перистальти ка у детей слабее. Этим отчасти объясняется склонность к запо рам у детей.
У детей кишечник относительно длиннее, чем у взрослых. У взрослого человека длина кишечника превышает длину его тела в 4—5 раз, а у грудного ребенка — в 6 раз. Особенно интенсивно кишечник растет в длину от 1 до 3 лет в связи с переходом от молочной пищи к смешанной и от 10 до 15 лет.
Защитные пищевые рефлексы. Профилактика желудочно-кишечных заболеваний. Важным пищевым рефлексом является рвота, которая может наступить вследствие раздражения слизистой желудка или кишечника пищевыми веществами.. Большое значение в профилактике острых инфекционных за болеваний и глистных инвазий имеет широкое и систематическое проведение медицинским персоналом санитарно-просветительной работы среди детей, обслуживающего персонала и родителей.
Весь персонал детских учреждений при поступлении на ра боту проходит периодические медицинские обследования на кишечное бактерионосительство и глистоносительство, на кожно-венерические заболевания и туберкулез. В дальнейшем проводятся плановые обследования в установленные сроки.
Противоглистные мероприятия и лечение весьма эффективны при активном содействии педагогов, классных руководителей и воспитателей.
7.3 Обмен веществ
Обмен веществ и энергии — основа процессов жизнедеятельно сти организма. Обмен веществ — характерный признак всех жи вых существ. Без обмена веществ жизнь невозможна. В организ ме человека, его органах, тканях, клетках непрерывно образуются, разрушаются, обновляются клеточные структуры и различные сложные химические соединения.
Для построения новых клеток организма, их непрерывного обновления, для работы таких органов, как мозг, сердце, желу дочно-кишечный тракт, дыхательный аппарат, почки и т. д., а так же для совершения человеком работы нужна энергия. Эту энер гию человек получает в процессе обмена веществ.
Источником энергии, необходимой для жизни, служат пита тельные вещества, поступающие в организм.
Анаболизм и катаболизм. В процессе обмена веществ проис ходят два противоположных и взаимосвязанных процесса: анабо лизм и катаболизм. Анаболизмом называют реакцию биологиче ского синтеза сложных молекул основных биологических соедине ний, специфичных для данного организма, из простых компонен тов, поступающих в клетки организма. Например, из аминокислот в процессе анаболизма образуются сложные полипептиды, или белки. Анаболизм является основой для построения структур, иду щих на восстановление отмирающих клеток, формирования новых тканей в процессе роста организма, для синтеза клеточных со единений, необходимых для жизнедеятельности клеток. Анаболизм требует затраты энергии.
Энергия для анаболических процессов поставляется реакция ми катаболизма, при которых происходит расщепление молекул сложных органических веществ с освобождением энергии. Конеч ные продукты катаболизма — вода, углекислый газ, аммиак, моче вина, мочевая кислота и др.— недоступны для дальнейшего био логического окисления в клетке и удаляются из организма.
Соотношение процессов анаболизма и катаболизма определяет три различных состояния: динамическое равновесие, рост, частичное разрушение структур тела. При динамическом равновесии, когда процессы анаболизма и катаболизма уравновеше ны, общее количество ткани не изменяется. Превалирование ана болических процессов приводит к накоплению ткани, происходит рост организма; преобладание катаболизма над анаболизмом приводит к разрушению ткани, уменьшению массы организма — его истощению. У взрослых обычно при нормальном состоянии орга низма анаболические и катаболические процессы находятся в состоянии равновесия.
Рис.13. Схема соотношения анаболизма и катаболизма в условиях динамического роста и истощения
Основные этапы обмена веществ в организме. Химические превращения пищевых веществ начинаются в пищеварительном тракте. Здесь сложные вещества пищи расщепляются до более простых, способных всосаться в кровь или лимфу. Вещества, по ступившие в результате всасывания в кровь или лимфу, приносят ся в клетки, где и претерпевают основные изменения. Образовавшиеся сложные органические вещества входят в состав клеток и принимают участие в осуществлении их функций. Превращения веществ, происходящие внутри клеток, составляют существо вну триклеточного, или промежуточного, обмена. Решающая роль во внутриклеточном обмене принадлежит многочисленным ферментам клетки. Ферменты представляют собой белки, которые действуют как органические катализаторы; сами ферменты в реакциях не участвуют, однако благодаря их деятельности с веществами клетки происходят сложные превращения, разрываются внутри молекулярные химические связи в них, что приводит к высвобождению энергии.
Особое значение здесь приобретают реакции окисления и вос становления. При участии специальных ферментов осуществляются и другие типы химических реакций в клетке: таковы реакции переноса остатка фосфорной кислоты (фосфорилирование), ами ногруппы NH2 (переаминирование), группы метила СН3 (транс метилирование) и др. Освобождающаяся при этих реакциях энер гия используется для построения новых веществ в клетке, на поддержание жизнедеятельности организма.
Конечные продукты внутриклеточного обмена частично идут на построение новых веществ клетки, а не используемые клеткой вещества удаляются из организма в результате деятельности ор ганов выделения.
Энергетический метаболизм клеток (образование и превраще ние энергии) происходит главным образом в митохондриях. В жидкой части клетки — цитоплазме растворены вещества, слу жащие источником обменных процессов. Основным аккумулятором и переносчиком энергии, используемой при синтетических процес сах, является аденозинтрифосфорная кислота (АТФ).
Большая часть энергии, высвобождаемой при катаболических процессах, образуется в митохондриях при участии кислорода — это аэробные реакции. Кроме аэробных реакций в организме про исходят анаэробные реакции, не требующие кислорода, они чаще происходят в цитоплазме клеток. Анаэробные процессы наиболее характерны для мышечной ткани.
Рис.14. Изменение интенсивности обмена покоя и относительных ежегодных приростов тела у детей 5-11 лет: 1 - обмен покоя у девочек; 2 - у мальчиков. Черные столбики – ежегодные относительные приросты у девочек; белые – у мальчиков
Энергетические затраты организма в условиях покоя, связанные с поддержанием минимального, необходимого для жизнедеятельности клеток уровня обменных процессов, назы вают основным обменом. Основной обмен определяют у человека в состоянии мышечного покоя — лежа, натощак, т. е. через 12—16 ч после еды, при температуре окружающей среды 18—20°С (температура комфорта). У человека среднего возраста основ ной обмен составляет 4187 Дж на 1 кг массы в час. В среднем это 7140—7560 тыс. Дж в сутки. Для каждого человека величина основного обмена относительно постоянна. Основной обмен у де тей интенсивнее, чем у взрослых. У детей 8—9 лет основной об мен в 2—2,5 раза больше, чем у взрослого. Динамика основного обмена с возрастом тесно связана с энер гетическими затратами на рост. Энергетические затраты на рост тем больше, чем моложе ребенок. Так, расход энергии, связан ный с ростом, в возрасте 3 месяцев составляет 36%, в возрасте 6 месяцев — 26%, 10 месяцев — 21% общей энергетической ценности пищи. В дошкольном и младшем школьном возрастах отмечается четкое соответствие интенсивности снижения основного обмена и динамики ростовых процессов: чем больше скорость относительного роста, тем значительнее изменения обмена покоя.
Величина основного обмена у девочек несколько ниже, чем у мальчиков. Это различие начинает проявляться уже во второй половине первого года жизни.
По изменению темпов ростовых процессов и интенсивности обмена девочки опережают мальчиков примерно на год.
Энергетическое обеспечение мышечной деятельности. Энергетика мышечного сокращения и ее возрастные особенности определяются соотношением различных источников энергии (аэробных и анаэробных). Анаэробные источники энергии в мышцах самые мощные, но очень быстро истощаются, они могут обеспечить ра боту продолжительностью не более 2—2,5 мин. Аэробные источ ники в мышцах более ограниченны по мощности, но могут быть использованы при работе умеренной интенсивности в течение дли тельного времени.
Развитие мышечной энергетики в течение первых лет жизни идет за счет увеличения аэробных возможностей. Переломным эта пом их формирования является возраст 6 лет, что связано с уси лением развития митохондриального аппарата скелетных мышц. Возможности аэробных механизмов увеличиваются в младшем школьном возрасте, в особенности к 9—11 годам, что обеспечи вает повышение естественной двигательной активности ребенка и развитие двигательных качеств. В 12 лет наступает новый пере ломный период в развитии энергетики мышечного сокращения, связанный с возрастающей активностью гликолитических фермен тов. Изменения энергетики мышечного сокращения обеспечивают увеличение физической работоспособности, абсолютные показате ли которой возрастают. Чем тяжелее мышечная работа, тем больше энергии тратит человек. У школьников подготовка к уроку, урок в школе требуют энергии на 20—50% выше энергии основ ного обмена.
При ходьбе затраты энергии на 150—170% превышают основной обмен. При беге, подъеме по лестнице затраты энергии пре вышают основной обмен в 3—4 раза.
Тренировка организма значительно сокращает расход энергии на выполняемую работу. Это связано с уменьшением числа двига тельных единиц, принимающих участие в работе, а также с изме нением дыхания и кровообращения.
При механизации труда в сельском хозяйстве и промышлен ности, внедрении машинной техники затраты энергии работаю щими людьми снижаются. При умственном труде энергетические затраты ниже, чем при физическом.
Относительная величина общего суточного расхода энергии с возрастом уменьшается — с момента рождения и до взрослого со стояния примерно в 3 раза.
Обмен белков и изменение с возрастом потребности организма в белках. Белки в обмене веществ занимают особое место. Ф. Эн гельс так оценил эту роль белков: «Жизнь — это способ существо вания белковых тел, существенным моментом которого является постоянный обмен веществ с окружающей их внешней средой, причем с прекращением этого обмена веществ прекращается и жизнь, что и приводит к разложению белка». И действительно, везде, где есть жизнь, находится белок — сложное вещество, в состав которого входит азот. Ни жиры, ни углеводы азота не со держат, поэтому белки нельзя заменить никакими другими ве ществами.
Белки входят в состав цитоплазмы, гемоглобина, плазмы кро ви, многих гормонов, иммунных тел, поддерживают постоянство водно-солевой среды организма. Без белков нет роста. Ферменты, обязательно участвующие во всех этапах обмена веществ,— белки.
Продукты расщепления белков в пищеварительном тракте — аминокислоты всасываются в кровь, из этих аминокислот синте зируются белковые структуры организма. Аминокислоты, идущие на построение белков организма, неравноценны. Некоторые амино кислоты (лейцин, метионин, фенилаланин и др.) незаменимы для организма. Если в пище отсутствует незаменимая аминокислота, то синтез белков в организме резко нарушается. Но есть аминокислоты, которые могут быть заменены другими или синтезиро ваны в самом организме в процессе обмена веществ. Это замени мые аминокислоты.
Белки пищи, содержащие весь необходимый набор аминокислот нормального синтеза белка организма, называют полноценными. К ним относят преимущественно животные белки. Белки пищи, не содержащие всех необходимых для синтеза белка организма аминокислот, называют неполноценными (например, же латин, белок кукурузы, белок пшеницы). Наиболее высокая биологическая ценность у белков яиц, мяса, молока, рыбы.
С жирами в организм поступают растворимые в них витамины (витамины A, D, Е и др.), имеющие для человека жизненно важное значение. На 1 кг массы взрослого человека в сутки долж но поступать с пищей 1,25 г жиров (80—100 г в сутки).
Конечные продукты обмена жиров — углекислый газ и вода.
В организме ребенка первого полугодия жизни за счет жиров покрывается примерно на 50°/о потребность в энергии. Без жиров невозможна выработка общего и специфического иммунитета. Обмен жиров у детей неустойчив, при недостатке в пище углево дов или при усиленном их расходе быстро истощаются депо жира.
Всасывание жиров у детей идет интенсивно. При грудном вскармливании усваивается до 90% жиров молока, при искусст венном—85—90%; у старших детей жиры усваиваются на 95—97 %.
Для лучшего использования жира в пище детей должно быть достаточно и углеводов, так как при дефиците углеводов в пита нии происходит неполное окисление жиров и в крови накапли ваются кислые продукты обмена.
Потребность организма в жирах на 1 кг массы тела тем вы ше, чем меньше возраст ребенка. С возрастом увеличивается аб солютное количество жира, необходимое для нормального разви тия детей.
Обмен углеводов. Углеводы яв ляются основным источником энергии. Наибольшее количество углеводов содержится в злаках, картофеле. Богаты углеводами также овощи и фрукты. Расщепившись в пищеварительном тракте до глюкозы, углеводы всасываются в кровь и усваиваются клет ками организма. Неиспользуемая глюкоза в печени синтезируется в гликоген — полисахарид, откладывающийся в печени и мышцах и являющийся резервом углеводов в организме. При отсутствии углеводов в пище они могут вырабатываться из продуктов распа да белков и жиров. Особенно чувствительной к снижению уровня глюкозы в крови (глипогликемии) является центральная нерв ная система. Уже незначительное снижение сахара в крови вызы вает слабость, головокружение, при значительном падении угле водов наступают разные вегетативные расстройства, судороги, по теря сознания.
Распад углеводов с освобождением энергии может идти как в бескислородных условиях, так и в присутствии кислорода. Конечные продукты обмена углеводов — углекислый газ и вода.
Углеводы обладают способностью быстро распадаться и окисляться. Быстрота распада глюкозы и возможность быстрого извлече ния и переработки ее резерва — гликогена создают условия для экстренной мобилизации энергетических ресурсов при резком эмо циональном возбуждении, интенсивных мышечных нагрузках.
При сильном утомлении во время продолжительных спортив ных соревнований прием нескольких кусочков сахара улучшает состояние организма.
Значение глюкозы для организма не исчерпывается ее ролью как источника энергии. Она входит в состав нуклеиновых кислот, в состав цитоплазмы и, следовательно, необходима для образо вания новых клеток, особенно в период роста.
В детском организме, в период его роста и развития, углеводы выполняют не только роль основных источников энергии, но и важную пластическую роль при формировании клеточных оболочек, вещества соединительной ткани. Углеводы участвуют в окис лении продуктов белкового и жирового обмена, чем способствуют поддержанию кислотно-щелочного равновесия в организме.
Интенсивный рост детского организма требует значительных количеств пластического материала — белков и жиров. Поэтому у детей образование углеводов из белков и жиров ограниченно.
Суточная потребность в углеводах у детей высокая и состав ляет в грудном возрасте 10—12 г на 1 кг массы тела. В после дующие годы потребное количество углеводов колеблется от 8—9 до 12—15 г на 1 кг массы. От 1 до 3 лет в сутки ребенку надо дать с пищей в среднем 193 г углеводов, от 4 до 7 лет — 287 г, от 9 до 13 лет — 370 г, от 14 до 17 лет — 470 г, взрослому — 500 г.
Водно-солевой обмен. Значение воды и минеральных солей в процессе роста и развития ребенка. Хотя ни вода, ни минераль ные соли не являются источниками энергии, их поступление и выведение из организма является условием его нормальной жиз недеятельности. Ведь все превращения веществ в организме со вершаются в водной среде. Вода растворяет пищевые вещества, поступившие в организм вместе с минеральными веществами, она принимает участие в построении клеток и во многих реакциях обмена. Вода и минеральные соли являются основной составной частью плазмы крови, лимфы и тканевой жидкости, создают в основном внутреннюю среду организма. Вода участвует в регуля ции температуры тела, испаряясь, она предохраняет тело от пере грева. Все пищеварительные соки содержат воду и минеральные соли. Вода составляет большой процент массы тела (у взрослого человека примерно 65%, у детей 75—80%). Особенно велико со держание воды в крови (92%). Человек без воды может сущест вовать значительно меньше времени, чем без пищи,— всего не сколько дней. При нормальной температуре окружающей среды и нормальном пищевом режиме потребность воды у взрослого че ловека составляет 2—2,5 л. Это количество воды поступает из следующих источников: 1) воды, потребляемой при питье (около I л); 2) воды, содержащейся в пище (около 1 л); 3) воды, ко» топая образуется в организме при обмене белков, жиров и угле водов (300—350 см3).
Основные органы, удаляющие воду из организма,— почки, по товые железы, легкие и кишечник. Почками за сутки из организ ма удаляется 1,2—1,5 л воды в составе мочи. Потовыми железа ми через кожу в виде пота удаляется 500—700 см3 воды в сутки. При нормальной температуре и влажности воздуха на 1 см2 кожного покрова каждые 10 мин выделяется около 1 мг воды.
Легкими в виде водяных паров выводится 350 см3 воды. Это количество резко возрастает при углублении и учащении дыхания, и за сутки тогда может выделиться 700—800 см3 воды.
Через кишечник с калом выводится в сутки 100—150 см3 во ды. При расстройстве деятельности кишечника может выводиться большее количество воды (при поносе), что приводит к обедне нию организма водой. Для нормальной деятельности организма важно, чтобы поступление воды в организм полностью покрывало расход ее. Если воды выводится из организма больше, чем поступает в него, возникает чувство жажды. Отношение количества потреб ленной воды к количеству выделенной составляет водный баланс. Организм ребенка быстро теряет и быстро накапливает воду. Потребность в воде на 1 кг массы тела с возрастом уменьшается, а абсолютное количество ее возрастает. Трехмесячному ребенку требуется 150—170 г воды на 1 кг массы, в 2 года — 95 г, в 12—13 лет — 45 г. Суточная потребность в воде у годовалого ре бенка 800 мл, в 4 года — 950—1000 мл, в 5—6 лет—1200 мл, в 7—10 лет—1350 мл, в 11 —14 лет—1500 мл.
Организм нуждается в постоянном поступлении минеральных солей. Минеральные вещества необходимы для нормального функ ционирования организма. Так, с наличием минеральных веществ, содержащих натрий, калий, хлор, связано явление возбудимости— одно из основных свойств живого. Рост и развитие костей, мышц зависят от содержания минеральных веществ. Они определяют реакцию крови (рН), способствуют нормальной деятельности сердца и нервной системы, используются для образования гемоглобина (железо), соляной кислоты желудочного сока (хлор). Минеральные соли создают столь необходимое для жизнедеятель ности клеток определенное осмотическое давление.У новорожденного минеральные вещества составляют 2,55% от массы тела, у взрослого — 5%. Они оказывают большое влияние на развитие ребенка. С кальциевым и фосфорным обменом связа ны рост костей, сроки окостенения хрящей и состояние окисли тельных процессов в организме. Кальций влияет на возбудимость нервной системы, сократимость мышц, свертываемость крови, белковый и жировой обмен в организме. Фосфор нужен не только для роста костной ткани, но и для нормального функционирования нервной системы, большинства железистых и других органов.
ВОЗРАСТНАЯ ФИЗИОЛОГИЯ
Часть 1. Онтогенетические аспекты развития организма
Составитель – Третьякова М.В.
Компьютерная верстка –Каргапольцева М.Н.
Ответственный за выпуск – Сюльжина Л.А.
Подписано в печать 03.03.2008 г. Формат 60х90 1/16
Тираж 35 экз. Усл. печ. л. 3,28. Отпечатано на “Canon”.
НОУ ВПО «Пермский гуманитарно-технологический институт»
Адрес института: 614039, г. Пермь, Комсомольский проспект, 57.