Возрастная анатомия, физиология и гигиена 2016г.

Б
А
К
А
Л
А
В
Р
И
А
Т
Р.И. Айзман, Н.Ф. Лысова, Я.Л. Завьялова
Возрастная
анатомия,
физиология
и гигиена
Рекомендовано
УМО по образованию
в области подготовки педагогических кадров
в качестве учебного пособия
для студентов высших учебных заведений,
обучающихся по направлению
050100.62 «Педагогическое образование»
КНОРУС • МОСКВА • 2016
УДК 612.17(075.8)
ББК 28.9я73
А36
Оглавление
Рецензенты:
В.Б. Рубанович, проф. кафедры физического воспитания факультета физической
культуры НГПУ, д-р мед. наук, проф.,
Р.О. Агавенян, директор института детства НГПУ, д-р психол. наук, проф.
Айзман Р.И.
А36 Возрастная анатомия, физиология и гигиена : учебное пособие /
Р.И. Айзман, Н.Ф. Лысова, Я.Л. Завьялова. — М. : КНОРУС, 2016. —
404 с. — (Бакалавриат).
ISBN 978-5-406-04901-3
DOI 10.15216/978-5-406-04901-3
Рассматриваются закономерности индивидуального развития, базовые методики диагностики физиологического уровня развития детей и подростков, строение,
функционирование и возрастные преобразования регуляторных систем (нервной
и эндокринной), сенсорных и висцеральных систем, психофизиологические особенности организма в различные периоды онтогенеза, а также вопросы гигиены.
Соответствует ФГОС ВО 3+.
Для студентов педагогического и психолого-педагогического направления. Также
может быть полезно студентам медицинских учебных заведений и учителям общеобразовательных учреждений.
УДК 612.17(075.8)
ББК 28.9я73
Айзман Роман Иделевич
Лысова Наталья Федоровна
Завьялова Яна Леонидовна
Возрастная анатомия, физиология и гигиена
Сертификат соответствия № РОСС RU.АГ51.Н03820 от 08.09.2015.
Изд. № 7184. Формат 60×90/16. Подписано в печать 30.03.2016.
Усл. печ. л. 25,5. Уч.-изд. л. 21,3. Гарнитура «PeterburgC».
ООО «Издательство «КноРус».
117218, г. Москва, ул. Кедрова, д. 14, корп. 2.
Тел.: 8-495-741-46-28.
E-mail: office@knorus.ru http://www.knorus.ru
Отпечатано в ПАО «Т8 Издательские Технологии».
109316, г. Москва, Волгоградский проспект, д. 42, корп. 5.
Тел.: 8-495-221-89-80.
ISBN 978-5-406-04901-3
© Айзман Р.И., Лысова Н.Ф., Завьялова Я.Л., 2016
© ООО «Издательство «КноРус», 2016
Введение���������������������������������������������������������������������������������������������������������� 8
ГЛАВА 1. ЗАКОНОМЕРНОСТИ ОНТОГЕНЕЗА
1.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ...................................................................................... 10
1.2. ЦЕЛОСТНОСТЬ И ФАЗНОСТЬ (ЭТАПНОСТЬ) ОНТОГЕНЕЗА........................... 11
1.3. НЕПРЕРЫВНОСТЬ И НЕРАВНОМЕРНОСТЬ РОСТА И РАЗВИТИЯ................... 25
1.4. ГЕТЕРОХРОННОСТЬ РОСТА И РАЗВИТИЯ..................................................... 27
1.5. ГЕТЕРОСЕНСИТИВНОСТЬ............................................................................ 31
1.6. БИОЛОГИЧЕСКАЯ НАДЕЖНОСТЬ.................................................................. 33
1.7. АДАПТИВНОСТЬ........................................................................................... 35
1.8. ГОМЕОСТАТИЧЕСКАЯ СТАБИЛЬНОСТЬ........................................................ 37
ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ��������������������������������������������������������������������������������������� 38
ГЛАВА 2. РАЗВИТИЕ ОПОРНО-ДВИГАТЕЛЬНОГО АППАРАТА.
ФИЗИЧЕСКОЕ РАЗВИТИЕ ДЕТЕЙ И ПОДРОСТКОВ
2.1. РАЗВИТИЕ КОСТНОЙ СИСТЕМЫ ЧЕЛОВЕКА................................................. 39
2.1.1. Скелет и его значение ������������������������������������������������������������������������������ 39
2.1.2. Строение, химический состав и физические свойства костей скелета������ 43
2.1.3. Возрастные преобразования костной системы����������������������������������������� 45
2.1.4. Возрастные особенности черепа�������������������������������������������������������������� 45
2.1.5. Возрастные особенности позвоночника��������������������������������������������������� 47
2.1.6. Развитие грудной клетки��������������������������������������������������������������������������� 49
2.1.7. Развитие скелета нижних конечностей������������������������������������������������������ 50
2.1.8. Развитие костей верхних конечностей������������������������������������������������������ 51
2.2. РАЗВИТИЕ СКЕЛЕТНОЙ И МЫШЕЧНОЙ СИСТЕМ ......................................... 53
2.2.1. Строение и функции скелетных мышц человека���������������������������������������� 53
2.2.2. Влияние мышечной работы на функциональное состояние
физиологических систем организма. Физическое утомление���������������������������� 54
2.2.3. Возрастные преобразования мышечной системы������������������������������������� 55
2.2.4. Развитие двигательной активности и координации движений������������������� 60
2.3. НАРУШЕНИЯ ОПОРНО-ДВИГАТЕЛЬНОГО АППАРАТА.................................... 61
2.3.1. Общие сведения��������������������������������������������������������������������������������������� 61
2.3.2. Причины и профилактика нарушений осанки�������������������������������������������� 63
2.4. ШКОЛЬНАЯ МЕБЕЛЬ И ЕЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ............................................... 65
2.4.1. Общие сведения��������������������������������������������������������������������������������������� 65
2.4.2. Подбор мебели����������������������������������������������������������������������������������������� 67
2.4.3. Расстановка мебели��������������������������������������������������������������������������������� 68
2.4.4. Гигиенические требования к организации рабочего места����������������������� 69
2.5. ГИГИЕНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ШКОЛЬНЫМ ПРИНАДЛЕЖНОСТЯМ......... 70
2.5.1. Ранцы и сумки������������������������������������������������������������������������������������������� 70
2.5.2. Письменные принадлежности������������������������������������������������������������������� 70
2.6. ОЦЕНКА ФИЗИЧЕСКОГО РАЗВИТИЯ ДЕТЕЙ И ПОДРОСТКОВ....................... 71
3
2.7. МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ КОНСТИТУЦИОНАЛЬНЫЕ ОСОБЕННОСТИ���������������� 73
ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ��������������������������������������������������������������������������������������� 81
ГЛАВА 3. ВОЗРАСТНЫЕ АНАТОМНО-ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ
ОСОБЕННОСТИ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ
3.1. СТРОЕНИЕ, ФУНКЦИИ И РАЗВИТИЕ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ............................ 83
3.2. СТРОЕНИЕ И РАЗВИТИЕ ЦЕНТРАЛЬНОЙ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ
В ОНТОГЕНЕЗЕ ................................................................................................... 90
3.2.1.Спинной мозг�������������������������������������������������������������������������������������������� 90
3.2.2. Головной мозг������������������������������������������������������������������������������������������ 93
3.3. ЗНАЧЕНИЕ НИЗШЕЙ И ВЫСШЕЙ НЕРВНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ......................106
3.3.1. Низшая нервная деятельность�����������������������������������������������������������������107
3.3.2. Высшая нервная деятельность�����������������������������������������������������������������110
3.4. ТОРМОЖЕНИЕ В КОРЕ ГОЛОВНОГО МОЗГА................................................115
3.5. ДИНАМИЧЕСКИЕ СТЕРЕОТИПЫ И ИХ РОЛЬ.................................................120
3.6. ТЕОРИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ СИСТЕМ КАК РАЗВИТИЕ УЧЕНИЯ
О НЕРВНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ.............................................................................121
3.7. РАЗВИТИЕ ВЫСШЕЙ НЕРВНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ В ОНТОГЕНЕЗЕ................125
3.7.1. Нервная деятельность плода и новорожденного��������������������������������������126
3.7.2. Высшая нервная деятельность в грудном возрасте����������������������������������128
3.7.3. Развитие высшей нервной деятельности в раннем детстве����������������������130
3.7.4. Развитие высшей нервной деятельности у детей первого детства�����������132
3.7.5. Высшая нервная деятельность во втором детстве�����������������������������������133
3.7.6. Особенности высшей нервной деятельности подростков������������������������134
3.7.7. Изменения ВНД при старении организма������������������������������������������������136
3.8. ОСОБЕННОСТИ ВЫСШЕЙ НЕРВНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЧЕЛОВЕКА. РЕЧЬ И ЕЕ ЗНАЧЕНИЕ.........................................................................................137
3.8.1. Первая и вторая сигнальные системы������������������������������������������������������137
3.8.2. Функции слова как раздражителя������������������������������������������������������������138
3.8.3. Функции речи������������������������������������������������������������������������������������������139
3.8.4. Центры речи��������������������������������������������������������������������������������������������140
3.8.5. Условия развития речи����������������������������������������������������������������������������141
3.9. РАЗВИТИЕ РЕЧИ У ДЕТЕЙ............................................................................143
3.10. РАЗВИТИЕ МЕЖПОЛУШАРНОЙ АСИММЕТРИИ МОЗГА..............................148
3.11. НАРУШЕНИЯ ВЫСШЕЙ НЕРВНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ...................................151
ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ��������������������������������������������������������������������������������������153
ГЛАВА 4. АНАТОМО-ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ И ВОЗРАСТНЫЕ ОСОБЕННОСТИ
СЕНСОРНЫХ СИСТЕМ И ДВИГАТЕЛЬНОГО АНАЛИЗАТОРА
4.1. ЗНАЧЕНИЕ СЕНСОРНЫХ СИСТЕМ................................................................154
4.2. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О СТРОЕНИИ И ФУНКЦИОНИРОВАНИИ
СЕНСОРНЫХ СИСТЕМ........................................................................................155
4.3. АДАПТАЦИЯ И ТРЕНИРОВКА АНАЛИЗАТОРОВ.............................................161
4.4. ВИДЫ СЕНСОРНЫХ СИСТЕМ.......................................................................162
4.5. ВКУСОВАЯ СЕНСОРНАЯ СИСТЕМА: АНАТОМО‑ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ И ВОЗРАСТНЫЕ ОСОБЕННОСТИ....................163
4
4.6. ОБОНЯТЕЛЬНАЯ СЕНСОРНАЯ СИСТЕМА: АНАТОМО‑ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ И ВОЗРАСТНЫЕ ОСОБЕННОСТИ�������������������166
4.7. КОЖНО-МЫШЕЧНАЯ СЕНСОРНАЯ СИСТЕМА: АНАТОМОФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ И ВОЗРАСТНЫЕ ОСОБЕННОСТИ......................................168
4.8. ВЕСТИБУЛЯРНАЯ СЕНСОРНАЯ СИСТЕМА: АНАТОМО-ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ И ВОЗРАСТНЫЕ ОСОБЕННОСТИ....................173
4.9. СЛУХОВАЯ СЕНСОРНАЯ СИСТЕМА: АНАТОМО-ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ
И ВОЗРАСТНЫЕ ОСОБЕННОСТИ........................................................................174
4.10. ГИГИЕНА СЛУХА.........................................................................................180
4.11. ЗРИТЕЛЬНАЯ СЕНСОРНАЯ СИСТЕМА: АНАТОМО‑ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ И ВОЗРАСТНЫЕ ОСОБЕННОСТИ....................182
4.12. ГИГИЕНА ЗРЕНИЯ......................................................................................191
4.13. ДВИГАТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗАТОР. РАЗВИТИЕ ПРОИЗВОЛЬНЫХ
ДВИЖЕНИЙ........................................................................................................201
ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ��������������������������������������������������������������������������������������209
ГЛАВА 5. ВОЗРАСТНЫЕ И ИНДИВИДУАЛЬНО-ТИПОЛОГИЧЕСКИЕ
ОСОБЕННОСТИ ПСИХИЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
5.1. ОЩУЩЕНИЯ И ВОСПРИЯТИЯ — ОСНОВА ВСЕХ ПСИХИЧЕСКИХ
ПРОЦЕССОВ......................................................................................................211
5.2. ХАРАКТЕРИСТИКА И ВОЗРАСТНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ВНИМАНИЯ.................213
5.2.1. Общие сведения��������������������������������������������������������������������������������������213
5.2.2. Основные свойства внимания������������������������������������������������������������������216
5.2.3. Возрастные особенности внимания���������������������������������������������������������218
5.2.4. Расстройства внимания���������������������������������������������������������������������������219
5.3. ХАРАКТЕРИСТИКА И ВОЗРАСТНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ПАМЯТИ......................221
5.3.1. Общие сведения��������������������������������������������������������������������������������������221
5.3.2. Виды памяти��������������������������������������������������������������������������������������������223
5.3.3. Теории и механизмы формирования памяти��������������������������������������������225
5.3.4. Возрастные особенности памяти�������������������������������������������������������������229
5.3.5. Нарушения памяти�����������������������������������������������������������������������������������231
5.4. ХАРАКТЕРИСТИКА И ВОЗРАСТНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ЭМОЦИЙ....................233
5.4.1. Теории эмоций����������������������������������������������������������������������������������������233
5.4.2. Классификация эмоций���������������������������������������������������������������������������236
5.4.3. Формы изменения эмоционального состояния����������������������������������������239
5.5. ВОЗРАСТНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ МЫШЛЕНИЯ...................240
5.5.1. Общие сведения��������������������������������������������������������������������������������������240
5.5.2. Основные формы мышления и его нарушения ����������������������������������������243
5.6. ФОРМИРОВАНИЕ СОЗНАНИЯ В ОНТОГЕНЕЗЕ.............................................246
5.6.1. Общие сведения��������������������������������������������������������������������������������������246
5.6.2. Этапы формирования сознания ��������������������������������������������������������������248
5.6.3. Нарушения сознания�������������������������������������������������������������������������������250
5.7. ИНДИВИДУАЛЬНО-КОНСТИТУЦИОНАЛЬНЫЕ ОСОБЕННОСТИ
ПСИХИЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ........................................................................251
5.7.1. Общие сведения��������������������������������������������������������������������������������������251
5.7.2. Классификация типов высшей нервной деятельности�����������������������������252
5
5.7.3. Типологические особенности ВНД детей в зависимости от соотношения первой и второй сигнальных систем����������������������������������������257
5.7.4. Классификация психологических типов ��������������������������������������������������259
ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ��������������������������������������������������������������������������������������261
ГЛАВА 6. РАЗВИТИЕ ЭНДОКРИННОЙ СИСТЕМЫ ЧЕЛОВЕКА
6.1. ПОНЯТИЕ ОБ ЭНДОКРИННОЙ СИСТЕМЕ.....................................................263
6.2. ОБЩИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ РАЗВИТИЯ ЭНДОКРИННЫХ ЖЕЛЕЗ................265
6.3. РАЗВИТИЕ ГИПОТАЛАМУСА И ГИПОФИЗА..................................................266
6.3.1. Общие сведения��������������������������������������������������������������������������������������266
6.3.2. Функциональное развитие гипофиза�������������������������������������������������������267
6.4. РАЗВИТИЕ ЭПИФИЗА..................................................................................269
6.5. РАЗВИТИЕ ЩИТОВИДНОЙ ЖЕЛЕЗЫ............................................................269
6.6. РАЗВИТИЕ ПАРАЩИТОВИДНЫХ ЖЕЛЕЗ.....................................................270
6.7. РАЗВИТИЕ ВИЛОЧКОВОЙ ЖЕЛЕЗЫ (ТИМУСА)............................................271
6.8. РАЗВИТИЕ ПОДЖЕЛУДОЧНОЙ ЖЕЛЕЗЫ......................................................272
6.9. СОЗРЕВАНИЕ НАДПОЧЕЧНИКОВ.................................................................274
6.10. РАЗВИТИЕ ПОЛОВЫХ ЖЕЛЕЗ (ГОНАД)......................................................275
6.11. ВЛИЯНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ИЗМЕНЕНИЙ ЭНДОКРИННОЙ СИСТЕМЫ НА ВЫСШУЮ НЕРВНУЮ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ..........................................278
6.12. РАЗВИТИЕ РЕПРОДУКТИВНОЙ СИСТЕМЫ.................................................279
6.12.1. Общие сведения������������������������������������������������������������������������������������279
6.12.2. Половое развитие...................................................................................282
6.12.3. Регуляция полового созревания и половых функций������������������������������287
ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ��������������������������������������������������������������������������������������288
ГЛАВА 7. РАЗВИТИЕ ВИСЦЕРАЛЬНЫХ СИСТЕМ В ОНТОГЕНЕЗЕ
7.1. РАЗВИТИЕ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ........................................290
7.1.1. Морфофункциональные особенности системы кровообращения������������290
7.1.2. Общие закономерности изменений системы кровообращения у человека в разные возрастные периоды���������������������������������������������������������294
7.1.3. Особенности сердечно-сосудистой системы плода���������������������������������297
7.1.4. Характеристика сердечно-сосудистой системы новорожденного������������300
7.1.5. Физиология сердечно-сосудистой системы в детском возрасте�������������302
7.1.6. Физиология сердечно-сосудистой системы подростков��������������������������305
7.2. АНАТОМО-ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ И ВОЗРАСТНЫЕ ОСОБЕННОСТИ
СИСТЕМЫ ДЫХАНИЯ.........................................................................................308
7.2.1. Общие сведения��������������������������������������������������������������������������������������308
7.2.2. Особенности дыхания плода��������������������������������������������������������������������310
7.2.3. Дыхание новорожденного������������������������������������������������������������������������311
7.2.4. Особенности дыхания в детском возрасте�����������������������������������������������312
7.3. ВОЗРАСТНЫЕ АНАТОМО-ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ
ПИЩЕВАРИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ........................................................................320
7.3.1. Морфофункциональные особенности пищеварительной системы�����������320
7.3.2. Типы питания в различные возрастные периоды��������������������������������������324
7.3.3. Особенности пищеварения в полости рта у детей������������������������������������325
6
7.3.4. Анатомо-физиологические особенности пищевода и желудка детей
разного возраста����������������������������������������������������������������������������������������������328
7.3.5. Особенности пищеварения в кишечнике у детей��������������������������������������330
7.3.6. Особенности всасывания у детей������������������������������������������������������������333
7.4. ВОЗРАСТНЫЕ АНАТОМО-ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ
ВЫДЕЛИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ............................................................................334
7.4.1. Возрастные изменения потовых и сальных желез������������������������������������334
7.4.2. Выделительная функция дыхательной и пищеварительной систем����������335
7.4.3. Морфофункциональные преобразования почек ��������������������������������������336
7.5. ВОЗРАСТНЫЕ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ОБМЕНА ВЕЩЕСТВ, ЭНЕРГИИ И ТЕРМОРЕГУЛЯЦИИ........................................................347
7.5.1. Общие сведения��������������������������������������������������������������������������������������347
7.5.2. Особенности обмена белков у детей��������������������������������������������������������348
7.5.3. Возрастные особенности обмена углеводов��������������������������������������������351
7.5.4. Возрастные особенности обмена жиров��������������������������������������������������353
7.5.5. Особенности водно-минерального обмена у детей и подростков������������355
7.5.6. Нормы питания детей и подростков���������������������������������������������������������362
7.5.7. Особенности энергетического обмена детей и подростков���������������������364
7.5.8. Особенности терморегуляции у детей и подростков��������������������������������368
ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ��������������������������������������������������������������������������������������371
ГЛАВА 8. БИОРИТМЫ ЧЕЛОВЕКА. РАБОТОСПОСОБНОСТЬ
И ГИГИЕНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ОРГАНИЗАЦИИ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО ПРОЦЕССА
8.1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА БИОРИТМОВ.....................................................373
8.2. БИОРИТМОЛОГИЧЕСКАЯ ИНДИВИДУАЛЬНОСТЬ И РАССОГЛАСОВАНИЕ БИОРИТМОВ.................................................................377
8.3. ФАЗЫ И РИТМИЧЕСКИЕ ИЗМЕНЕНИЯ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ДЕТЕЙ И ПОДРОСТКОВ.................................................................................................379
8.4. ГИГИЕНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ И РЕКОМЕНДАЦИИ К ОРГАНИЗАЦИИ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО ПРОЦЕССА......................................................................387
8.5. ГИГИЕНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К РЕЖИМУ ШКОЛЬНИКОВ.........................393
8.6. СОН, ЕГО ЗНАЧЕНИЕ И ГИГИЕНА ................................................................395
ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ��������������������������������������������������������������������������������������397
ЗАКЛЮЧЕНИЕ�������������������������������������������������������������������������������������������������399
ЛИТЕРАТУРА����������������������������������������������������������������������������������������������������402
7
Введение
Возрастная анатомия и физиология как науки сформировались
относительно недавно, в начале XX в. Они изучают особенности стро­
ения, жизнедеятельности и развития организма, его отдельных орга­
нов и систем, протекающие в них процессы и механизмы их регуляции
на разных этапах индивидуального развития. «Организм без внешней
среды, поддерживающей его существование, невозможен; поэтому в на­
учное определение организма должна входить и среда, влияющая
на него», — писал основоположник отечественной физиологии И.М. Се­
ченовI. Этот постулат заложил основы новой науки — гигиены (от греч.
hygieinos — здоровый), изучающей влияние факторов окружающей
среды на организм человека с целью оптимизации благоприятных и
профилактики неблагоприятных воздействий. Особенно такое влияние
проявляется в детские и школьные годы, поскольку организм ребенка
является развивающейся незрелой системой, отличающейся высокой
чувствительностью к внешним воздействиям и пластичностью, т.е.
способностью перестраиваться.
В связи с этим курс возрастной анатомии и физиологии очень
тесно связан с гигиеной детей и подростков, которая исследует влияние
факторов дошкольной и школьной среды на развитие ребенка в он­
тогенезе. Благодаря взаимосвязи этих наук разрабатываются меры
(нормы, правила и др.), направленные на предупреждение заболева­
ний, обеспечение оптимальных условий существования, укрепление
здо­ровья и продление жизни. В настоящем пособии мы попытались
объединить эти подходы, чтобы проследить возрастную динамику фор­
ми­рования, становления и функционирования детского организма и
гигиенических требований, соблюдение которых необходимо для
нормального развития и сохранения здоровья детей и подростков.
Понятно, что такой союз возрастной анатомии, физиологии и ги­
гиены является естественнонаучной основой для всей системы педаго­
гического и психолого-педагогического образования. Знания об особен­
ностях развития детей в различные периоды их жизни и требованиях
к условиям среды проживания и деятельности необходимы для раз­
работки основ организации учебно-воспитательной работы, определе­
ния влияния на них различных форм и методов обучения. «Первое, что
должен знать педагог, — это строение и жизнь человеческого тела и его
развитие — анатомию и физиологию. Без этого нельзя быть хорошим
педагогом, нельзя правильно растить ребенка. …Как же мы в нашей
педагогической практике не будем изучать того сырья, с которым мы
имеем дело» — эти слова Н.К. Крупской, высказанные в 20-х гг. ХХ в.,
до сих пор не утратили своей актуальности и являются стержнем дан­
ного курса.
Большое значение возрастная анатомия, физиология и гигиена
имеют для специалистов в области медицины, труда и спорта. Возраст­
но-половые морфофизиологические показатели и физиологические
константы необходимы для оценки состояния здоровья и физиологи­
ческих возможностей организма человека на разных этапах его разви­
тия, определения объема тренировочных, трудовых и спортивных на­
грузок.
Настоящее учебное пособие призвано сформировать у обучающих­
ся правильное представление о закономерностях развития организма
человека, об особенностях каждого возрастного периода и гигиениче­
ских условиях среды.
Пособие состоит из восьми глав; в конце каждой главы имеются
вопросы и задания, позволяющие проверить, насколько полно учащи­
еся усвоили и осмыслили информацию.
Авторы с благодарностью примут все замечания и пожелания, на­
правленные на улучшение данного пособия.
I
Цит. по: Анохин П.К. Биология и нейрофизиология условного рефлекса. М. : Медици­
на, 1968.
8
9
ГЛАВА 1
ЗАКОНОМЕРНОСТИ ОНТОГЕНЕЗА
1.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Онтогенез (от греч. ontos — сущее и genesis — происхождение) —
процесс индивидуального развития организма. Онтогенез человека
осуществляется в соответствии с определенными закономерностями,
изложенными ниже.
1. Целостность и фазность (этапность). Процесс индивидуального
развития организма протекает непрерывно с момента зачатия до смер­
ти (целостность), однако имеет определенные периоды, которые ха­
рактеризуются количественными и качественными особенностями,
решаемыми задачами, свойствами физиологических систем, отлича­
ющимися между этими периодами (фазность). Это позволило весь
онтогенез разделить на возрастные периоды (возрастная периодизация).
2. Непрерывность и неравномерность роста и развития. Рост и
развитие организма протекают непрерывно, но в то же время выделя­
ются периоды ускоренного роста, которые чередуются с периодами
интенсивного развития.
3. Гетерохронность. Все органы и системы организма развиваются
с разной скоростью и созревают не одновременно, причем в первую
очередь созревают те из них, которые необходимы для решения задач
очередного этапа развития (системогенез). Например, система сверты­
вания крови созревает к первому году жизни, дыхательная система —
к 10—11 годам, а репродуктивная система — к 16—18.
4. Гетеросенситивность. На отдельных этапах онтогенеза наблю­
дается различная чувствительность (восприимчивость) развивающих­
ся систем к внешним воздействиям. Так, высокая чувствительность
к сенсорным стимулам отмечается в первые пять лет жизни, повышен­
ная восприимчивость к экологическим загрязнениям — в подростковом
возрасте.
5. Дифференциация. По мере созревания организма происходит
усложнение образующих его структур за счет их специализации и раз­
деления «полномочий» в осуществлении общей регуляции функций.
В частности, с возрастом усложняется строение мышечной ткани, бла­
годаря чему появляется возможность постепенного формирования
разных физических качеств: скорости, ловкости, координации, силы,
выносливости.
10
6. Биологическая надежность. Повышение с возрастом надежности
функционирования биологической системы благодаря увеличению ее
резервов происходит как за счет экономизации функций, так и в резуль­
тате совершенствования структурно-функционального состояния ор­
ганов и механизмов их регуляции.
7. Экономизация функций. Уменьшение величины ответной ре­
акции организма и его систем на внешние воздействия, благодаря чему
с возрастом в организме в условиях покоя снижается уровень функци­
ональной активности всех органов и систем, за счет чего при действии
каких-либо нагрузок он может реагировать более интенсивным повы­
шением деятельности.
8. Адаптивность. Способность организма приспосабливаться к ус­
ловиям среды обитания. В комфортных адекватных условиях даже
незрелый организм успешно справляется с задачей адаптации к внеш­
ним условиям без нарушений показателей внутренней среды организма.
Так, при повышении температуры внешней среды в организме включа­
ются системы терморегуляции (уменьшение выработки тепла и увели­
чение теплоотдачи), благодаря чему температура тела сохраняется
постоянной. С возрастом адаптивность организма возрастает.
9. Гомеостатическая стабильность. Увеличение устойчивости по­
казателей внутренней среды организма (гомеостатических констант)
в онтогенезе. Эта закономерность проявляется в том, что при действии
внешних факторов показатели гомеостаза изменяются у взрослых
в меньшей степени, чем у детей. Например, прием 20 мл/кг воды не
вызывает у взрослых изменения концентрации ионов в плазме крови,
тогда как у детей аналогичная водная нагрузка приводит к понижению
концентрации макроэлементов в крови. Благодаря способности сохра­
нять стабильность внутренней среды при любых воздействиях жизне­
способность организма выше у взрослых, чем в раннем возрасте.
Рассмотрим проявление некоторых из перечисленных закономер­
ностей индивидуального развития организма в онтогенезе.
1.2. ЦЕЛОСТНОСТЬ И ФАЗНОСТЬ (ЭТАПНОСТЬ)
ОНТОГЕНЕЗА
В настоящее время онтогенез рассматривают, с одной стороны, как
целостный процесс, с другой — как фазовый. Один из основополож­
ников возрастной физиологии немецкий врач-педиатр и физиолог
Э. Гельмрейх утверждал, что детский организм отличается от взрослого:
11
„„
„„
„„
ребенок — это маленький организм;
ребенок — это молодой организм;
ребенок — это растущий организм.
растной периодизации в Москве (1965). По этой схеме в жизненном
цикле человека выделяют 12 периодов (табл. 1.1).
Таблица 1.1
Возрастная периодизация жизненных циклов человека (1965)
Главное и очевидное отличие ребенка от взрослого — это то, что
ребенок растет и развивается и, таким образом, непрерывно меняется.
Что это означает?
1. Ребенок — не «маленький взрослый», а качественно иной орга­
низм, функционирующий по своим законам. Поэтому задачи, постав­
ленные перед ребенком, должны быть не легче (меньше), чем для
взрослого, а другие, доступные его пониманию, уровню развития.
2. Ребенок не готовится к жизни, а уже живет полноценной жизнью
с момента своего рождения и решает важные задачи формирования
своей биологической, психической и социальной сущности.
3. Программа развития организма записана в его генах, но коррек­
тируется под влиянием внешних условий. Организм ребенка хорошо
приспособлен к оптимальным для его возраста условиям жизни, одна­
ко для развития нужны адекватные стимулы. Если внешние воздействия
слишком жесткие, превышающие возможности организма, развитие
ребенка может затормозиться, он будет болеть. Если условия слишком
благоприятные, не требующие никакого напряжения организма, ре­
бенок станет расти ослабленным и плохо приспособленным к разным
неблагоприятным условиям. Поэтому выбор адекватных стимулов
для развития является важным фактором успешности педагогического
воздействия.
До настоящего времени нет общепринятой классификации воз­
растных периодов, что затрудняет единый подход к характеристике
организма на разных этапах развития. Проблема возрастной периоди­
зации остается актуальной не только для теории, но и практики — ведь
важно знать, когда, какие и на каком возрастном этапе онтогенеза ме­
тоды педагогического воздействия наиболее эффективны и безопасны
для здоровья ребенка.
Одни исследователи за основу периодизации берут созревание
половых желез, скорость роста и дифференцировки тканей и органов,
другие — уровень созревания костей или степень развития центральной
нервной системы (далее — ЦНС). Распространенная в настоящее время
возрастная периодизация с выделением периодов новорожденности,
ясельного, дошкольного и школьного возрастов отражает скорее су­ще­
ствующую систему детских учреждений, нежели системные возрастные
особенности. Значительное распространение получила схема возраст­
ной периодизации, рекомендованная Симпозиумом по проблеме воз­
12
Возрастной период
Пол
Продолжительность
периода
Новорожденный
1—10 дней
Грудной возраст
10 дней — 1 год
Детство
раннее
1—3 года
первое
4 года — 7 лет
второе
Мальчики
Девочки
8—12 лет
8—11 лет
Подростковый возраст
Мальчики
Девочки
13—16 лет
12—15 лет
Юношеский возраст
Юноши
Девушки
17 лет — 21 год
16—20 лет
I период
Мужчины
Женщины
22 года — 35 лет
21 год — 35 лет
II период
Мужчины
Женщины
36—60 лет
36—55 лет
Мужчины
Женщины
61 год — 74 года
56 лет — 74 года
Зрелый
возраст
Пожилой возраст
Старческий возраст
75—90 лет
Долгожители
90 лет и выше
В данной классификации возрастных периодов учитываются по­
ловые особенности в развитии человека, а также связь календарного
возраста с биологическим. Хронологический (календарный) возраст
в различных странах отсчитывается по-разному. Чаще всего он реги­
стрируется с момента рождения. В странах Востока (например, в Корее)
дополнительно учитывается и период развития человека до рожде­
ния, и это справедливо, поскольку истинное рождение человека проис­
ходит в момент зачатия. Появление же новорожденного знаменует лишь
окончание первого этапа развития.
Биологический возраст отражает степень биологического и со­
циального развития человека на каждом возрастном этапе. В разные
периоды онтогенеза используют различные методики определения
биологического возраста. Так, до одного года о степени развития ребен­
ка косвенно судят по увеличению массы тела. В последующие периоды
13
критериями биологической зрелости может служить количество про­
резавшихся постоянных зубов (табл. 1.2).
Таблица 1.2
Средние темпы прорезывания постоянных зубов
Возраст (лет)
Количество постоянных зубов
Таблица 1.3
Возрастная динамика пропорций тела
Возраст (лет)
Средние темпы развития
Мальчики
Девочки
5,0
49,4—45,0
48,1—44,5
Мальчики
Девочки
5,5
47,9—44,3
46,7—43,2
5,0
0—1
0—2
6,0
46,6—43,1
45,7—42,1
5,5
0—3
0—4
6,5
45,4—41,9
44,9—41,6
6,0
1—4
1—5
7,0
44,7—41,3
43,9—39,7
6,5
2—8
3—9
7,0
6—10
6—11
При меньшем количестве прорезавшихся постоянных зубов дела­
ется заключение об отставании, а при большем — об опережении био­
логического возраста по отношению к календарному.
Один из критериев биологического развития — костный возраст —
т.е. возраст замещения хрящевой ткани скелета костной. В главе 2 при­
ведены нормативные возрастные периоды окостенения различных ча­
стей скелета.
Кроме этого, критерием биологического возраста служит дости­
жение определенных пропорций тела:
Косвенным показателем биологической зрелости детей дошколь­
ного возраста (пять-шесть лет) считается филиппинский тест (впервые
был применен антропологами при обследовании большой группы детей
на Филиппинах). Если ребенок пальцами правой руки, положенной на
голову при ее вертикальном удержании (рис. 1.1), может дотронуться
до левой мочки уха, это свидетельствует о биологической зрелости
организма.
ОГ × 100,
L
где ОГ — окружность головы;
L — длина тела.
Если индивидуальные значения оказываются больше приве­
денных показателей, это свидетельствует об отставании, если ниже
средних значений — об опережении темпов биологического развития.
Биологический возраст считается отстающим от паспортного, если два
показателя из трех (длина тела, зубной возраст, пропорции тела) ока­
зываются меньше средних данных.
Пропорции тела определяются по формуле
(ОГ : L) × 100,
где ОГ — окружность головы (см);
L — длина тела (см) (табл. 1.3).
14
Рис. 1.1. Филиппинский тест
У детей 11—17 лет показателем биологического возраста является
степень полового созревания (формирование вторичных половых при­
знаков в определенной последовательности).
Ниже приведены основные критерии полового созревания девочек
(табл. 1.4) и мальчиков (табл. 1.5). В таблицах 1.6 и 1.7 даны формулы
для расчета отставания в половом развитии девочек и мальчиков.
15
Таблица 1.4
Стадии развития вторичных половых признаков у девочек
Признак
Стадия
Густые прямые волосы на всех впадинах (всей впадине)
Ах-3
3,0
Густые вьющиеся волосы по всей впадине
Ах-4
4,0
Отсутствие оволосения
Р-0
0,0
Балл
Развитие молочной железы
Оволосение лобка
Железы не выдаются над поверхностью грудной клетки
Ма-0
0,0
Единичные волосы
Р-1
1,1
Железы несколько выдаются: околососковый кружок
вместе с соском образуют единый конус
Ма-1
1,2
Редкие волосы в центре лобка
Р-2
2,2
Железы значительно выдаются, вместе имеют форму
конуса
Ма-2
2,4
Густые прямые волосы неравномерно по всей поверхности
лобка
Р-3
3,3
Тело железы принимает округлую форму, соски приподнимаются над околососковым кружком
Ма-3
3,6
Густые вьющиеся волосы равномерно по всей поверхности
лобка в виде треугольника
Р-4
4,4
Густые вьющиеся волосы, распространяющиеся на
внутреннюю поверхность бедер и в направлении к пупку
Р-5
5,5
Оволосение лобка
Отсутствие волос
Р-0
0,0
Единичные волосы
Р-1
0,3
Отсутствие признаков роста
0
0,0
Волосы на центральном участке лобка редкие, длинные
Р-2
0,6
Начинающееся выпячивание щитовидного хряща гортани
1
0,6
Волосы на всем треугольнике лобка длинные, вьющиеся,
густые
Р-3
0,9
Отчетливое выпячивание (кадык)
2
1,2
Детский голос
0
0,0
Мутация (ломка) голоса
1
0,7
Мужской тембр голоса
2
1,4
0
0,0
Рост щитовидного хряща
Изменение тембра голоса
Развитие волос в подмышечной впадине
Отсутствие волос
Ах-0
0,0
Единичные волосы
Ах-1
0,4
Волосы редкие на центральном участке впадины
Ах-2
0,8
Волосы густые, длинные, вьющиеся по всей впадине
Ах-3
1,2
Отсутствие менструаций
Ме-0
0,0
Одна-две менструации к моменту осмотра
Ме-1
2,1
Нерегулярные менструации
Ме-2
4,2
Регулярные менструации
Ме-3
6,3
Становление менструальной функции
Таблица 1.5
Оволосение лица
Отсутствие оволосения
Начинающееся оволосение над верхней губой
1
1,6
Жесткие волосы над верхней губой, появление волос на
подбородке
2
3,2
Распространенное оволосение над верхней губой и в
области подбородка, начало роста бакенбардов
3
4,8
Слияние зон роста волос над губой и в области подбородка,
выраженный рост бакенбардов
4
6,4
Слияние всех зон оволосения
5
8,0
Стадии развития вторичных половых признаков у мальчиков
Признак
Стадия
Балл
Оволосение подмышечных впадин
Отсутствие волос
Ах-0
0,0
Единичные волосы
Ах-1
1,0
Редкие волосы на центральном участке впадины
Ах-2
2,0
16
Примечания к табл. 1.4 и 1.5:
Ма — (от лат. mammalia) — развитие молочных желез, цифра указывает
степень развития;
Р (от лат. Pubis) — оволосение на лобке;
Ах (от лат. Axis) — оволосение в подмышках;
Ме (от лат. Menarche) — наличие менструаций.
17
В большей части отечественной литературы принят отсчет поло­
вого развития с нулевой стадии, т.е. с Р0Ах0Ма0 — отсутствие оволосения
и молочных желез; P1Ma1 означает начальное оволосение лобка и пер­
вичное увеличение молочных желез, и т.д. до полной половой зрело­
сти — Р3Ах3Ма3-4Ме(+).
В зарубежной литературе, а также у части отечественных авто­
ров принята система условных обозначений стадии пубертата, реко­
мендованная W. Marschall, J. Tanner в 1969 г., где отсчет начинается
с P1Ax1Ma1 — препубертатной стадии. Среди отечественных исследова­
ний последних лет, посвященных возрастным критериям стадий пубер­
тата у девочек, нужно отметить работу Л.Н. Улановой и соавторов.
Таблица 1.6
Стандарты полового созревания девочек
Формула
Норма,
лет и мес.
Отставание
(после)
Опережение
(ранее)
Р0Ах0Ма1
9,5 — 11,1
11,1
9,5
Р1Ах1Ма2
10,8 — 12,6
12,6
10,8
Р1Ах0–1Ма2–3
11,0—12,6
12,6
11,0
Р2Ах2Ма2
10,8—12,6
12,6
10,8
Р3Ах2–3Ма3
11,9—13,7
13,7
11,9
Р2Ах2Ма3–4 Ме +
12,0—13,6
13,6
12,0
Р2Ах2Ма3–4 Ме +
13,0—14,6
14,6
13,0
Р3Ах3Ма3–4 Ме +
13,5—14,7
14,7
13,5
Р3Ах3Ма3–4 Ме +
14,6—16,0
16,0
14,6
Источник: Уланова Л.И. Методика определения стандартов полового со­
зревания по сочетаниям вторичных признаков // Вопросы охраны материнства
и детства. 1972. Т. 17. № 10. С. 83.
Таблица 1.7
Стандарты полового созревания мальчиков
18
Формула
Норма
(лет и мес.)
Отставание
(после)
Опережение
(ранее)
Р0Ах0
11,9—13,3
13,3
11,9
Р1Ах1
11,1—13,5
13,5
11,1
Р2Ах1
12,6—13,1
13,1
12,6
Р2Ах2
13,6—15,0
15,0
13,6
Р3Ах1
13,6—15,0
15,0
13,6
Р3Ах2
13,8—15,2
15,2
13,8
Р3Ах3
14,4—16,4
16,4
14,4
Р4Ах3
15,1—16,5
16,5
15,1
Источник: Уланова Л.И. Методика определения стандартов полового со­
зревания по сочетаниям вторичных признаков // Вопросы охраны материнства
и детства. 1972. Т. 17. № 10. С. 83.
Оценку биологического возраста и его соответствие календарному
можно провести по следующим формулам.
Биологический возраст (далее — БВ) мужчин:
26,985 + 0,215 АДС – 0,149 ЗДВ – 0,151 СБ + 0,723 СОЗ;
БВ женщин:
–1,463 + 0,415 АДП – 0,140 СБ + 0,248 МТ + 0,694 CОЗ,
где АДС — артериальное давление систолическое;
ЗДВ — продолжительность задержки дыхания после глубокого
вдоха, с;
СБ (статическая балансировка) — длительность стояния испыту­
емого на левой ноге, без обуви, глаза закрыты, руки опущены вдоль
туловища, с;
АДП — артериальное давление пульсовое;
МТ — масса тела, кг;
СОЗ — субъективная оценка здоровья.
Ниже приведена анкета, включающая в себя 29 вопросов, с помо­
щью которых производится СОЗ.
1. Беспокоят ли вас головные боли?
2. Можно ли сказать, что вы легко просыпаетесь от любого шума?
3. Беспокоят ли вас боли в области сердца?
4. Считаете ли вы, что в последние годы у вас ухудшился слух?
5. Считаете ли вы, что в последние годы у вас ухудшилось зрение?
6. Стараетесь ли вы пить только кипяченую воду?
7. Уступают ли вам место в общественном транспорте?
8. Беспокоят ли вас боли в суставах?
9. Влияет ли на ваше самочувствие перемена погоды?
10. Бывают ли у вас такие периоды, когда из-за волнений вы теря­
ете сон?
11. Беспокоят ли вас запоры?
12. Беспокоят ли вас боли в области печени?
13. Бывают ли у вас головокружения?
19
14. Считаете ли вы, что сосредоточиться сейчас вам стало труднее,
чем в прошлые годы?
15. Беспокоят ли вас ослабление памяти, забывчивость?
16. Ощущаете ли вы в различных частях тела жжение, покалыва­
ние, «ползание мурашек»?
17. Беспокоят ли вас шум или звон в ушах?
18. Держите ли вы для себя в домашней аптечке одно из следующих
лекарств: валидол, нитроглицерин, сердечные капли?
19. Бывают ли у вас отеки на ногах?
20. Приходится ли вам отказаться от некоторых блюд?
21. Бывает ли у вас при быстрой ходьбе одышка?
22. Беспокоят ли вас боли в области поясницы?
23. Приходится ли вам употреблять в лечебных целях какую-либо
минеральную воду?
24. Беспокоит ли вас неприятный вкус во рту?
25. Можно ли сказать, что вы стали легко плакать?
26. Бываете ли вы на пляже?
27. Считаете ли вы, что сейчас вы так же работоспособны, как пре­
жде?
28. Бывают ли у вас такие периоды, когда вы чувствуете себя ра­
достно возбужденным, счастливым?
29. Как вы оцениваете состояние своего здоровья?
Для первых 28 вопросов возможные ответы: «да» или «нет». Не­
благоприятными считаются ответы «да» на вопросы 1—25 и ответы
«нет» на вопросы 26—28.
На вопрос 29 в анкете возможны следующие ответы: «хорошее»,
«удовлетворительное», «плохое» и «очень плохое». Неблагоприятным
считается один из двух последних ответов.
После ответов на вопросы анкеты подсчитывается общее количе­
ство неблагоприятных ответов (оно может колебаться от 0 до 29).
Оценка биологического возраста особенно важна в зрелом, пожи­
лом и старческом периодах, поскольку различия с календарным возрас­
том на этих этапах онтогенеза могут быть весьма значительными и за­
висеть от состояния здоровья человека, его вредных привычек, образа
жизни, профессиональной деятельности и т.д.
Следует отметить, что всякая возрастная периодизация довольно
условна, но необходима для учета меняющихся в процессе онтогенеза
физиологических и морфологических свойств организма детей. Она
может быть использована для разработки научно обоснованной систе­
мы охраны здоровья, создания таких приемов воспитания и обучения,
20
которые были бы адекватны каждому возрасту и способствовали опти­
мальному развитию физических и психических возможностей.
Кроме вышеприведенной возрастной периодизации жизненных
циклов человека существуют и другие схемы периодизации индивиду­
ального развития (табл. 1.8).
Таблица 1.8
Схемы периодизации онтогенеза человека различных авторов
Возраст
В.В. Бунак
1 год
2 года
3 года
1-е детство:
начало
4 года
А.А. Маркосян
Ясельный
Раннее
детство
Дошкольный
5 лет
6 лет
И.А. Аршавский
1-е детство:
конец
Первое
детство
8 лет
10 лет
2-е детство:
начало
Младший
школьный
Второе
детство
11 лет
12 лет
13 лет
16 лет
Подростковый
17 лет
18 лет
19 лет
20 лет
21 год
Юношеский
Фаза
активации
роста
Фаза
активации
роста
Фаза
торможения
роста
2-е детство:
конец
14 лет
15 лет
Недостаточно исследован
Фаза
торможения
роста
7 лет
9 лет
И.А. Корниенко,
В.Д. Сонькин
Старший
школьный
Подростковый
Фаза
активации
роста
Фаза
торможения
роста
Фаза
активации
Юношеский Юношеский роста
Фаза
индукции
роста мышц
Период
становления
школьной
зрелости
Период
первой
волны
пубертатных
изменений
Период
второй
волны
пубертатных
изменений
Период
дефинитивного
созревания
В наибольшей степени всем требованиям отвечает классификация
возрастных периодов детства, представленная в табл. 1.9, где указан
уровень развития детей на каждом этапе онтогенеза и зависимости
от биологических и социальных факторов. Биологическое является
21
предпосылкой развития социального, а социальное в свою очередь из­
меняет развитие природного, биологического начала. В качестве кри­
терия уровня развития в данной классификации использовались: сте­
пень созревания тканей и окостенения скелета, особенности развития
двигательной сферы и высшей нервной деятельности, а также социаль­
ные и педагогические аспекты. В рассматриваемой классификации
уделяется большое внимание периоду внутриутробного развития.
1. Новорожденный
0—10 дней
Формирование
легочного
газообмена. Вскармливание
молозивом
Адаптация к новым условиям
существования сопровождается физиологической потерей веса, которая восстанавливается к концу периода,
физиологической желтухой,
заживлением пупочной
ранки. Начинает функционировать дыхательная система,
изменяется характер питания. Включаются механизмы
терморегуляции. Взаимосвязь с окружающей средой
осуществляется на основе
безусловных рефлексов. Образуются условные рефлексы на время кормления
и положение при кормлении
2. Грудной
10 дней — 1 год Лактотрофное
питание. Реализация и
закрепление
сидения и
стояния
Интенсивный рост. Формирование изгибов позвоночника. Прорезывание первых
молочных зубов. Развивается
деятельность всех органов
чувств в связи с миелинизацией проводящих путей. Формируются положительные эмоции. Начинается
развитие внимания, памяти,
мышления на основе
условных рефлексов. Большая ранимость организма и низкая сопротивляемость к различным острым
заболеваниям
3. Раннее
детство
1 год — 3 года
Интенсивно развиваются
системы организма, совершенствуются движения. Формируется большое количество условных рефлексов
и динамических стереотипов,
но они недостаточно устойчивы из-за большой активности подкорковых отделов. Совершенствуется высшая
нервная деятельность, увеличивается работоспособность,
быстро развивается речь. Сопротивляемость организма к болезнетворным
Таблица 1.9
Медико-биологическая классификация возрастных периодов
детства
Возрастной
период
Продолжительность
возрастного
периода
Критерии
Основные морфофункциональные изменения
I. Внутри­
утробный
(антенатальный)
280 дней
(40 недель)
Развитие
организма
смомента
оплодотворения,
образования
зиготы до родов
Формирование организма
из зиготы. Быстрый рост и
дифференцировка клеток и
тканей, органов и систем. Питание за счет материнского организма
1. Эмбриональный
8 недель
(развиваю­
щийся организм называют
зародышем
или эмбрионом)
Гистотрофное
питание за счет
слизистой матки,
формирование
плаценты
Отмечаются следующие
критические периоды:
седьмой — двенадцатый
день — период имплантации;
третья — шестая неделя —
образование зачатков
органов; с восьмой недели
начинает функционировать
сердце
2. Плацентар- 32 недели
ный
(развивающийся организм
называется
плодом)
Питание через
плаценту и
из околоплодных
вод
Критические месяцы:
третий, когда заканчивается
формирование плаценты,
формируется костномозговое кроветворение, образуются зачатки коры головного
мозга; шестой — все органы
в основном сформированы;
к концу девятого плод
занимает постоянное
положение
II. Внеутробный (постнатальный)
Развертывание
во времени
программы
развития и
деградации
Дальнейший рост и развитие
организма
22
Период
онтогенеза
от рождения
до смерти
Освоение
локомоторных
актов (ходьба,
бег). Овладение
речью
23
остается пониженной. Дети
чувствительны к нарушению
режима дня и питания
воздействиям среды
4. Первое
детство
4 года — 7 лет
Интенсивное
развитие и
высокая пластичность коры
головного мозга
Замедление темпов роста,
а в 6—7 лет — усиление
ростовых процессов. Повышение координации
движений. Начало смены
молочных зубов на постоянные. Высокая пластичность
сенсорных систем, обеспечивающая возможность обу­
чения, эстетического воспитания. Особая прочность
динамических стереотипов. Дальнейшее развитие речи и
становление абстрактного
мышления. Основой всех
функций служит игра. Легко
возникают травмы вследствие большой любознательности и отсутствия собственного опыта
5. Второе
детство
Девочки
8—11 лет,
мальчики
8—12 лет
Адаптация
организма
к школьному
обучению. Развитие
абстрактного
мышления
Заканчивается смена
молочных зубов на постоянные. Проявляются половые
особенности в развитии. Развитие девочек более
интенсивно, чем мальчиков. У девочек формируется
грудной тип дыхания,
у мальчиков — брюшной. Повышение силы и уравновешенности нервных процессов
под тренирующим воздействием учебной нагрузки. Высокий уровень развития
положительных и отрицательных условных рефлексов. Развитие внутренней речи и
абстрактно-логического
мышления. Эмоциональные,
умственные и физические
перегрузки приводят
к снижению надежности
организма, развитию
неврозов и других нарушений
здоровья
24
6. Подростко- Девочки
вый период
12—15 лет,
мальчики
13—16 лет
Половое
созревание,
развитие
вторичных
половых
признаков
В начале периода — интенсивный рост. Выраженные
эндокринные сдвиги и
изменения в деятельности
нервной системы, связанные
с половым созреванием,
усиление деятельности
половых желез, вегетативные
расстройства, повышение
возбудимости ЦНС, повышение активности подкорковых
структур, ослабление тонуса
коры головного мозга,
ухудшение образования
условных рефлексов, особенно торможения, преобладание конкретного мышления
по сравнению с абстрактным;
лаконичность, замедленность речи, обеднение словарного запаса. Несоответствие между предъявляемыми требованиями и физиологическими возможностями
приводит к утомлению
7. Юношеский
Завершение
развития
организма и всех
его систем
Замедление роста. Завершение полового развития. Гармоничное развитие коры
и подкорковых отделов. Возрастание роли абстрактного мышления
Девушки
16—20 лет,
юноши
17 лет — 21 год
1.3. НЕПРЕРЫВНОСТЬ И НЕРАВНОМЕРНОСТЬ РОСТА
И РАЗВИТИЯ
Онтогенез осуществляется в результате двух процессов: роста и
развития. Рост и развитие человека, начинающиеся с момента оплодот­
ворения яйцеклетки, — непрерывный поступательный процесс, про­
текающий в течение всей жизни.
Под термином рост понимается увеличение длины, объема и мас­
сы тела детей и подростков, связанное с увеличением числа клеток и
(или) их размеров, т.е. количественные изменения. В одних органах и
тканях, таких как кости, легкие, рост осуществляется в основном за счет
увеличения числа клеток, в других (мышцы, нервная ткань) преобладают
25
процессы увеличения размеров самих клеток. Такое определение про­
цесса роста исключает 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. Количественной характерис­
тикой роста служат данные размеров человеческого тела и его частей.
В результате ростовых процессов с возрастом существенно меняются
пропорции и строение тела, что приводит к формированию взрослого
организма.
Под развитием понимаются качественные изменения в организме,
заключающиеся в специализации клеток, усложнении строения и функ­
ций всех тканей и органов, усложнении их взаимоотношений и про­
цессов регуляции. Специализация клеток для более совершенного
выполнения функций обеспечивает наилучшее приспособление орга­
низма к условиям существования. Критериями развития могут считать­
ся появление в хрящевой части скелета костной ткани, прорезывание
молочных и постоянных зубов и т.д. Главным результатом процессов
развития является значительное повышение эффективности всех фи­
зиологических процессов и, как следствие, повышение биологической
надежности организма.
Рост и развитие — две стороны единого онтогенетического про­
цесса. Они взаимосвязаны, взаимообусловлены и осуществляются
постоянно. Две эти стороны едины, но не тождественны. Рост и раз­
витие — процессы непрерывного скачкообразного перехода количе­
ственных накоплений в новые качественные свойства. Постепенные
количественные изменения, происходящие в процессе роста организ­
ма, приводят к появлению у ребенка новых качественных особенно­
стей. Например, формирование межнейронных связей в коре головно­
го мозга приводит к развитию психических и двигательных функций.
В свою очередь совершенствование двигательных функций способству­
ет морфофункциональному созреванию мозговых структур, так как
вследствие увеличения двигательной активности более интенсивно идет
формирование новых связей в подкорковых и корковых образованиях
головного мозга.
Поскольку рост и развитие организма происходят одновременно
и на эти процессы затрачивается энергия, то естественно, что периоды
ускоренного роста не совпадают с периодами интенсивного развития
(количественные изменения — рост предшествуют качественным — раз­
витию). Выделяют три периода интенсивного роста:
1) от рождения до года, когда длина тела ребенка увеличивается
на 50%, а масса тела утраивается;
26
2) ростовой скачок — в возрасте от шести до восьми лет, когда за год
длина тела может увеличиться на 7—8 см;
3) от 11 до 13 лет, когда увеличение длины тела за год может соста­
вить 10—12 см. Периоды интенсивного роста совпадают с кри­тическими.
В эти годы снижаются защитные силы организма, фун­кциональные
резервы, возникает повышенная чувствительность к неблагоприятным
факторам, уменьшается работоспособность. Периоды интенсивного
роста сменяются периодами усиленного развития, когда происходит
формирование, созревание и интеграция различных физиологиче­
ских систем и механизмов, осуществляется совершенствование орга­
низма, повышение его устойчивости, приобретение новых качеств.
Эти периоды от одного года до четырех лет; восемь — десять лет;
14—20 лет.
1.4. ГЕТЕРОХРОННОСТЬ РОСТА И РАЗВИТИЯ
Рост и развитие некоторых частей тела, а также органов и фи­
зиологических систем детей и подростков, происходит не одновре­
менно и неравномерно, т.е. гетерохронно. Неравномерное увеличение
отдельных органов и частей тела ведет к существенным изменениям его
пропорций. Новорожденный ребенок имеет относительно большую
голову, длинное туловище и короткие конечности. В дальнейшем,
по мере роста, длина нижних конечностей увеличивается в 5 раз,
длина верхних конечнос­тей — в 4, туловища — в 3, а головы — только
в 2 раза.
В организме ребенка наиболее быстро развиваются и совершен­
ствуются те органы, интенсивное функционирование которых в данный
период жизненно необходимо. Например, сердце функционирует уже
на третьей неделе пренатального развития, а почки формируются зна­
чительно позднее и начинают активно функционировать только у ново­
рожденного, поскольку в эмбриональном периоде эту функцию очище­
ния выполняет плацента. Половые органы усиленно растут в период
полового созревания, а лимфатическая ткань к этому возрасту уже за­
канчивает свое развитие.
Причина гетерохронности — различная скорость созревания нерв­
ных центров, регулирующих работу разных систем. Не последнюю роль
играют и социальные условия среды. Смысл гетерохронности заклю­
чается в перераспределении жизненной энергии и ее мобилизации для
успешного развития той функции организма, которая важна в данный
возрастной период.
27
Учение о гетерохронии и системогенезе было разработано рус­
ским ученым П.К. Анохиным и его многочисленными учениками и
последователями. Суть этого учения заключается в том, что структуры,
составляющие к моменту рождения ребенка систему, ответственную
за выполнение определенной функции (функциональную систему),
закладываются и созревают избирательно и ускоренно. Так, центры
дыхания и кровообращения начинают функционировать раньше, чем
центры речи. Из всех нервов руки прежде всего развиваются те, которые
обеспечивают сокращение мышц, участвующих в осуществлении хва­
тательного рефлекса. Из всех мышц лица ускоренно развиваются мыш­
цы рта, которые обеспечивают акт сосания.
В процессе обучения ребенка письму, чтению, навыкам личной
гигиены и т.д. также требуется образование функциональных систем,
обеспечивающих ему решение задач данного периода онтогенеза и
успешную адаптацию к требованиям среды.
Важной биологической особенностью в развитии детей является
то, что формирование их функциональных систем происходит на­
много раньше, чем это им требуется. В функциональной системе, обе­
спечивающей ребенку рефлекс сосания, анатомо-физиологическое
формирование входящих в нее органов и самой системы происходит
задолго до рождения ребенка.
Опережающее развитие органов и функциональных систем у детей
и подростков — это своеобразная «страховка», которую дает природа
человеку на случай непредвиденных обстоятельств. Например, даже
в случае преждевременных родов новорожденный встречается с внеш­
ней средой «во всеоружии», так как он уже наделен важнейшей для его
жизни функцией сосания, обеспечивающей ему питание.
Следовательно, неодновременное и опережающее развитие функ­
ций есть важнейший фактор, который подлежит обязательному уче­
ту в педагогической практике, поскольку является основой для пере­
хода от «зоны актуального развития к зоне ближайшего развития»
(по Л. ВыготскомуI). Умелое использование гетерохронности, рацио­
нальное распределение информации, научный подход к характеру
тренирующего воздействия — важные условия сохранения здоровья и
залог успешного гармонического умственного и физического развития
ребенка.
Гетерохронность не только не мешает правильному гармоническо­
му развитию, но и имеет глубокий биологический смысл, который про­
является в увеличении биологической надежности организма.
I
Выготский Л.С. Мышление и речь. М. : Лабиринт, 1999. С. 233—234.
28
Наряду с типичным развитием, характерным для большинства
представителей той или иной возрастно-половой группы, нередко
встречаются отклонения, которые легко свести к двум основным вари­
антам — акселерации и ретардации.
Под акселерацией понимают ускорение, а под ретардацией — за­
держку физического, психического, социального развития и форми­
рования отдельных функциональных систем организма детей и под­
ростков.
Эти термины употребляются в двух значениях: эпохальная и вну­
тригрупповая. Так, эпохальная акселерация обозначает ускорение
физического развития детей и подростков в сравнении с предшеству­
ющими поколениями. При массовых исследованиях физического раз­
вития детей различного возраста выявлено, что показатели многих
функциональных систем современных детей и подростков значитель­
но превышают таковые 30—50 лет назад. Существуют убедительные
доказательства акселерации развития сердечно-сосудистой, дыхатель­
ной и двигательной систем детей и подростков, что, возможно, привело
к «омоложению» спортивных рекордов. Акселерация показателей фи­
зического развития стимулировала и психическое развитие, поскольку
между ними существует взаимосвязь.
Внутригрупповые акселерация и ретардация выявляются при рас­
смотрении размеров тела.
По длине тела выделяют следующие группы детей и подростков:
1) высокие и выше средних — акселеранты — 20%;
2) средние — 60%;
3) ниже средних и низкие — ретарданты — 20%.
В настоящее время увеличивается количество высокорослых и
низкорослых детей, обусловленное как внешними, так и внутренними
факторами. В то же время известно, что дети, развивающиеся средними
темпами, отличаются достаточной надежностью и устойчивостью функ­
циональных систем.
Ускорение и замедление психического развития выявляются
при изучении психофункциональных показателей: памяти, абстракт­
ного мышления, развития речи, внимания, умственной работоспособ­
ности и т.д. По степени выраженности этих показателей выделяют
три группы детей:
1) зрелые;
2) среднезрелые;
3) незрелые.
Процентное соотношение данных групп в различных регионах
России, городах, районах, школах неодинаково.
29
Проблема акселерации и ретардации привлекает внимание многих
специалистов всего мира: биологов, медиков, психологов, педагогов и
социологов. Решение ее имеет большое практическое значение и тре­
бует пересмотра методов обучения, изменения форм полового, физи­
ческого и эстетического воспитания. Так, определение степени умст­
венного развития детей перед поступлением в школу необходимо
для дифференцированного обучения, которое осуществляется в специ­
ализированных классах или в обычных, с использованием индивидуаль­
ных программ.
Ребенок с ускоренным психическим развитием, испытывающий
недостаток информации в школе, постепенно становится средним уче­
ником. Отстающий в психическом развитии, напротив, испытывает
информационную перегрузку, которая ведет к нарушению деятельно­
сти нервной системы. Такой ребенок, как правило, становится неуспе­
ва­ющим. Эти дети нуждаются в понимании особенностей их биоло­ги­
ческого, психического развития, в индивидуальном подходе. При со­
блюдении этих требований они «подтягиваются» до уровня своих
сверстников.
Акселерация не всегда положительным образом сказывается на
функциональных возможностях детского организма. У высокорослых
детей энергия в большей степени расходуется на количественное уве­
личение различных структур и в меньшей степени — на их качественное
преобразование. У таких детей наблюдается отставание структурнофункционального развития мышечной ткани от скорости роста костей,
что часто является причиной формирования нарушений опорно-дви­
гательного аппарата. Есть доказательство, что у акселерированных
детей рост и развитие сердца отстают от роста тела. В результате на­
рушается его нормальная деятельность, создаются предпосылки для
развития сердечно-сосудистых заболеваний, в частности, юношеской
гипертонии. Такие дети нуждаются в выполнении четких рекомендаций
по профилактике описанных нарушений, в частности оптимальные
физические нагрузки оказывают гармонизирующее влияние на орга­
низм, способствуя развитию мышечной системы.
Биологические механизмы акселерации пока не выяснены. Вы­
двигается много различных гипотез о ее причинах, вот наиболее суще­
ственные из них:
„„ широкая миграция современного населения и связанное с ней
увеличение количества смешанных браков;
„„ урбанизация (увеличение численности городского населения)
и стимулирующее влияние условий городской жизни на темпы
физического развития;
30
„„ увеличение уровня радиации на земле;
„„ улучшение социальных условий жизни населения промышлен­
но развитых стран.
Несмотря на то что воздействие перечисленных выше факторов
сохраняется, в литературе последних лет есть сообщения о том, что
процесс акселерации приостанавливается. Рационально организован­
ная система воспитания и обучения в соответствии с уровнем биоло­
гической и социальной зрелости позволит всем детям гармонично
развиваться, сохранить и укрепить здоровье.
1.5. ГЕТЕРОСЕНСИТИВНОСТЬ
Переход от одного возрастного периода к последующему обозна­
чают как переломный этап индивидуального развития (или критический период). В целом критические периоды характеризуются повы­
шенной чувствительностью к действию как положительных, так и
отрицательных факторов. Они оказывают существенное влияние на по­
следующие этапы развития и на весь жизненный цикл человека. Пери­
оды наибольшей чувствительности к воздействию факторов среды
получили название сенситивные периоды. Они могут как совпадать,
так и не совпадать с критическими периодами. Выявление таких пери­
одов повышенной чувствительности организма и его систем к средовым
влияниям является непременным условием создания благоприятных
адекватных условий эффективного обучения и сохранения здоровья
детей.
В критические периоды наблюдается неустойчивое состояние раз­
вивающихся систем, когда старые механизмы регуляции уже себя ис­
черпали, а новые еще не достигли определенного уровня зрелости.
Степень чувствительности при этом меняется: сначала увеличивается,
достигая максимума, затем снижается.
В постнатальном развитии выделяют три критических периода.
Первый наблюдается в возрасте от года до четырех лет, т.е. когда
ребенок начинает активно двигаться. При этом резко возрастает сфера
его общения с внешним миром, интенсивно формируются речь и со­
знание. Вместе с этим повышаются и воспитательные требования, что
в совокупности приводит к напряженной работе физиологических си­
стем организма, а в случае слишком высоких требований — к их «по­
ломке». Особенно ранимой оказывается нервная система, ее перена­
пряжение приводит к нарушению психического развития и появлению
различных нервно-психических отклонений. В этот период онтогенеза
31
родителям и воспитателям необходимо принять все возможные меры
по предупреждению детского травматизма, так как около 40% смертных
случаев при детских бытовых и транспортных травмах приходится
на первые четыре года жизни ребенка.
Второй критический период совпадает с началом школьного об­
учения и приходится на возраст шести — восьми лет. В эти годы в жизнь
ребенка входят новые люди — учителя, школьные друзья. Меняется его
образ жизни, появляются новые обязанности, снижается двигательная
активность и т.д. В этот период вновь необходимо особое, бережное
отношение к ребенку со стороны учителей и родителей. Следует также
учесть, что на второй критический период приходится наибольшее
количество транспортных несчастных случаев, и разъяснение детям
правил дорожного движения — важный фактор предупреждения транс­
портных трагедий.
Третий критический период (пубертатный) связан с половым со­
зреванием и перестройкой работы желез внутренней секреции, с изме­
нением в организме гормонального баланса. Обычно это происходит
в 11—15 лет, т.е. в подростковом возрасте, который также характеризу­
ется повышенной ранимостью нервной системы, возникновением
многих нервных расстройств и проявлением психических заболеваний.
Для людей зрелого и пожилого возраста такие критические пери­
оды чаще всего совпадают с социальными изменениями, например
сменой работы, выходом на пенсию.
Изучение критических периодов имеет большое значение для пе­
дагогики и медицины. В эти этапы жизни у человека недостаточно
энергетических ресурсов для обеспечения адаптационных процессов,
вследствие чего увеличивается риск возникновения различных нару­
шений и заболеваний. Учет этих периодов будет способствовать ус­
пешному применению целенаправленных педагогических воздействий
и содействовать оптимизации процесса обучения и воспитания, а также
формированию здоровья подрастающего поколения.
Важная особенность индивидуального развития — соподчиненность периодов онтогенеза. В каждый период формируются новые
качества, которые служат базисом (фундаментом) для дальнейшего
развития. От того, как протекал предыдущий период, зависит последу­
ющий.
32
1.6. БИОЛОГИЧЕСКАЯ НАДЕЖНОСТЬ
Естественно, что организм, непрерывно взаимодействуя с окружа­
ющей средой, должен иметь механизмы, обеспечивающие его жизне­
способность в пределах широких колебаний окружающих условий,
поэтому в процессе филогенеза происходило накопление резервных
возможностей, которые составляют так называемую биологическую
надежность организма. Примером, подтверждающим высказанное по­
ложение, может служить развитие системы свертывания крови. Извест­
но, что количество тромбина (фермента, вызывающего свертывание
крови), содержащегося в 10 мл крови, достаточно для свертывания всей
крови человека; в среднем в организме около 5 л крови; следовательно,
тромбина одного человека вполне достаточно для превращения в сгус­
ток крови 500 человек. Принимая во внимание, что при свертывании
используется лишь часть этого фактора, нетрудно представить колос­
сальные резервные возможности всей системы.
Принцип надежности присущ как всему организму в целом, так и
его системам (ЦНС, дыхательной, пищеварительной системам и т.д.).
Накопление биологической надежности в отдельных органах и системах
идет гетерохронно. В первую очередь максимальное увеличение надеж­
ности происходит в системах, приобретающих на данном этапе развития
решающее значение. Так, концентрация факторов, участвующих в свер­
тывании крови, у новорожденного уже близка к уровню взрослого че­
ловека. В течение первых двух лет жизни их количество повышается
в 2—3 раза. Это увеличение совпадает с периодом овладения ребенком
навыками ходьбы и, несомненно, повышает биологическую надежность
организма, подвергающегося на данном этапе развития возросшей
угрозе травм и повреждений.
Биологическая надежность одних систем обеспечивается дубли­
рованием органов (парные почки, легкие, глаза и т.д.); других — взаи­
мозаменяемостью (потеря зрения приводит к обострению слуха и
тактильной чувствительности).
Важной особенностью биологической надежности является то,
что в нормальных условиях организм и все его системы функциони­руют
не на пределе своих возможностей, а сохраняют определенный резерв,
который может быть использован в экстремальных ситуациях. Это об­
условлено наличием избыточных элементов, участвующих в осущест­
влении любой функции. Так, в двух почках содержится около 2 млн
нефронов, тогда как для поддержания гомеостаза внутренней среды
организма вполне достаточно 400—500 тыс. единиц. Не случайно по­
этому при родственной трансплантации почки донор может отдать
33
реципиенту одну почку практически без всякого ущерба для своего
здоровья. В вентиляции легких участвует лишь 15% легочной ткани,
а при интенсивной физической работе — 25—30%, остальная часть ле­
гочной ткани отражает наличие избыточных элементов. В коре больших
полушарий активны лишь 4% нервных клеток, что свидетельствует
об огромных резервных возможностях нервной системы. Следователь­
но, увеличение количества функционирующих элементов различных
систем организма за счет привлечения резервных структур — один
из важных стратегических подходов к повышению его функциональных
возможностей.
Одним из факторов, обеспечивающих биологическую надежность
систем, является совместное участие разных процессов, органов и ре­
гуляторных механизмов в обеспечении гомеостаза. Так, обеспечение
клеток кислородом достигается согласованной работой систем дыхания,
кровообращения и крови. Даже сердце, которое является единственным
насосом, перекачивающим кровь по кровеносной системе, имеет около
600 помощников — скелетных мышц, сокращение которых способству­
ет продвижению крови по сосудам. Не случайно умеренные физические
нагрузки оказывают благотворное влияние на работу сердца. Содержа­
ние сахара в крови регулируется большой группой гормонов: одни
(глюкагон, кортизол, адреналин, соматотропин) повышают концентра­
цию глюкозы в крови, другие (инсулин, соматостатин) — понижают.
Таким образом, совместная деятельность нескольких содружественных
механизмов обеспечивает большую устойчивость и надежность физио­
логических систем.
Надежность биологической системы наследственно закреплена и
позволяет расширять или снижать границы жизненных возможностей
человека в зависимости от условий жизни. Так, закаливание расши­
ряет резервные возможности температурной адаптации организма.
Неблагоприятные экологические факторы среды приводят к нару­
шениям функций различных органов и систем, в том числе ЦНС, что
выражается в ухудшении здоровья и показателей обучаемости и пове­
дения.
С биологической надежностью тесно связана еще одна законо­
мерность онтогенетического развития — экономизация функций. Она
заключается в том, что с возрастом в состоянии физиологического по­
коя снижается уровень функциональной активности всех органов,
обеспе­чивая таким образом увеличение диапазона реагирования. Так,
если частота сердечных сокращений у новорожденного составляет
120—140 уд./мин, то к 10 годам она составляет 80—90, а у взрослых —
60—80. Аналогично частота дыхания у новорожденного колеблется
34
в пределах 40—60 циклов в минуту, в 10 лет — 20, а у взрослого — 16—18.
Естественно, при интенсивной физической нагрузке увеличивается
частота сердечных сокращений и дыхания, которая может достигать
170—180 ударов и 30—40 циклов в минуту. Таким образом, больший
прирост частоты сердечных сокращений и дыхания у взрослого чело­
века свидетельствует о больших возможностях его органов и систем,
т.е. увеличении резервных возможностей.
1.7. АДАПТИВНОСТЬ
Адаптация (от лат. adaptatio — приспособление) — свойство орга­
низма приспосабливаться к действию факторов окружающей среды.
Различают адаптацию биологическую и социальную. Биологическая
адаптация — совокупность биохимических, функциональных, психи­
ческих реакций организма на воздействия внешней среды, направлен­
ных на сохранение свойственного организму уровня гомеостаза (от­
носительное физико-химическое постоянство внутренней среды
организма). При длительном действии факторов среды в организме
развиваются и морфологические изменения. Социальная адаптация
присуща только человеку и обеспечивает его приспособление к соци­
альным условиям жизни.
Биологические механизмы адаптации изучены достаточно хорошо.
Отмечено, что любые приспособительные реакции в организме осуще­
ствляются под контролем ЦНС благодаря формированию специальных
функциональных систем адаптации, включающих корковые и подкор­
ковые отделы головного мозга и эндокринные железы. В формировании
защитных реакций организма в условиях экстремальных воздействий
(стресса) особое значение отводится гипофизу и надпочечникам, син­
тезирующим так называемые адаптивные гормоны. Адаптация челове­
ка к условиям среды, являясь общебиологическим свойством всего
живого, вместе с тем характеризуется качественной особенностью —
носит ярко выраженный социальный характер.
Ребенок прежде всего должен приспосабливаться к действию
факторов социальной среды и вырабатывать целесообразные поведен­
ческие реакции для данной социальной микрогруппы: семьи, ясель,
детского сада, школы и т.д. Учителю и воспитателю необходимо знать,
что адаптационные возможности детей и подростков существенно
меньше, чем взрослого человека, поэтому их следует оберегать от рез­
ких изменений условий жизни, от действия непривычных для них
раздра­жающих факторов. Исследования процессов адаптации детей
35
при поступлении их в ясли, детский сад и школу свидетельствуют
о напряженной деятельности всех физиологических систем детского
организма, что приводит к задержке физического развития, снижению
резистентности и развитию различных заболеваний. Значительное
влияние на ход адаптации оказывает неблагополучный анамнез ребен­
ка: патологическое течение беременности у матери, неблагоприятные
роды, частые заболевания ребенка, травмы головного мозга. Резко
снижаются адаптационные возможности организма детей и подростков
в критические периоды развития.
Известно, что при поступлении детей в школу в корне меняется
характер их жизни. Им приходится адаптироваться к школьной на­
грузке — физической, умственной и эмоциональной. Проведение не­
скольких часов в день за партой в школе, за столом дома приводит
к напряжению статических мышц, поддерживающих осанку. Незре­
лость опорно-двигательного аппарата детей младшего школьного воз­
раста, а также недостаточное развитие координационных механизмов
в коре головного мозга обусловливают несовершенство двигательной
функции. Недостаточная сила нервных процессов, преобладание про­
цессов возбуждения над процессами торможения может до некоторой
степени объяснить неустойчивость внимания, ухудшение памяти и
быстрое утомление. Многие школьники испытывают гиподинамию,
которая ведет к ухудшению функций нервной системы, внутренних
органов, костной и мышечной систем и нарушению осанки.
Адаптация первоклассников к школьной нагрузке протекает в три
фазы.
Первая — фаза ориентировочного приспособления — длится две
недели и характеризуется повышением возбудимости, увеличением
реактивности всех систем. У 40% детей наблюдается повышенная дви­
гательная активность. Учителю необходимо реализовать эту жизненно
необходимую потребность через физкультминутки и организацию пере­
мен с максимальным пребыванием на свежем воздухе.
Вторая — фаза относительно устойчивого приспособления —
длится до шести недель. В эту фазу происходит постепенное привыкание
детей к новым условиям, к режиму, однако это приспособление не стой­
кое. Поэтому любые перегрузки могут привести к истощению организма,
особенно ранима психика ребенка. Могут появляться аг­рессия, различ­
ные формы неврозов (боязнь школы, учителя, плохих отметок и т.д.).
На этой почве возможны различные заболевания: наиболее часто встре­
чаются заболевания органов дыхания, ЖКТ. В данном случае следует,
учитывая состояние здоровья ребенка и условия жизни, перевести его
на индивидуальное обучение либо повременить с обучением.
36
Третья — фаза неполного приспособления — длится от 16 до 20
недель. Она характеризуется тренировкой всех систем организма: улуч­
шением работоспособности, овладением навыками письма, чтения,
счета. Развитие и длительность этой фазы зависят от условий, создава­
емых педагогами и родителями. Рационально составленный режим дня,
регулярное полноценное питание и достаточный сон облегчают адап­
тацию детей к школьной нагрузке. Однако необходимо помнить, что
ни одна схема режима дня не может быть универсальной, пригодной
для всех. В каждом конкретном случае необходимо учитывать индиви­
дуальные особенности ребенка.
Мерой адаптации детей к школьным нагрузкам является уровень
их здоровья.
Кроме активной адаптации, обеспечивающей приспособление
организма к условиям среды, может развиться и пассивная адаптация,
заключающаяся в избегании, уходе от воздействия факторов среды или
в подчинении чужим требованиям в ущерб своим желаниям и возмож­
ностям. Такое проявление адаптации является неблагоприятным фоном
для дальнейшего развития ребенка и свидетельствует о необходимости
коррекции условий жизни.
1.8. ГОМЕОСТАТИЧЕСКАЯ СТАБИЛЬНОСТЬ
Сохранение целостности организма и его адаптивности к внешним
условиям связано с необходимостью сохранения относительного дина­
мического постоянства внутренней среды организма — гомеостаза.
Гомеостаз — совокупность скоординированных реакций, обеспе­
чивающих поддержание или восстановление постоянства внутренней
среды организма. Большая роль в обеспечении гомеостаза принадлежит
центральной нервной и эндокринной системам.
В организме существуют жесткие и пластичные константы. Жесткими константами являются те параметры внутренней среды, которые
изменяются в узких пределах, например кислотно-щелочной состав
крови, ее вязкость, концентрация глюкозы и минеральных веществ,
температура и т.д. Пластичные константы обладают широким диапа­
зоном изменчивости (кровяное давление).
В раннем возрасте все показатели гомеостаза имеют более широкий
диапазон колебаний по сравнению с показателями взрослых. Поэто­
му при адаптации к различным факторам внешней среды в организме
ребенка часто наблюдаются гомеостатические сдвиги. Так, у новорож­
денных вследствие меньшей надежности системы терморегуляции
37
измене­ние температуры окружающей среды может привести к измене­
нию температуры тела на один-два градуса.
Для обеспечения гомеостаза организма и повышения его биологи­
ческой надежности большую роль играют процессы дифференциации
клеточных структур и механизмов. Благодаря им в онтогенезе повы­
шается специфичность функционирования клеток и структур, проис­
ходит разграничение «полномочий» между разными механизмами
контроля функций. Это позволяет сделать систему регуляции физио­
логических процессов многоконтурной, включающей как местные, так
и центральные нейроэндокринные механизмы. Например, в раннем
возрасте клетки скелетной мускулатуры мало дифференцированы.
Посте­пенно в онтогенезе формируются белые и красные мышечные
волокна, имеющие разный тип строения и биохимической активности,
что обеспечивает возможность выполнения различной по длительности
и интенсивности работы и развитие разных двигательных качеств.
Перечисленные закономерности онтогенеза обеспечивают взрос­
лому организму возможность нормально функционировать в различных
неблагоприятных условиях дольше, чем организм ребенка.
ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ
1. Сформулируйте основные закономерности онтогенеза, их суть.
2. Приведите возрастную периодизацию, каковы ее критерии?
3. Дайте понятие календарного и биологического возраста. Каковы критерии
их определения?
4. Сформулируйте понятие о критических и сенситивных периодах.
5. Раскройте понятие о росте и развитии детского организма.
6. Что такое гетерохрония и каково ее значение для развития организма?
7. Каковы признаки и причины акселерации и ретардации организма?
8. Каковы особенности адаптации детского организма? Приведите виды
адаптации.
9. Сформулируйте значение биологической надежности для онтогенетиче­
ского развития организма.
38
ГЛАВА 2
РАЗВИТИЕ ОПОРНОДВИГАТЕЛЬНОГО АППАРАТА.
ФИЗИЧЕСКОЕ РАЗВИТИЕ
ДЕТЕЙ И ПОДРОСТКОВ
2.1. РАЗВИТИЕ КОСТНОЙ СИСТЕМЫ ЧЕЛОВЕКА
2.1.1. Скелет и его значение
Опорно-двигательный аппарат человека состоит из костной и
мышечной систем. С его деятельностью связана одна из ведущих функ­
ций всего живого — движение. Нет ни одной формы человеческой де­
ятельности, которая протекала бы без движений. «Все бесконечное
разнообразие внешних проявлений мозговой деятельности, — писал
создатель русской физиологии И.М. Сеченов, — сводится окончатель­
но к одному лишь явлению — мышечному движению». Скелет выпол­
няет также опорную функцию для тела и защищает от повреждения
нервную систему и внутренние органы. Благодаря развитию опорнодвигательного аппарата человек приобрел такие сугубо человеческие
качества, как труд и речь, которые явились важнейшими движущими
силами антропогенеза.
Движения являются важнейшим фактором для нормального раз­
вития ребенка. Уже в эмбриональном периоде двигательная активность
в значительной степени определяет темпы общего развития организма.
Еще большее значение она приобретает в постнатальном развитии.
Около 50% времени младенец проводит в движении. Постоянные мы­
шечные нагрузки благоприятным образом сказываются на развитии
головного мозга, сердечно-сосудистой и дыхательной систем, улучшают
их функциональное состояние. Ограничивать двигательную активность
ребенка — значит тормозить и физическое, и психическое его развитие.
Двигательная активность значительно влияет на развитие функ­
ций мозга ребенка. Существует две формы влияния движений на функ­
ции головного мозга: специфическая и неспецифическая. Влияние
специфической формы проявляется в том, что двигательные области
39
головного мозга являются необходимым элементом его деятельности
как целого. Неспецифическая форма связана с влиянием движений на
работоспособность корковых клеток, повышение которой способствует
формированию новых условно-рефлекторных связей и функциониро­
ванию старых. Большое значение имеют движения рук, особенно точные
движения пальцев. В результате тренировок точных движений пальцев
дети быстро овладевают речью, значительно опережая группу, в которой
подобные упражнения не проводились.
Таким образом, движения — необходимый фактор для нормаль­
ного развития ребенка, поскольку с их помощью ребенок формируется
физически, у него развиваются функции речи и мышления. Ограниче­
ние подвижности или мышечные перегрузки нарушают гармоничность
развития организма, способствуют развитию многих заболеваний. По­
этому педагоги в процессе обучения и воспитания должны не только
развивать умственные способности детей, но и способствовать их фи­
зическому совершенствованию.
Скелет человека состоит из более 200 костей, соединенных между
собой различными способами (рис. 2.1).
Различают два основных типа соединения костей: непрерывный
и прерывный.
Непрерывный тип характеризуется или полной неподвижностью,
или полуподвижностью. Соединения этого типа образуются с помощью
соединительной ткани (межкостные швы костей черепа; связки, соеди­
няющие отростки позвонков; нижние концы костей голени и др.), хря­
ща (хрящевые прослойки между костями, соединения между ребрами
и грудиной, межпозвоночные диски и др.), костной ткани (соединение
позвонков в крестце).
К прерывным соединениям костей относятся суставы, которые
представляют собой сложное многокомпонентное образование. В су­
ставах концы костей покрыты гиалиновым хрящом и окружены сустав­
ной сумкой. В полости сумки содержится небольшое количество су­
ставной жидкости для увлажнения (смазки) трущихся поверхностей.
Обычно суставная сумка укрепляется связками, которые могут распо­
лагаться не только снаружи суставной сумки, но и внутри нее, как, на­
пример, в коленном и тазобедренном суставах. В результате чрезмерных
нагрузок на сустав возможно его повреждение: растяжение или разрыв
связок, вывих.
Существует также переходный тип соединения костей — полупрерывный (полусуставы). В полусуставах отсутствует суставная сумка,
но между костями расположена хрящевая прослойка, в которой име­
ется узкая щель, содержащая небольшое количество жидкости.
40
Рис. 2.1. Скелет человека:
1 — череп; 2 — нижняя челюсть; 3 — шейные позвонки; 4 — ключица;
5 — лопатка; 6 — плечевая кость; 7 — грудина; 8 — ребра; 9 — пояс­ничные
позвонки; 10 — лучевая кость; 11 — локтевая кость; 12 — кос­ти запястья;
13 — кости пястья; 14 — кости пальцев кисти: правая рука ладонью вперед,
а левая — назад; 15 — крестец; 16 — копчик; 17 — тазовая кость;
18 — бедренная кость; 19 — коленная чашечка; 20 — большая берцовая
кость; 21 — малая берцовая кость; 22 — кости предплюсны; 23 — кости
плюсны; 24 — кости пальцев ноги
Источник: А.Н. Кабанов, А.П. Чабовская. Анатомия, физиология и гигие­
на детей дошкольного возраста М. : Просвещение, 1975.
41
Полупрерывные соединения относятся к малоподвижным соединениям.
Примером такого соединения является лонное сращение — соединение
лонных (лобковых) частей тазовых костей.
В скелете человека различают четыре отдела: скелет головы (череп),
скелет туловища, скелет верхних и нижних конечностей (см. рис. 2.1).
Скелет туловища состоит из позвоночника, грудины и ребер.
Позвоночник (позвоночный столб) — своеобразная ось тела,
верхним концом соединенная с черепом, нижним — с костями таза.
В позвоночнике 33—34 позвонка, состоящих из тела, дуги и отростков.
Выделяют шейный (семь позвонков), грудной (12 позвонков), пояснич­
ный (пять позвонков), крестцовый (один позвонок) и копчиковый
(три-четыре позвонка) отделы позвоночника.
Позвонки шейного, грудного и поясничного отделов соединены
между собой с помощью межпозвоночных хрящей, связок и суставов.
Амплитуда движения между двумя позвонками невелика, но в целом
эти отделы обладают значительной подвижностью. Крестцовый и коп­
чиковый отделы позвоночника состоят из сросшихся между собой по­
звонков и поэтому являются практически неподвижными.
Каждый позвонок имеет внутри отверстие, благодаря чему в по­
звоночнике образуется позвоночный канал, в котором находится спин­
ной мозг.
Если смотреть на позвоночник человека сбоку, то можно заметить
четыре чередующихся изгиба (см. рис. 2.1): в шейном и поясничном
отделах изгибы кпереди — лордозы; в грудном и крестцовом отделах
изгибы кзади — кифозы. Лордозы и кифозы позвоночника смягчают
удары и сотрясения тела при основных движениях — беге, ходьбе,
прыжках).
Ребра — это 12 пар симметрично расположенных плоских костей.
Грудные позвонки, ребра и грудина в совокупности образуют грудную
клетку. Соединения костей грудной клетки достаточно подвижны,
что важно при дыхании. В целом грудная клетка человека имеет яйце­
видную форму, которая несколько изменяется в зависимости от возрас­
та, пола, профессии и патологических воздействий.
Скелет головы (череп) состоит из двух отделов: лицевого и моз­
гового. Мозговой отдел образован двумя парными костями (теменными,
височными) и четырьмя непарными (лобной, затылочной, клиновид­
ной, решетчатой). В состав лицевого отдела черепа входят пять пар­
ных костей (скуловые, носовые, верхнечелюстные, слезные, небные) и
две непарные (нижнечелюстная, подъязычная).
Внутри черепа находится полость, в которой размещается выс­
ший орган управления и регуляции функций и поведения организма
42
человека — головной мозг. Кости черепа соединены в основном непре­
рывно, с помощью швов. Имеется лишь одно прерывное подвижное
соединение — височно-нижнечелюстной сустав, который обеспечивает
поднимание и опускание нижней челюсти и ее движения влево, вправо,
кпереди и кзади.
Скелет верхних конечностей (см. рис. 2.1) состоит из костей пле­
чевого пояса — лопатки и ключицы — и костей свободной верхней ко­
нечности — плечевой кости, костей предплечья (локтевой и лучевой) и
костей кисти (кости запястья, пястья и фаланги).
Скелет нижних конечностей (см. рис. 2.1) включает кости тазово­
го пояса и свободной нижней конечности: бедренную кость, кости го­
лени (большую и малую берцовую) и кости стопы (кости предплюсны,
плюсны и фаланги).
Соединения костей конечностей обеспечивают широкий диапазон
движений, необходимых человеку.
Скелет выполняет три основные функции: опорную, защитную и
двигательную.
1. Опорная функция заключается в том, что скелет служит опорой
для мышц и внутренних органов, которые, фиксируясь к костям, удер­
живаются в своем положении.
2. Защитная функция состоит в том, что скелет образует стенки
ряда полостей и является, таким образом, надежной защитой для рас­
полагающихся в этих полостях органов.
3. Функция движения проявляется в том, что кости скелета — сво­
еобразные рычаги, которые приводятся в движение мышцами, обуслов­
ливая различные двигательные акты — бег, ходьбу, прыжки и др.
2.1.2. Строение, химический состав и физические свойства
костей скелета
Структурной единицей скелета является кость. Кости образованы
костной тканью, которая является разновидностью соединительной.
Костная ткань состоит из костных клеток и межклеточного вещества.
В кости находятся кровеносные сосуды и нервы.
Кость обладает высокой механической прочностью. В ее состав
входят минеральные и органические вещества в соотношении 2:1.
Минераль­ные соединения, придающие костям твердость, представлены
в основном солями кальция и фосфора. Органические вещества при­
дают костям упругость.
Снаружи кости покрыты соединительнотканной оболочкой —
надкост­ницей. В надкостнице находится большое количество нервов и
43
кровеносных сосудов, которые питают костную ткань, а также костео­
бразующие клетки, определяющие рост кости в толщину и сращение
костных обломков при переломах.
За надкостницей следует компактное (плотное) вещество кости,
а затем губчатое вещество, имеющее пористую структуру. Губчатое
вещество образовано тонкими костными перекладинами, между кото­
рыми находится красный костный мозг, участвующий в кроветворении.
Соотношение компактного и губчатого веществ в различных костях
зависит от их функционального назначения. Например, кости, выпол­
няющие функции опоры и движения, содержат больше компактного
вещества.
На поверхности костей, в местах прикрепления мышц образуются
шероховатости — бугорки, гребни, расположение и степень развития
которых определяется двигательными нагрузками. У мужчин они вы­
ражены больше, чем у женщин. Кроме того, на поверхности имеются
отверстия и борозды, где проходят сосуды и нервы.
Кости различаются по форме. Существует четыре типа костей:
1) трубчатые (длинные и короткие);
2) губчатые (длинные и короткие);
3) плоские;
4) смешанные.
Трубчатые кости входят в состав скелета конечностей (бедренная
и плечевая кости, кости предплечья и голени и т.д.) и имеют внутри
полость, заполненную желтым костным мозгом. В каждой трубчатой
кости выделяют длинную среднюю часть — тело (диафиз) и два рас­
ширенных суставных конца — эпифизы. У детей на границе между
диафизом и эпифизами сохраняется прослойка хрящевой ткани (метафиз), за счет которой происходит рост длинных трубчатых костей
в длину.
Губчатые кости состоят из губчатого вещества, покрытого тонким
слоем компактного вещества. Они располагаются в подвижных участках
тела и там, где необходима большая прочность (позвонки, кости запя­
стья, предплюсны), имеют одинаковую длину и ширину.
Плоские кости выполняют защитные функции, образуют полости
для внутренних органов (кости черепа, лопатка, тазовые кости). Не­
которые плоские кости (лобная кость, верхняя челюсть) имеют внутри
полость, выстланную слизистой оболочкой и заполненную воздухом,
что облегчает вес кости, не уменьшая ее прочность. Их называют воздухоносными.
Смешанные кости (кости основания и лицевого отдела черепа)
отличаются сложной формой строения.
44
2.1.3. Возрастные преобразования костной системы
В процессе пренатального и постнатального развития костная
система ребенка подвергается сложным преобразованиям. Формирова­
ние скелета начинается в середине второго месяца эмбриогенеза и про­
должается до 18—25 лет постнатальной жизни. Вначале у эмбриона весь
скелет состоит из хрящевой ткани, окостенение которой не завершает­
ся к моменту рождения, поэтому в скелете новорожденного еще много
хрящей, да и сама кость значительно отличается по химическому со­
ставу от кости взрослого человека. На первых этапах постнатального
онтогенеза она содержит много органических веществ, не обладает
прочностью и легко искривляется под влиянием неблагоприятных
внешних воздействий: узкой обуви, неправильного положения ребенка
в кроватке или на руках и т.д. Интенсивное утолщение стенок костей и
повышение их механической прочности происходит до шести-семи лет.
Затем до 14 лет толщина компактного слоя практически не изменяется,
а с 14 до 18 лет вновь идет возрастание прочности костей. Рост костей
в толщину происходит за счет надкостницы, которая у детей значитель­
но толще, чем у взрослых. Рост длинных трубчатых костей в длину
осуществляется за счет метафизарного хряща, расположенного между
телом (диафизом) и головкой (эпифизом) кости.
Окончательное окостенение скелета завершается у женщин
в 17—21 год, у мужчин — в 19—25 лет. Кости разных отделов скелета
окостеневают в различное время. Например, окостенение костей кисти
заканчивается в шесть-семь лет, а окостенение запястных костей —
в 16—17; окостенение костей нижних конечностей заканчивается
прибли­зительно к 20 годам, позвоночника — к 20—25, а копчиковых
позвонков — даже к 30. В связи с этим напряженная тонкая ручная
работа может нарушить развитие костей кисти, а ношение неудобной
обуви привести к деформации стопы. Следует отметить, что темпы раз­
вития костей кисти хорошо коррелируют с общим физическим разви­
тием детей и подростков, поэтому сопоставление паспортного и «кост­
ного» возраста дает относительно правильную характеристику темпов
общего физического развития детей и подростков, их биологического
возраста.
2.1.4. Возрастные особенности черепа
Череп детей существенно отличается от черепа взрослых относи­
тельной величиной (по сравнению с размерами тела), строением и
пропорциями отдельных частей. У новорожденного мозговой отдел
45
черепа в 6 раз больше лицевого, у взрослого — в 2,5 раза. С возрастом
эти различия исчезают. Более того, изменяется не только форма черепа
и составляющих его костей, но и их количество. Это связано с тем,
что соединительнотканные швы, разделяющие отдельные кости черепа
у новорожденных, постепенно окостеневают. На первом-втором году
жизни роднички (участки соединительной ткани между отдельными
костями черепа) закрываются и замещаются костной тканью: затылоч­
ный (малый родничок) — на втором месяце; клиновидный — на второмтретьем; сосцевидный — в конце первого или начале второго года;
лобный (большой родничок) — на втором году жизни. К полутора годам
роднички полностью зарастают, и к четырем годам образуются черепные
швы. В шесть-семь лет полностью срастается лобная кость.
От рождения до семи лет череп растет неравномерно. Наиболее
быстрый рост черепа происходит на первом году жизни, в течение ко­
торого толщина стенок черепа увеличивается в 3 раза. В 11—13 и 13—14
лет снова ускоряется рост черепа, особенно интенсивно растет лобная
кость, начинает преобладать развитие лицевого отдела черепа во всех
направлениях, складываются характерные черты физиономии. Разви­
тие нижней челюсти находится в непосредственной зависимости от ра­
боты жевательных мышц и состояния зубов. В ее росте наблюдаются
две волны ускорения: первая до трех лет; вторая с 8 до 11 лет. Смена
молочных и формирование постоянных зубов заканчиваются к пубер­
татному периоду, и только третьи большие коренные зубы (зубы «муд­
рости») появляются после полового созревания. Сроки появления
молочных зубов и их смена на постоянные коррелируют с общим фи­
зическим развитием и используются для определения уровня биологи­
ческой зрелости детей и подростков.
Полное слияние костей черепа происходит в зрелом возрасте,
однако развитие черепа продолжается. После 30 лет швы черепа по­
степенно становятся костными.
Соотношение объема черепа ребенка и взрослого человека вы­
глядит следующим образом: у новорожденного объем черепа равен
1/3 объема взрослого; в шесть месяцев — 1/2; в два года — 2/3. Емкость
черепа к десяти годам составляет 1300 см3 (для сравнения: у взросло­
го — 1500—1700 см3).
Соотношение окружности головы и роста с возрастом уменьшает­
ся. Если в девять-десять лет окружность головы равна в среднем 52 см,
то в 17— 18 лет — 55 см. У мужчин емкость полости черепа примерно
на 100 см3 больше, чем у женщин.
Имеются и индивидуальные особенности черепа. К ним относятся
две крайние формы развития черепа: длинноголовая и короткоголовая.
46
2.1.5. Возрастные особенности позвоночника
Длина позвоночника особенно резко увеличивается в течение
первого и второго годов жизни, затем рост позвоночника замедляет­
ся и снова ускоряется с семи до девяти лет (у девочек больше, чем
у мальчиков). С 9 до 14 лет прирост длины позвоночника у мальчи­
ков и девочек замедляется в несколько раз, а с 14 до 20 лет — еще
больше.
У юношей рост позвоночника заканчивается после 20 лет, у деву­
шек он растет до 18, т.е. прекращается раньше, чем у мужчин. К концу
полового созревания рост длины позвоночника почти завершается и
приблизительно составляет 40% длины тела.
Позвонки развиваются из хрящевой ткани. К 20 годам заканчива­
ется окостенение шейных, грудных и поясничных позвонков, к 25 —
крестцовых, к 30 — копчиковых.
Подвижность позвоночника зависит от высоты межпозвоночных
хрящевых дисков и их упругости, а также от фронтального и сагит­
тального размера тел позвонков. У взрослого общая высота межпо­
звоночных дисков равна 1/4 высоты подвижной части позвоночника.
Чем выше межпозвоночные диски, тем больше подвижность позвоноч­
ника. Высота дисков в поясничном отделе позвоночника составляет
1/3 высоты тела смежного позвонка, в верхней и нижней части грудно­
го отдела — 1/5, в средней его части — 1/6, в шейном отделе — 1/4.
Поэтому наиболее подвижен шейный отдел позвоночника, меньше —
поясничный и наименее подвижен грудной (его движения тормозят
еще ребра). Развитие межпозвоночных дисков происходит длительное
время и заканчивается к 17—20 годам. К 17—25 годам в результате
замеще­ния межпозвоночных дисков костной тканью позвоночник
в крестцовом отделе становится неподвижным. Подвижность позво­
ночника у детей, особенно в 7—9 лет, гораздо выше, чем у взрослых.
Это зависит от относительно большей величины межпозвоночных дис­
ков и их большей упругости.
После рождения позвоночник приобретает четыре физиологиче­
ских изгиба. В шесть-семь недель, с подниманием головы, у ребенка
начинает формироваться шейный лордоз. В шесть месяцев в результа­
те сидения образуются кифозы в грудном и крестцовом отделах позво­
ночника. В год с началом стояния формируется лордоз в поясничном
отделе. Первоначально эти физиологические изгибы позвоночника
удерживаются мускулатурой, а затем связочным аппаратом, хрящами
и костями позвонков (рис. 2.2).
47
2.1.6. Развитие грудной клетки
Рис. 2.2. Появление изгибов позвоночника у детей:
а — при держании головы; б — при сидении; в — при стоянии
Источник: по Н.Н. Леонтьевой и соавт., 1976. Цит. по: Ермолаев Ю.А. Воз­
растная физиология: учеб. пособие для педагогических вузов. М. : Высшая
школа, 1985.
К трем-четырем годам изгибы позвоночника постепенно увеличи­
ваются в результате стояния, ходьбы, под действием силы тяжести и
работы мышц. К семи годам окончательно образуются шейный лордоз
и грудной кифоз; к 12 — поясничный лордоз, который окончательно
формируется к периоду половой зрелости. Однако до 12 лет позвоноч­
ник ребенка остается эластичным, изгибы его слабо фиксированы, что
легко приводит позвоночник к искривлениям в неблагоприятных ус­
ловиях развития. Поднятие чрезмерных тяжестей увеличивает пояс­
ничный лордоз.
Благодаря пружинному движению позвоночника может изменять­
ся величина его изгибов. В результате изменения изгибов позвоночни­
ка и высоты межпозвоночных дисков изменяется и длина позвоночни­
ка с возрастом и в течение дня. В течение суток рост человека
колеблется в пределах 1 см, иногда 2—2,5 см и даже 4—6 см. В положе­
нии лежа длина тела человека больше на 2—3 см, чем в положении стоя.
При старении в связи с уплощением межпозвоночных дисков общая
длина позвоночника уменьшается на несколько сантиметров.
48
Окостенение ребер начинается на пятой — восьмой неделе внутри­
утробного развития, а грудины — на шестом месяце. Ядра окостенения
в разных частях ребер появляются в разное время. Слияние частей
ребра заканчивается к 18—25 годам.
До одного-двух лет ребра состоят из губчатого вещества. С трехчетырех компактный слой развивается в середине ребра. С семи лет
компактный слой разрастается по всему ребру; с десяти продолжает
увеличиваться в области угла. К 20 годам завершается окостенение
ребер.
Грудина развивается из множества парных точек окостенения,
которые чрезвычайно медленно сливаются. Окостенение рукоятки и
тела грудины заканчивается к 21—25 годам, мечевидного отростка —
к 30. Слияние трех частей грудины в одну кость происходит гораздо
позднее, причем далеко не у всех людей. Таким образом, грудина фор­
мируется и развивается позже всех других костей скелета.
Форма грудной клетки. Форма грудной клетки зависит от возрас­
та и пола. Кроме того, она изменяется в результате перераспределения
силы тяжести тела при стоянии и ходьбе в зависимости от развития
мускулатуры плечевого пояса. Встречаются две крайние формы грудной
клетки: длинная узкая и короткая широкая. Им соответствуют и формы
грудины. Среди основных форм грудной клетки различают коническую,
цилиндрическую и плоскую.
Форма грудной клетки существенно изменяется с возрастом. После
рождения и в первые несколько лет жизни грудная клетка имеет форму
конуса с обращенным вниз основанием. В первые три года наблюдается
увеличение окружности грудной клетки, что приводит к преобладанию
в верхней части грудной клетки поперечного диаметра. Постепенно
грудная клетка изменяет форму и приближается к такой, которую мы
видим у взрослого человека, т.е. приобретает форму конуса с основани­
ем, обращенным кверху. Окончательную форму грудная клетка приоб­
ретает к 12—13 годам, но ее размеры меньше, чем у взрослых.
Половые различия в форме грудной клетки проявляются пример­
но с 15 лет. С этого возраста начинается интенсивное увеличение сагит­
тального размера грудной клетки. У девочек во время вдоха резко
поднимаются верхние ребра, у мальчиков — нижние.
В росте окружности грудной клетки также наблюдаются половые
различия. У мальчиков окружность грудной клетки с восьми до деся­
ти лет увеличивается на 1—2 см в год, к периоду полового созрева­
ния (с 11 лет) — на 2—5 см. У девочек до семи-восьми лет величина
49
окружности грудной клетки превосходит половину величины их роста.
У мальчиков такое соотношение наблюдается до девяти-десяти лет,
сэтого возраста размер окружности грудной клетки становится меньше
половины величины роста. С 11 лет у мальчиков ее прирост меньше,
чем у девочек.
Превышение половины роста над окружностью грудной клетки
зависит от скорости роста тела, которая больше скорости роста окруж­
ности грудной клетки. Рост окружности грудной клетки уступает и
прибавке массы тела, поэтому отношение окружности грудной клетки
к массе тела с возрастом постепенно уменьшается. Быстрее всего окруж­
ность грудной клетки растет в период полового созревания и в летнеосенние периоды. Нормальное питание, хорошие гигиенические усло­
вия и физические упражнения оказывают существенное влияние
на рост окружности грудной клетки.
Параметры развития грудной клетки зависят от типа конституции
и развития скелетных мышц: у гиперстеников грудная клетка шире, чем
у астеников; чем больше развита скелетная мускулатура, тем больше
развита грудная клетка. При благоприятных условиях окружность
грудной клетки у детей 12—15 лет больше на 7—8 см, чем при неблаго­
приятных, в результате чего окружность груди составляет половину
роста в среднем к 15 годам, а не к 20—21 году, как у детей, находивших­
ся в неблагоприятных условиях жизни.
Неправильная посадка детей за партой может повлечь деформацию
грудной клетки и, как следствие, нарушение развития сердца, крупных
сосудов и легких.
2.1.7. Развитие скелета нижних конечностей
Развитие костей таза. Наиболее интенсивный рост костей таза
наблюдается в первые три года жизни. В процессе сращения трех частей
тазовых костей выделяют несколько этапов: пять-шесть лет (начало
сращения); семь-восемь (срастаются лобковая и седалищная кости);
14—16 лет (кости таза уже почти сращены); 20—25 лет (конец полного
сращения). Эти сроки необходимо учитывать при трудовой деятель­
ности и физических упражнениях (особенно для девочек). При резких
прыжках с большой высоты и ношении обуви на высоких каблуках
несросшиеся кости таза смещаются, что приводит к неправильному их
сращению и сужению выхода из полости малого таза, приводящему
к затруднению родов. Нарушение сращения также вызывают чрезмер­
ное неправильное сидение или стояние, перенос больших тяжестей,
особенно при неравномерном распределении нагрузки.
50
С девяти лет формируются половые отличия в строении таза у де­
вочек и мальчиков. Размеры таза у мужчин меньше, чем у женщин.
Различают верхний (большой) таз и нижний (малый) таз. Поперечный
размер входа в малый таз у девочек изменяется скачкообразно в не­
сколько этапов:
„„ в восемь — десять лет — очень быстро увеличивается;
„„ 10—12 лет — наблюдается некоторое замедление его прироста;
„„ с 12 до 14—15 лет — прирост снова увеличивается.
У мальчиков оба размера таза увеличиваются равномерно. В целом
строение таза приближается к взрослому к 14—16 годам, с этого момен­
та таз способен выдерживать значительные нагрузки.
Развитие костей свободных нижних конечностей. Окончательное
окостенение костей свободных нижних конечностей происходит сле­
дующим образом:
„„ фаланги — к 15—21 годам у мужчин и к 13—17 годам у женщин;
„„ плюсневые — к 17—21 у мужчин и к 14—19 у женщин;
„„ пяточной кости — к 12—16 годам;
„„ бедренной, большеберцовой и малоберцовой — к 18—24 годам.
Коленная чашка приобретает форму, характерную для взрослого,
к десяти годам.
Стопа человека образует свод, который опирается на пяточную
кость и передние концы плюсневых костей. У новорожденных стопа
плоская, свод формируется к четырем-пяти годам. Формирование сво­
да стопы у людей произошло как результат прямохождения. Для фор­
мирования свода стопы большое значение имеет развитие мышц ног,
в частности тех, которые удерживают продольный и поперечный своды.
Свод позволяет равномерно распределять тяжесть тела, действует как
пружина, смягчая сотрясения и толчки тела во время ходьбы. Он за­
щищает от давления мышцы, сосуды и нервы подошвенной поверхности.
2.1.8. Развитие костей верхних конечностей
Развитие костей плечевого пояса. У новорожденного тело клю­
чицы почти полностью состоит из костной ткани, образование ядра
окостенения в грудинном ее отделе происходит только в 16—18 лет,
слияние ее с телом — в 20—25 лет. Срастание ядра окостенения клюво­
видного отростка с телом лопатки происходит в 16—17 лет, акромиаль­
ного отростка с ее телом заканчивается в 18—25 лет.
Все длинные кости у новорожденного, такие как плечевая, лучевая,
локтевая, имеют хрящевые эпифизы и костные диафизы. Костной ткани
в запястье нет, и окостенение хрящей начинается следующим образом:
51
„„ на первом году жизни — в головчатой и крючковидной костях;
2.2. РАЗВИТИЕ СКЕЛЕТНОЙ И МЫШЕЧНОЙ СИСТЕМ
„„ в два-три года — в трехгранной кости;
„„ в три-четыре года — в полулунной кости;
„„ в четыре года — пять лет — в ладьевидной кости;
„„ в четыре года — шесть лет — в многоугольной большой кости;
„„ в 7—15 лет — в гороховидной кости.
На третьем году жизни происходит окостенение проксимальных
и дистальных эпифизов фаланг. По центрам окостенения кисти опре­
деляют «костный возраст».
В целом окостенение костей верхних конечностей заканчивается
следующим образом:
„„ в 9—11 лет — в фалангах;
„„ в 12 лет — в пястье;
„„ в 10—13 лет — в костях запястья;
„„ в 21—24 года — в локтевой кости;
„„ в 21—25 лет — в лучевой кости;
„„ в 20—25 лет — в ключице, лопатке и в плечевой кости.
У мужчин окостенение заканчивается в среднем на два года позже,
чем у женщин.
Таким образом, скелет детей и подростков характеризуется вы­
сокой эластичностью, что всегда является угрозой его деформации
при нарушении гигиенических норм. Неправильное положение ребен­
ка за рабочим столом в процессе школьных занятий или при выполне­
нии домашних заданий, перегрузки детей и подростков при работе
на пришкольных участках, в школьных мастерских или на производ­
стве легко могут нарушить правильное развитие скелета и привести
к необратимым деформациям. Особое значение для правильного раз­
вития скелета детей имеет полноценное, богатое витаминами (Д, А, С)
и минеральными солями (особенно Са, Р, Мg) питание. При недостат­
ке витамина D возможно развитие заболевания, называемого рахитом.
Оно проявляется в задержке роста и деформации различных частей
скелета: искривлении ног, деформации черепа, грудной клетки и по­
звоночника.
52
2.2.1. Строение и функции скелетных мышц человека
Мышцы тела человека имеют сложное строение. Основу их со­
ставляет поперечнополосатая мышечная ткань, которая также входит
в структуру некоторых внутренних органов (языка, глотки, верхнего
отдела пищевода и др.). Клетки поперечнополосатой мускулатуры
имеют очень малый диаметр и большую длину (до 10—12 см), их на­
зывают волокнами. В состав мышечных волокон входит большое коли­
чество еще более тонких волоконец — миофибрилл, которые в свою
очередь состоят из тончайших нитей — протофибрилл, в состав которых
входят специальные сократительные белки — миозин и актин. Сокра­
щение — основная функция мышц — обусловлено скольжением нитей
актина и миозина относительно друг друга. Запуск этого механизма
осуществляется нервным импульсом, а энергией для процесса сокра­
щения является аденозинтрифосфорная кислота (АТФ). Особенность
строения мышечных волокон — большое количество митохондрий,
обеспечивающих мышечное волокно необходимой энергией. Рассла­
бление мышечного волокна происходит пассивно, благодаря эластич­
ности мембраны и внутримышечной соединительной ткани.
Скелетные мышцы являются активной частью опорно-двигатель­
ного аппарата. Каждая скелетная мышца или группа мышц окружена
своеобразным «футляром» из соединительной ткани — фасцией. На по­
перечном срезе мышцы легко различаются скопления мышечных во­
локон (пучки), которые также окружены соединительной тканью.
Во внешнем строении мышцы различают:
„„ сухожильную головку, соответствующую началу мышцы;
„„ брюшко мышцы, или тело, образованное мышечными волок­
нами;
„„ сухожильный конец мышцы, или хвост, с помощью которого
мышца прикрепляется к другой кости.
Как правило, хвост мышцы является подвижной точкой прикре­
пления, а начало — неподвижной. В процессе движения их функции
могут меняться: подвижные точки становятся неподвижными, и наобо­
рот. Если мышца имеет одну головку, ее называют простой, если две
или больше — сложной (например, двуглавая, трехглавая и четырехгла­
вая мышцы).
Скелетные мышцы подразделяются по их положению в теле чело­
века, форме, функции и т.д.
53
1. По форме различают длинные, короткие, широкие, ромбовидные,
квадратные, трапециевидные и другие мышцы.
2. По расположению мышечных волокон — параллельные, косые,
поперечные и круговые (сфинктеры) мышцы. Если мышечные волокна
присоединяются сухожилиями только с одной стороны, то мышцы на­
зывают одноперистыми, если с двух сторон — двуперистыми.
3. По функциональному назначению мышцы можно разделить
на сгибатели и разгибатели, вращатели кнаружи (супинаторы) и вра­
щатели кнутри (пронаторы), приводящие мышцы и отводящие. Выде­
ляют также мышцы-синергисты и мышцы-антагонисты. Сокращение
мышц-синергистов вызывает совместные движения, сокращение мышцантагонистов — противоположные движения.
4. По месту расположения мышц, т.е. по их топографо-анатомиче­
скому признаку, выделяют мышцы спины, груди, живота, головы, шеи,
верхних и нижних конечностей. Всего различают 327 парных скелетных
мышц и две непарные. Все вместе они составляют около 40% массы тела
человека.
Сила скелетных мышц измеряется тем максимальным напряже­
нием, которое она способна развить в условиях изометрического со­
кращения (усиления напряженности мышцы при неизменной длине).
Величина напряжения зависит от количества и толщины мышечных
волокон, образующих мышцу. Количество и толщина мышечных во­
локон определяются по физиологическому поперечнику мышцы, под
которым понимается площадь поперечного разреза мышцы (см2), про­
ходящего через все мышечные волокна. Толщина мышцы не всегда
совпадает с ее физиологическим поперечником. Например, при равной
толщине мышцы с параллельным и перистым расположением волокон
значительно различаются по физиологическому поперечнику. Перис­
тые мышцы имеют больший поперечник и обладают большей силой
сокращения. Характеризует силу мышц также ее анатомическая тол­
щина (анатомический поперечник), представляющая собой площадь
поперечного сечения мышцы. Чем толще мышца, тем она сильнее.
2.2.2. Влияние мышечной работы на функциональное
состояние физиологических систем организма.
Физическое утомление
Мышечная работа влияет на все стороны жизнедеятельности ор­
ганизма, поскольку она связана с большими энергетическими затра­
тами организма: увеличивается интенсивность обмена веществ и энер­
гии, приток кислорода в организм, более напряженно функционирует
54
сердечно-сосудистая система и т.д. Например, энергетические затраты
организма в покое в среднем составляют 4,18 кДж/кг массы, при легкой
работе (учителя, служащие и др.) требуется уже более 8,36 кДж/кг
массы, работа средней тяжести (маляры, токари, слесари и др.) —
16,74 кДж/кг. Тяжелая физическая работа увеличивает расход энергии
до 29,29 кДж/кг. В покое объем воздуха, прошедший легкие за 1 мин,
составляет 5—8 л, при физических нагрузках он может увеличиваться
до 50—100 л. Мышечная работа увеличивает также нагрузку на сердце.
В покое оно при каждом сокращении выбрасывает в аорту до 60—80 мл
крови, при усиленной работе количество выбрасываемой крови возрас­
тает до 200 мл.
Таким образом, мышечная работа оказывает широкое активизи­
рующее влияние на все стороны жизнедеятельности организма, что
имеет большое физиологическое значение: поддерживается высокая
функциональная активность всех физиологических систем, значитель­
но повышается общая реактивность организма и его иммунные качества,
увеличиваются адаптационные резервы.
Длительные и интенсивные мышечные нагрузки приводят к вре­
менному снижению физической работоспособности организма — утомлению. Процесс утомления затрагивает изначально ЦНС, затем нервномышечный синапс и в последнюю очередь мышцу. Так, люди, которые
недавно лишились руки или ноги, еще долгое время ощущают их на­
личие. Если им дать задание мысленно работать отсутствующей конеч­
ностью, то они вскоре заявят о своей усталости. Следовательно, про­
цессы утомления у таких людей развиваются в ЦНС, поскольку никакой
мышечной работы не производилось.
Утомление — это нормальный физиологический процесс, выра­
ботанный для защиты физиологических систем от систематического
переутомления, которое является патологическим процессом и ведет
к расстройству деятельности нервной и других физиологических систем
организма. Рациональный отдых быстро способствует восстановлению
работоспособности. После физической работы полезно сменить род
деятельности, так как полный покой медленнее восстанавливает силы.
2.2.3. Возрастные преобразования мышечной системы
Мышечная система ребенка в процессе онтогенеза претерпевает
значительные структурные и функциональные изменения. Форми­
рование мышечных клеток и образование мышц как структурных еди­
ниц мышечной системы происходит гетерохронно. Процесс «черново­
го» формирования мышц заканчивается к седьмой-восьмой неделе
55
пренатального развития. На этом этапе раздражение кожных рецепто­
ров уже вызывает ответные двигательные реакции плода, что свиде­
тельствует об установлении функциональной связи между тактильной
рецепцией и мышечной системой. В последующие месяцы интенсивно
идет функциональное созревание мышечных клеток, связанное с уве­
личением количества миофибрилл и их толщины. После рождения
созревание мышечной ткани продолжается. Мышечная масса растет
в основном за счет увеличения продольных и поперечных размеров
мышечных волокон, а не количества миофибрилл, общее число которых
увеличивается незначительно (около 10%). В частности, интенсивный
рост волокон наблюдается до семи лет и в пубертатном периоде. Начи­
ная с 14—15 лет микроструктура мышечной ткани практически не от­
личается от взрослой. Однако утолщение мышечных волокон может
продолжаться до 30—35 лет.
Сначала образуются те скелетные мышцы, которые необходимы
для нормальной жизнедеятельности организма ребенка на данном воз­
растном этапе. Развитие мышц верхних конечностей обычно предше­
ствует развитию мышц нижних конечностей. Более крупные мышцы
формируются всегда раньше мелких. Например, мышцы плеча и пред­
плечья формируются быстрее мелких мышц кисти. У годовалого малы­
ша мышцы рук и плечевого пояса развиты лучше, чем мышцы таза и
ног. Особенно интенсивно развиваются мышцы рук в шесть-семь лет.
Общая масса мышц быстро нарастает в период полового созревания:
у мальчиков — в 13—14 лет, а у девочек — в 11—12. В таблице 2.1 при­
ведены данные, характеризующие массу скелетных мышц в постнаталь­
ный период развития детей и подростков.
Таблица 2.1
Нарастание массы скелетных мышц с возрастом
Возраст
Масса мышц, % к массе тела
0—10 дней
23,3
8 лет
27,2
12 лет
29,4
15 лет
32,6
18 лет
44,2
Значительно меняются в процессе онтогенеза и функциональные
свойства мышц. Увеличиваются возбудимость, лабильность, сократи­
мость и скорость проведения возбуждения мышечных волокон, изме­
няется мышечный тонус. У новорожденного он повышенный, а мышцы,
56
вызывающие сгибание конечностей, преобладают над мышцами-раз­
гибателями. В результате руки и ноги грудных детей находятся чаще
в согнутом состоянии. Интенсивное развитие и увеличение тонуса
разгибателей, свойственные взрослому организму, происходят к пяти
годам. У детей плохо выражена способность мышц к расслаблению,
которая с возрастом увеличивается. С этим обычно связана скованность
движений у детей и подростков. Только после 15 лет движения стано­
вятся более пластичными.
В процессе развития опорно-двигательного аппарата изменяются
двигательные качества мышц: быстрота, сила, ловкость, гибкость и
вынос­ливость. Их развитие происходит неравномерно (гетерохронно)
и зависит от функционального состояния организма и тренировки.
Для развития каждого качества имеются определенные сенситивные
(чувствительные) периоды индивидуального развития, когда может
быть получен максимальный прирост. Индивидуальная особенность
формирования двигательных качеств и их проявление во многом обу­
словлены генетической программой. Прежде всего развиваются быст­
рота и ловкость движений. Быстрота (скорость) движений характери­
зуется числом движений, которое человек в состоянии произвести
за единицу времени. Она определяется тремя показателями:
1) скоростью одиночного движения;
2) временем двигательной реакции;
3) частотой движений.
С физиологической точки зрения развитие быстроты обусловлено
следующими факторами:
„„ лабильностью (функциональной подвижностью) нервных цен­
тров и скелетных мышц;
„„ их энергетической обеспеченностью;
„„ соотношением быстрых и медленных мышечных волокон.
Лабильность — предельный ритм импульсов, который нервные
центры способны воспроизвести в единицу времени, что зависит от вза­
имоперехода возбуждения и торможения в двигательных центрах коры
и в работающих мышцах. Энергетическое обеспечение движений осу­
ществляется за счет энергии анаэробного расщепления мышечных
фосфагенов (АТФ и креатинфосфата) как наиболее скоростного энер­
гетического механизма. Соотношение быстрых (белых) мышечных
волокон, в которых происходит главным образом анаэробное расщепле­
ние фосфагенов, и медленных (красных), в которых осуществляется
аэробное окисление углеводов, в определенной степени генетически
запрограммировано, хотя может изменяться в зависимости от характе­
ра двигательной активности.
57
Скорость одиночного движения значительно возрастает у детей
с четырех-пяти лет и к 13—14 годам достигает уровня взрослого. Кроме
того, к 13—14 годам уровня взрослого достигает время простой двига­
тельной реакции, обусловленной скоростью физиологических процес­
сов в нервно-мышечном аппарате. Максимальная произвольная часто­
та движений увеличивается с 7 до 13 лет, причем у мальчиков в 7—10
лет она выше, чем у девочек, а с 13—14 лет частота движений девочек
превышает этот показатель у мальчиков. Наконец, максимальная час­
тота движений в заданном ритме также резко увеличивается в 7—9 лет.
Наибольший прирост быстроты в результате тренировок наблюдается
у детей от 9 до 12 лет.
До 13—14 лет завершается в основном развитие ловкости, которая
связана со способностью детей и подростков осуществлять точные,
координированные и быстрые движения. Следовательно, ловкость
связана, во-первых, с пространственной точностью движений, вовторых, с временной точностью, в-третьих, с быстротой решения слож­
ных двигательных задач. Развитие ловкости начиная с трех-четырех лет
быстро совершенствуется в дошкольном и младшем школьном воз­
расте, чему способствует хорошая эластичность мышечных волокон и
связочного аппарата у детей этого возраста. Наибольший прирост точ­
ности движений наблюдается с четырех-пяти до семи-восьми лет.
До шести-семи лет дети не в состоянии совершать тонкие точные дви­
жения в предельно короткое время. Затем постепенно развивается
пространственная точность движений, а за ней — временная. Наконец,
в последнюю очередь совершенствуется способность быстро решать
двигательные задачи в различных ситуациях. Ловкость продолжает
улучшаться до 17 лет. Интересно, что спортивная тренировка оказы­
вает существенное влияние на развитие ловкости, и у 15—16-летних
спортсменов точность движений в 2 раза выше, чем у нетренированных
подростков того же возраста.
Гибкость — степень подвижности отдельных частей человечес­
кого тела относительно друг друга, которая выражается в амплитуде
(разма­хе) движений. Она зависит от анатомических особенностей су­
ставных поверхностей, характера их сочленений, эластичности тканей,
окружающих суставы, а также от функционального состояния ЦНС и
двигательного аппарата. Способность воспроизводить амплитуду дви­
жений максимально увеличивается в 7—10 лет и после 12 лет практи­
чески не изменяется, а точность воспроизведения малых угловых сме­
щений (до 10—15°) увеличивается до 13—14 лет.
Большое значение для развития силы имеет формирование кост­
ной и мышечной системы. Сила отдельных групп мышц развивается
58
неравномерно, поэтому в каждом возрастном периоде существуют
разные соотношения между силой различных мышц. У дошкольников
сила мышц туловища больше, чем мышц конечностей. В связи с повы­
шенным мышечным тонусом и превышением силы мышц-сгибателей
над разгибателями у дошкольников и младших школьников затрудня­
ется сохранение выпрямленных поз, поэтому они могут поддерживать
вертикальную позу без утомления не более двух минут. У младших
школьников наибольшую силу имеют мышцы-сгибатели туловища,
бедра и подошвы. Сила мышц-разгибателей этих частей тела возрас­
тает к 9—11 годам. Слабое развитие «мышечного корсета» вызывает
искривление позвоночника, нарушение осанки при несоблюдении ги­
гиенических правил. Слабость развития мышц стопы приводит к пло­
скостопию. Наибольший прирост силы наблюдается в среднем и стар­
шем школьном возрасте, особенно интенсивно сила увеличивается
с 10—12 до 16—17 лет. У девочек прирост силы происходит несколько
раньше, с 10—12 лет, а у мальчиков — с 13—14. Тем не менее мальчики
по этому показателю во всех возрастных группах превосходят девочек,
но особенно четкое различие проявляется с 13—14 лет.
Позже других физических качеств развивается выносливость,
характеризующаяся временем, в течение которого сохраняется доста­
точный уровень работоспособности организма без развития утомления.
Факторами развития выносливости является степень сформирован­
ности кислородтранспортных систем организма — дыхательной, сер­
дечно-сосудистой — и системы крови. Эти системы обеспечивают
снабжение организма кислородом и его транспорт к работающим мыш­
цам, благодаря чему включаются механизмы аэробного энергообеспе­
чения мышц. Существуют возрастные, половые и индивидуальные
отличия в выносливости. Выносливость (особенно к статической рабо­
те) детей дошкольного возраста находится на низком уровне. Интен­
сивный прирост выносливости к динамической работе наблюдается
с 11—12 лет. Так, если принять объем динамической работы школьни­
ков семи лет за 100%, то у десятилетних он будет составлять 150%,
а у 14—15-летних подростков — более 400%I. Так же интенсивно
с 11—12 лет нарастает у школьников выносливость к статическим на­
грузкам. В целом к 17—19 годам выносливость учащихся составляет
около 85% уровня взрослого. Сенситивным периодом развития вынос­
ливости является юношеский возраст, когда в достаточной мере созре­
вают функции кардиореспираторной системы. Своего максимального
уровня она достигает к 22—25 годам.
I
Антропова М.В. Работоспособность учащихся и ее динамика в процессе учебной и тру­
довой деятельности. М. : Просвещение, 1968.
59
При старении масса мышц снижается и к 70—90 годам составляет
примерно 50% уровня в зрелом возрасте. Это происходит за счет умень­
шения диаметра мышечных волокон и количества жидкости в ткани.
Параллельно также уменьшаются сила и быстрота сокращения мышц,
их возбудимость, эластичность, гибкость, точность, выносливость, что
выражается в уменьшении амплитуды и плавности движений, нарас­
тании ригидности, нарушении координации (неловкая походка), умень­
шении мышечного тонуса, замедлении движений. Это обусловлено
удлинением потенциала действия в миоцитах, увеличением рефрактер­
ности и замедлением скорости проведения возбуждения, а кроме того,
уменьшением силы нервных процессов и ухудшением энергетического
обмена в клетках.
2.2.4. Развитие двигательной активности и координации
движений
Двигательная активность и координация движений у новорожден­
ного далеко не совершенна. Набор его движений весьма ограничен и
имеет только безусловно-рефлекторную основу. Особый интерес вы­
зывает плавательный рефлекс, который также имеет безусловно-реф­
лекторную природу. Максимальное проявление рефлекса плавания
наблюдается к 40-му дню постнатального развития. В этом возрасте
ребенок способен совершать в воде плавательные движения и держать­
ся на ней до 15 мин. Естественно, что его голову следует поддерживать,
так как его собственные мышцы шеи еще очень слабы. В дальнейшем
рефлекс плавания и другие безусловные двигательные рефлексы уга­
сают, а им на смену формируются различные двигательные навыки.
Развитие движений ребенка обусловлено не только созреванием
опорно-двигательной и нервной систем, но зависит также и от условий
воспитания. Все основные естественные движения, свойственные че­
ловеку (ходьба, лазанье, бег, прыжки и т.д.) и их координация фор­
мируются у ребенка до трех-пяти лет. При этом большое значение
для нормального развития движений имеют первые недели жизни.
Естественно, что координационные механизмы в дошкольном возрасте
еще несовершенны. Известный советский физиолог Н.А. Бернштейн
охарактеризовал моторику дошкольного возраста как «грациозную
неук­люжесть»I. Несмотря на то что движения дошкольника плохо ко­
ординированы и неловки, дети способны овладевать относительно
сложными движениями. В частности, именно в этом возрасте они
I
Бернштейн Н.А. Физиология движений и активность. М. : Наука, 1990. С. 373—392.
60
учатся орудийным движениям, т.е. двигательным умениям и навыкам
пользоваться инструментом (молотком, ножницами, гаечным ключом
и т.д.). С шести-семи лет дети овладевают письмом и другими движе­
ниями, требующими тонкой координации. Формирование координа­
ционных механизмов движений заканчивается к подростковому воз­
расту, и все виды движений становятся доступными для мальчиков и
девочекI. Совершенствование движений и их координация при систе­
матических упражнениях могут продолжаться и в зрелом возрасте,
например у музыкантов, спортсменов, артистов цирка и др.
Таким образом, развитие движений и механизмов их координации
наиболее интенсивно происходит в первые годы жизни и продолжается
до подросткового возраста. Их совершенствование всегда тесно связано
с развитием нервной системы ребенка, поэтому всякая задержка в раз­
витии движений должна насторожить родителей и педагогов. В таких
случаях необходимо обратиться за помощью к врачам и проверить
функциональное состояние нервной системы детей. В подростковом
возрасте координация движений вследствие гормональных перестро­
ек в организме ребенка несколько нарушается, однако это временное
явление, которое обычно после 15 лет бесследно исчезает. Общее фор­
мирование всех координационных механизмов заканчивается в под­
ростковом возрасте, а к 18—25 годам они полностью соответствуют
уровню взрослого человека. Возраст 18—30 лет считают расцветом
двигательных способностей человека.
2.3. НАРУШЕНИЯ ОПОРНО-ДВИГАТЕЛЬНОГО АППАРАТА
2.3.1. Общие сведения
Развитие опорно-двигательного аппарата у детей нередко проис­
ходит с нарушениями, среди которых наиболее частые — нарушение
осанки и плоскостопие.
Осанка — это привычное положение тела при сидении, стоянии,
ходьбе и выполнении какой-либо работы, формируется с раннего дет­
ства. Нормальной, или правильной, считается осанка, которая наибо­
лее благоприятна для функционирования как двигательного аппара­
та, так и всего организма. Она характеризуется естественными
физиологическими изгибами позвоночника в сагиттальной плоскости,
I
Фарфель В.С. Развитие движений у детей школьного возраста. М. : Издательство Ака­
демии педагогических наук РСФСР, 1959.
61
симметрично расположенными (без выпячивания нижнего края) угла­
ми обеих лопаток, ягодичных складок, развернутыми плечами, прямы­
ми ногами. Дети с хорошей осанкой отличаются стройностью, голову
они держат прямо, их мышцы упруги, живот подтянут, движения со­
бранные, четкие.
Выделяют несколько видов неправильной осанки:
„„ сутулая — кифоз грудного отдела увеличен, грудная клетка
уплощена, плечевой пояс сдвинут кпереди;
„„ лордотическая — усилен лордоз поясничного отдела, таз на­
клонен кпереди, живот выпячен вперед, грудной кифоз сглажен;
„„ кифотическая — весь позвоночник кифозирован;
„„ выпрямленная — физиологические изгибы слабо выражены,
голова наклонена кпереди, спина плоская (рис. 2.3);
„„ сколиотическая — боковое искривление позвоночника или его
сегментов, отмечается различная длина конечностей, на разном
уровне располагаются надплечья, углы лопаток и ягодичные
складки (рис. 2.4).
Рис. 2.4. Виды сколиозов:
а — грудной; б — общий левосторонний; в — S-образный
Источник: Белоусов А.Е., 1974. Цит. по: Ермолаев Ю.А. Возрастная физи­
ология : учеб. пособие для педагогических вузов. М. : Высшая школа, 1985.
Сутулость возникает при слабом развитии мышечной системы,
в первую очередь мышц спины. При кифотической осанке кроме сла­
бого развития мышц наблюдаются изменения в связочном аппарате
позвоночника: связки растянуты, менее эластичны, отчего естественный
изгиб позвоночника в шейном и поясничном отделах слабо выражен.
Неправильная осанка неблагоприятно сказывается на функциях
внутренних органов: затрудняется работа сердца, легких, ЖКТ; умень­
шается жизненная емкость легких; ухудшается обмен веществ; появля­
ются головные боли, повышенная утомляемость; снижается аппетит,
ребенок становится вялым, апатичным, избегает подвижных игр.
2.3.2. Причины и профилактика нарушений осанки
Рис. 2.3. Типы осанки:
1 — нормальная; 2 — сутулая; 3 — лордическая; 4 — кифотическая;
5 — сколиотическая; 6 — выпрямленная
Источник: А.Н. Кабанов, А.П. Чабовская. Анатомия, физиология и гигие­
на детей дошкольного возраста М. : Просвещение, 1975.
62
Появившиеся в детском возрасте отклонения в осанке могут в даль­
нейшем привести к образованию стойких деформаций костной системы.
Причин нарушений осанки много: несоответствие мебели росту ребен­
ка, слабость мышц, низкая двигательная активность, неправильная
посадка за рабочим местом, ношение тяжести в одной руке, недостаточ­
ная освещенность рабочего места, плоскостопие или разная длина ко­
нечностей и т.д.
Для профилактики нарушений осанки следует регулярно прово­
дить с детьми физические упражнения, подвижные игры, прогулки
63
на свежем воздухе и пр. Нельзя допускать, чтобы дети лежали или
спали в очень мягкой кровати и притом всегда на одном и том же боку.
Нельзя до трех месяцев жизни держать ребенка в вертикальном поло­
жении, до шести месяцев — сажать, до девяти-десяти месяцев — надол­
го ставить на ножки. Не следует разрешать детям подолгу стоять с опо­
рой на одну ногу, например, при катании на самокатах. Нужно следить
за тем, чтобы маленькие дети не сидели на корточках продолжительное
время на одном месте, не ходили на большие расстояния, не переноси­
ли тяжестей.
Одним из условий сохранения нормальной осанки является со­
блюдение гигиенических требований к школьной мебели.
На формирование осанки сильно влияет форма стопы. При нор­
мальной форме стопы нога опирается на наружный продольный свод,
а внутренний свод служит рессорой, которая обеспечивает эластичность
походки. Если мышцы, поддерживающие свод стопы, ослабевают, вся
нагрузка ложится на связки, которые, растягиваясь, уплощают стопу
(рис. 2.5).
При плоскостопии нарушается опорная функция нижних конеч­
ностей, ухудшается их кровоснабжение, отчего появляются боли, отеч­
ность, а иногда и судороги в ногах. Стопа становится потливой, холод­
ной, синюшной. Уплощение стопы влияет на положение таза и
позвоночника, нарушается механика ходьбы. Дети, страдающие пло­
скостопием, при ходьбе широко размахивают руками, топают, подгиба­
ют ноги в коленях. Походка у них напряженная, неуклюжая. У таких
детей быстрее снашивается обувь, особенно внутренняя сторона подо­
швы и каблука. К концу дня дети могут жаловаться на тесную обувь,
поскольку под влиянием длительной дневной нагрузки стопа еще более
уплощается и, следовательно, удлиняется.
Условия, способствующие развитию плоскостопия, различны: за­
болевание рахитом; общая слабость и пониженное физическое развитие;
излишняя тучность, при которой на стопу постоянно действует чрез­
мерная весовая нагрузка; преждевременное (ранее 10—12-го месяца
жизни) длительное стояние и передвижение на ногах; перенос больших
тяжестей; длительное хождение по твердому грунту (асфальту) в мягкой
обуви без каблука и задников; ношение узкой, неудобной обуви.
Для предупреждения плоскостопия рекомендуются умеренные
упражнения для мышц ног и стоп, ежедневные ножные ванны, хождение
босиком летом по рыхлой, неровной поверхности, так как при этом
ребенок непроизвольно переносит тяжесть тела на наружный край
стопы и поджимает пальцы, что способствует укреплению свода стопы.
Следует внимательно относиться к подбору обуви для детей и при не­
обходимости использовать ортопедические стельки.
Для детей с нарушенной осанкой и плоскостопием в занятия по
физической культуре, включая утреннюю гимнастику, вводят специ­
альные корригирующие упражнения.
2.4. ШКОЛЬНАЯ МЕБЕЛЬ И ЕЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ
2.4.1. Общие сведения
Рис. 2.5. Отпечаток стопы:
а — нормальной; б — деформированной при плоскостопии
Источник: Ермолаев Ю.А. Возрастная физиология : учеб. пособие для
педагогических вузов. М. : Высшая школа, 1985.
64
С началом систематического обучения в деятельности детей пре­
обладающим становится статический компонент. Ежедневно учащиеся
проводят за партой (столом) от четырех до шести часов в младших
классах и от восьми до десяти в старших. Вместе с тем статическая вы­
носливость у детей и подростков невелика, утомление организма разви­
вается относительно быстро, что связано с возрастными особенностями
65
двигательного анализатора. Так, у первоклассников через пять-семь
минут, а у второклассников через девять-десять минут сокращенные
мышцы переходят из состояния напряжения в состояние расслабления.
Внешне это проявляется изменением позы, двигательным беспокой­
ством. Трудно для школьников и неподвижно стоять. Учащиеся млад­
ших классов не могут удержать стойку смирно более пяти-семи минут.
Для подростков тоже весьма утомительно стоять на различных линей­
ках в школе, лагере, а также на уроках труда при обработке древесины
и металла. Статическая нагрузка еще более возрастает, если ученик
сидит за партой (столом), имеющей неправильную конструкцию или
не соответствующей длине и пропорциям тела. В этих случаях учащий­
ся также не может сохранять правильную рабочую позу, в результате
чего нарушается и осанка. Специальными исследованиями было вы­
явлено, что средние параметры тела, которые используются для уста­
новления размеров мебели, существенно не отличаются при колебани­
ях длины тела детей и подростков в пределах 10—15 см.
Основным видом ученической мебели для обучающихся I ступени
обучения должна быть школьная парта с наклонной поверхностью
рабочей плоскости 7—15°. Передний край поверхности сиденья должен
заходить за передний край рабочей плоскости парты на 4 см у парт 1-го
номера, на 5—6 см — 2-го и 3-го номеров и на 7—8 см у парт 4-го номера.
Размеры учебной мебели должны соответствовать значениям, приве­
денным в табл. 2.2.
Таблица 2.2
Размеры мебели и ее маркировка
Номера
мебели
по ГОСТам
11015—93,
11016—93
66
Группа роста,
мм
Высота
над полом
крышки края
стола,
обращенного
к ученику,
по ГОСТу
11015—93,
мм
Цвет маркировки
Высота
над полом
переднего
края сиденья
по ГОСТу
11016—93,
мм
1
1 000—1 150
460
Оранжевый
260
2
1 150—1 300
520
Фиолетовый
300
3
1 300—1 450
580
Желтый
340
4
1 450—1 600
640
Красный
380
5
1 600—1 750
700
Зеленый
420
6
Свыше 1 750
760
Голубой
460
Допускается совмещенный вариант использования разных видов
ученической мебели (парты, конторки). В зависимости от ростовой
группы высота над полом переднего края столешницы конторки, об­ра­
щенной к ученику, должна иметь следующие значения: при длине тела
1150—1300 мм — 750 мм, 1300—1450 мм — 850 мм и 1450—1600 мм —
950 мм. Угол наклона столешницы составляет — 15—17°. Продолжитель­
ность непрерывной работы за конторкой для обучающихся первой
ступени обучения не должна превышать 7—10 мин, а для обучающихся
второй — третьей ступени — 15 мин.
2.4.2. Подбор мебели
Для подбора учебной мебели соответственно росту обучающихся
производится ее цветовая маркировка, которую наносят на видимую
боковую наружную поверхность стола и стула в виде круга диаметром
не менее 10 мм или полос.
Учащиеся каждого класса относятся не менее чем к трем-четырем
ростовым группам, поэтому в каждом классе необходимо иметь мебель
по крайней мере трех различных групп. Только в этом случае каждому
ученику можно обеспечить рабочее место, соответствующее его росту.
Если школьники сидят за более высокими столами, чем им требуется
по росту, то неправильное положение тела и асимметрия плеч имеют
место в 44% случаев. При рассаживании за столы более низкие, чем
требуется, асимметрия плеч регистрируется у 70% учащихся. Кроме
того, отмечается большое напряжение мышц спины и шеи. Наибольшие
функциональные сдвиги, частые нарушения позы и жалобы на неудоб­
ства мебели наблюдаются у школьников, если мебель имеет меньшие,
чем требуется, размеры. Поэтому при возникновении затруднений
с подбором мебели лучше посадить школьника за стол (парту) больше­
го размера.
Запрещается использовать в классах и кабинетах табуреты, ска­
мейки или другую мебель без спинок (разрешается только в мастерских).
Учебные кабинеты для школьников пятых — одиннадцатых клас­
сов оборудуются двухместными ученическими столами, при этом ко­
личество столов каждой группы определяется количеством кабинетов.
Для определения подходящего размера мебели требуется измерить
длину тела учащихся с помощью обычного ростомера или подручными
средствами. Для определения требуемого размера парты могут служить
и данные учащихся, имеющиеся у школьного врача. В любом случае
к росту необходимо прибавить 1—2 см на обувь.
67
При использовании стола и стула с меняющимися параметрами
их следует подбирать индивидуально с учетом антропометрических
параметров обучающихся.
Наилучшие физиологические и гигиенические условия для рабо­
ты учащегося за партой — нормальное зрительное восприятие, свобод­
ное дыхание, нормальное кровообращение — создаются при правильной
посадке. Ученик должен глубоко сидеть на скамье, опираясь поясничнокрестцовой частью о спинку стула (скамьи), ровно держать корпус и
голову, лишь немного наклонив ее вперед. Между туловищем и краем
парты должно оставаться свободное пространство в 3—4 см (грудь и
живот не сдавлены). Ноги согнуты в тазобедренном и коленном суста­
вах под прямым углом, ступни опираются на пол или подножку, пред­
плечья свободно лежат на столе. Несколько наклонное положение ту­
ловища, возможность свободно изменять угол наклона и положение
конечностей облегчают нагрузку на связочно-мышечный аппарат и
ЦНС школьников. Правильная поза учащихся во время занятий долж­
на вырабатываться с первых дней обучения в школе. О правильной позе
следует постоянно напоминать учащимся в школе и дома, и не только
в первом — четвертом, но и в пятом — девятом классах.
2.4.3. Расстановка мебели
Расстановка столов (парт), как правило, трехрядная, но возможны
варианты с двухрядной или однорядной (сблокированной) расстанов­
кой. Парты (столы) расставляют в учебных помещениях по номерам:
меньшие — ближе к доске, большие — дальше. В тех случаях, когда
возникает необходимость ближе к классной доске поставить мебель
больших групп, ее следует помещать только первой в первом или тре­
тьем ряду. Школьникам с ревматическими заболеваниями, склонным
к частым ангинам и острым воспалениям верхних дыхательных путей,
рабочие места лучше отводить дальше от окон. Не менее двух раз за учеб­
ный год учащихся, сидящих в первом и третьем рядах, меняют местами,
не нарушая соответствия размера парт росту детей. Это мероприятие
исключает появление у детей привычки к постоянному наклону туло­
вища и головы вправо или влево, в сторону классной доски или нагляд­
ных пособий, размещенных над доской.
При оборудовании учебных помещений соблюдают следующие
размеры проходов и расстояния между предметами оборудования, см:
„„ между рядами двухместных столов — не менее 60;
„„ между рядом столов и наружной продольной стеной — не ме­
нее 50;
68
„„ между рядом столов и внутренней продольной стеной (пере­
городкой) или шкафами, стоящими вдоль этой стены — не ме­
нее 50;
„„ от последних столов до стены (перегородки), противоположной
классной доске, — не менее 70, от задней стены, являющейся
наружной, не менее 100; а при наличии оборотных классов — 120;
„„ от демонстрационного стола до учебной доски — не менее 100;
„„ от первой парты до учебной доски — не менее 240;
„„ наибольшая удаленность последнего места обучающегося
от учебной доски — 860;
„„ высота нижнего края учебной доски над полом — 80—90.
Угол видимости учебной доски (от края доски длиной 3 м до се­
редины крайнего места обучающегося за передним столом) должен
составлять не менее 35° для обучающихся вторых — одиннадцатых
классов и не менее 45° для обучающихся первых классов.
В кабинетах квадратной или поперечной конфигурации учебные
столы размещают в три-четыре ряда, при этом расстояние от первых
столов до классной доски составляет не менее 3 м. При продольной
конфигурации учебного помещения учебные столы расставляют в дватри ряда перпендикулярно стене с оконными проемами.
При установке парт-конторок дополнительно к основной учени­
ческой мебели их располагают позади последнего ряда столов или
первым рядом от стены, противоположной светонесущей, с соблюдени­
ем требований по размерам проходов и расстояний между оборудова­
нием (мебелью).
В первом климатическом районе, включающем обширные терри­
тории Крайнего Севера, Восточной Сибири и Забайкалья, с суровым и
холодным климатом, расстояние от стены до первого ряда столов со­
ставляет не мене 1 м.
2.4.4. Гигиенические требования к организации
рабочего места
В семье для школьника рекомендуется оборудовать отдельный
уголок, поставить там стол и стул, кровать, полку или шкаф для книг.
Чтобы мебель, которой пользуется школьник при выполнении уроков,
соответствовала размерам его тела, лучше всего приобрести стол с на­
клонной и изменяющейся по высоте крышкой. Если такого стола нет,
все же следует стараться правильно оборудовать рабочее место. Для это­
го до 14-летнего возраста нужно как минимум дважды изменять высо­
ту стола и стула. В первые годы обучения высота стола должна быть
69
60—62 см, а затем 68 см. Высота стула от пола в первом случае — 38 см,
во втором — 41 см. Если ребенок делает уроки за большим столом, не­
обходимо, чтобы разница между высотой стола и стула составляла
максимум 27 см и минимум 21 см. Для создания упора для ног исполь­
зуют маленькую скамеечку. Глубина обычного бытового стула для ре­
бенка слишком велика, поэтому целесообразно на определенной вы­соте
от поверхности сиденья закрепить на спинке стула валик — своеобраз­
ную спинку. Для групп роста 110—119 см, 120—139 см и 140—145 см эта
высота должна составлять соответственно 11, 13 и 15 см. Уголок школь­
ника лучше всего располагать ближе к окну. Стол для занятий следует
ставить таким образом, чтобы естественный свет падал слева от ребен­
ка (если он не левша).
2.5. ГИГИЕНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ШКОЛЬНЫМ
ПРИНАДЛЕЖНОСТЯМ
2.5.1. Ранцы и сумки
Ранцы являются более гигиеничными, поскольку обеспечивают
равномерную нагрузку на плечевой пояс, а это сохраняет симметричное
положение тела. Масса ранца для учащихся первых — четвертых клас­
сов не должна превышать 700 г, размеры должны быть следующими:
„„ длина 300—600 мм;
„„ высота передней стенки 220—260 мм;
„„ ширина 60—100 мм, длина плечевого ремня 600—700 мм, ши­
рина плечевого ремня в верхнем отрезке 35—40 мм.
Для изготовления ранцев используют легкий, прочный, с водоот­
талкивающей пропиткой материал, яркий по цвету, хорошо поддаю­
щийся очистке, морозоустойчивый. При переноске книг в портфелях и
сумках нагрузка падает преимущественно на одну сторону туловища,
что способствует нарушению осанки.
2.5.2. Письменные принадлежности
Ручки и карандаши должны иметь определенную длину и диаметр,
чтобы учащемуся было удобно писать и не наступало быстро утомление.
Ручки диаметром более 10 мм вынуждают делать сильный нажим, а
диаметром менее 7 мм — выскальзывают из рук. Школьные ручки с ав­
томатической подачей чернил изготавливают из пластмассы. Длина их
70
142—150 мм, диаметр не более 10 мм, масса не более 10 г. Из карандашей
более всего отвечают гигиеническим требованиям круглые средней
твердости (HB), оставляющие на бумаге четкую, неразмазывающуюся
линию. Длина ученического карандаша около 180 мм, диаметр 7—8 мм.
2.6. ОЦЕНКА ФИЗИЧЕСКОГО РАЗВИТИЯ
ДЕТЕЙ И ПОДРОСТКОВ
Физическое развитие ребенка представляет собой процесс био­
логического созревания клеток, тканей, органов и всего организма
в целом. Внешне оно характеризуется увеличением размеров частей
тела ребенка и изменением функциональной деятельности различных
его органов и систем. Основными показателями физического развития
являются длина, масса тела и окружность грудной клетки. Однако
оценивая физическое развитие ребенка, руководствуются не только
этими соматическими величинами (греч. soma — тело), но также ис­
пользуют результаты физиометрических измерений (жизненная ем­
кость легких, сила сжатия кисти рук, становая сила, кровяное давление
и т.д.) и соматоскопические данные (развитие костно-мышечной систе­
мы, жироотложение, половое развитие, различные отклонения в телос­
ложении). Только по совокупности этих показателей можно установить
уровень физического развития. Именно поэтому под физическим раз­
витием понимают комплекс морфофункциональных показателей ин­
дивидуума в данное время.
Физическое развитие человека обусловлено генетическими и со­
циальными факторами. В настоящее время на основании обследования
большого числа детей и подростков разработаны оценочные таблицы,
содержащие антропометрические показатели физического развития
здоровых детей и подростков (стандарты, нормативы). Стандарты фи­
зического развития имеют региональные и этнические особенности, а
потому требуют постоянного обновления. Всякое существенное откло­
нение от средних данных свидетельствует о нарушении физического
развития ребенка. Часто в основе этих нарушений лежат различные
заболевания.
Выделяют несколько групп физического развития по соотноше­
нию основных трех показателей (длины, массы тела и окружности
грудной клетки), где основополагающим является длина тела:
„„ пропорциональное развитие — масса тела и окружность грудной
клетки соответствуют длине тела: от М – 1ơ до М + 2ơ, где М —
среднее значение показателя физического развития по каждой
71
возрастно-половой группе; ơ — индивидуальные отклонения
по каждому показателю, рассчитанные как среднеквадратичные
отклонения;
„„ хорошее развитие — масса тела и окружность грудной клетки
могут превышать должные показатели за счет мускулатуры,
но не более чем на 2ơ;
„„ ухудшенное развитие — масса тела и окружность грудной клет­
ки отстают от должных показателей больше чем на 2ơ;
„„ дети с избыточной массой тела — масса тела и окружность
грудной клетки больше чем на 2ơ превышают должные показа­
тели за счет жироотложения.
Отклонения антропометрических признаков от среднеарифмети­
ческого значения (М) в пределах lơ рассматриваются как варианты
нормы для данного признака. Дети последних двух групп физического
развития нуждаются в соответствующем наблюдении и обследовании,
а также в тщательном изучении сведений об их предыдущей жизни.
С самого раннего возраста необходим контроль количества жировой
ткани в организме. Нерациональное, несбалансированное питание и
другие причины могут привести к ожирению, а чрезмерное снижение
количества жира в организме — к нарушениям в эндокринной системе.
Так, недостаток жира у девочек-подростков и у взрослых женщин при­
водит к дисфункции половых желез, расстройству менструального
цикла, а у мужчин — к импотенции.
Если масса тела и окружность грудной клетки соответствует росту
(т.е. колебания этих признаков не выходят за пределы 1ơ), то физи­
ческое развитие надо считать гармоничным, если нет — дисгармоничным. Дисгармоничность иногда возникает при ранней спортивной
специализации, в результате некоторых видов спортивных тренировок.
Такие формы дисгармоничности могут оказать отрицательное влияние
на динамику роста и развития в дальнейшем.
Выделяют также несколько групп физического развития по росту:
„„ низкий — от М – 2ơ и ниже;
„„ ниже среднего — от М – 1ơ до М – 2ơ;
„„ средний — от М – 1ơ до М + lơ;
„„ выше среднего — от М + 1ơ до М + 2ơ;
„„ высокий — от М + 2ơ и выше.
Уровень физического развития является одним из ведущих при­
знаков здоровья детей и подростков, основным показателем, отобра­
жающим совокупность морфологических и физиологических призна­
ков, с которыми связаны показатели физической и половой зрелости,
физической силы и гармоничность развития. Необходимо помнить,
72
что физическое развитие примерно на 70% определяется наследствен­
ностью и на 30% факторами внешней среды.
Каждый учитель и воспитатель несет особую ответственность
за нормальное развитие своих питомцев, поэтому для педагога обяза­
тельным является умение оценить степень физического развития ре­
бенка. Это важно не только с гигиенических позиций, но и для правиль­
ной организации индивидуальной учебно-воспитательной работы, так
как дети с худшими показателями развития требуют к себе больше
внимания.
На каждом этапе онтогенеза детский организм готов к восприятию
определенного объема требований, предъявляемых жизнью. В силу
этого большое значение приобретает изучение не средних параме­
тров, а индивидуально-типологических особенностей физического
развития детей и подростков (конституциональных типов). В настоя­
щее время преобладает понятие о конституции как о совокупности
функциональных и морфологических особенностей организма, сложив­
шихся на основе наследственных и приобретенных свойств, определя­
ющих его дееспособность и характер реагирования на различные воз­
действия.
2.7. МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ КОНСТИТУЦИОНАЛЬНЫЕ
ОСОБЕННОСТИ
При дифференцированном подходе в обучении и воспитании
изуче­ние конституциональных особенностей их организма имеет боль­
шое практическое значение.
При выделении типов конституции традиционно за основу берет­
ся морфологический критерий (соматотип), который включает в себя
многие проявления, начиная от своеобразия гормонального фона и
заканчивая особенностями темперамента человека.
При определении конституционального типа обращают внимание
на развитие и соотношение таких признаков, как форма спины, грудной
клетки, живота, ног, а кроме того, степень развития костной, мышечной
и жировой ткани.
Форма грудной клетки — один из самых постоянных признаков,
который мало изменяется с возрастом и считается основополагающим
при оценке конституционального типа. Выделяют три основные формы
грудной клетки:
„„ уплощенную;
„„ цилиндрическую;
„„ коническую (рис. 2.6).
73
а
б
в
Рис. 2.6. Форма грудной клетки:
а — уплощенная; б — цилиндрическая; в — коническая
Форма грудной клетки связана с эпигастральным углом (угол,
образованный реберными дугами), величина которого варьирует
от острого (меньше 30°) до тупого (больше 90°). Грудная клетка может
быть более или менее вытянута в длину, иметь одинаковую форму
по всей длине или изменяться — сужаться или расширяться книзу.
Уплощенная форма характеризуется острым эпигастральным
углом. В профиль грудная клетка выглядит как сильно уплощенный
спереди назад вытянутый цилиндр, обычно суженный книзу.
Цилиндрическая форма — эпигастральный угол прямой, в про­
филь грудная клетка похожа на округлый цилиндр умеренной длины.
Коническая форма — характеризуется тупым эпигастральным
углом. В профиль грудная клетка имеет форму округлого цилиндра,
заметно расширяющегося книзу подобно конусу.
Спина может быть прямой, сутулой, уплощенной формы (рис. 2.7).
а
б
Рис. 2.7. Форма спины:
а — прямая; б — сутулая; в — уплощенная
74
в
Прямая (нормальная) форма спины наблюдается при нормальном
позвоночном столбе, без гипертрофических изгибов какого-либо из его
участков.
Сутулая форма характеризуется выраженным позвоночным из­
гибом в грудной части. В связи с этим почти всегда наблюдаются кры­
ловидные расходящиеся лопатки.
Уплощенная форма характеризуется сглаженностью грудного и
поясничного изгибов, особенной уплощенностью в области лопаток.
Форма живота — этот признак, во многом связанный с формой
грудной клетки (рис. 2.8).
а
б
в
Рис. 2.8. Форма живота:
а — впалый; б — прямой; в — выпуклый
Впалый живот характеризуется полным отсутствием подкожножировой ткани, слабым мышечным тонусом брюшной стенки. Харак­
терны выступающие кости таза.
Для прямого живота характерно значительное развитие брюшной
мускулатуры и ее хороший тонус. Жироотложение слабое или умерен­
ное, костный рельеф почти сглажен.
Выпуклый живот характеризуется обильным подкожно-жировым
слоем. Развитие мышц может быть слабым или умеренным. При этой
форме живота обязательно появляется складка, расположенная над
лобком. Костный рельеф тазовых костей полностью сглажен и зачастую
трудно прощупывается.
Форма ног учитывается при оценке конституциональной принад­
лежности, но не имеет первостепенной важности. Она может быть
Х-образная, О-образная и нормальная — прямые ноги. При Х-образной
форме ноги соприкасаются в коленном суставе, а между бедрами и
75
икрами есть просвет. В зависимости от величины этого просвета степень
Х-образности может быть оценена как 1, 2 и 3 балла (рис. 2.9а).
О-образная форма констатируется, когда ноги не смыкаются на всем
протяжении от паха до щиколоток. Степень их расхождения оценива­
ется в 1, 2 и 3 балла (рис. 2.9б).
Развитие костного, мышечного и жирового компонентов оценива­
ется по трехбалльной системе.
а
б
Рис. 2.9. Форма ног
Костный компонент. Учитывается массивность костяка по степе­
ни развития эпифизов, костей, массивности суставов. Ширина эпифи­
зов измеряется на плече, предплечье, голени и бедре. Их средняя ариф­
метическая величина может считаться косвенной характеристикой
массивности скелета и оценивается в баллах:
„„ 1 балл — тонкий костяк с тонкими эпифизами;
„„ 2 балла — средний по массивности костяк со средними или
крупными эпифизами;
„„ 3 балла — крепкий, массивный с очень широкими костями и
мощными эпифизами.
Выделяют также промежуточные баллы — 1,5 и 2,5.
76
Мышечный компонент оценивается по величине и тургору (сте­
пень напряжения, плотности) мышечной ткани на конечностях (плече
и бедре) как в спокойном, так и в напряженном состояниях. Этот ком­
понент также оценивается в баллах:
„„ 1 балл — слабое развитие мышечной ткани, ее дряблость, слабый
тонус;
„„ 2 балла — умеренное развитие, виден рельеф основных групп
мышц под кожей, хороший мышечный тонус;
„„ 3 балла — ярко выраженное развитие мускулатуры, четкий ее
рельеф, сильный мышечный тонус.
Развитие жирового компонента определяется по сглаженности
костного рельефа скелета и величине жировых складок, которые изме­
ряются при помощи калипера на животе (в точке пересечения линий,
проведенных горизонтально на уровне пупка и вертикально через со­
сок), на спине (под лопаткой) и на задней стороне плеча (над трицеп­
сом). Затем вычисляется их средняя арифметическая величина, которая
служит числовой характеристикой жироотложения. Балльная оценка
степени выраженности жирового компонента:
„„ 1 балл — четко виден костный рельеф плечевого пояса, особен­
но ключицы и лопатки, видны ребра у места их прикрепления
к грудине; практически отсутствует подкожно-жировой слой,
средняя величина жировой складки колеблется от 3 до 6 мм;
„„ 2 балла — костный рельеф виден только в области ключиц,
весь остальной рельеф сглажен; умеренное развитие подкожножирового слоя на животе и спине, средняя величина жировой
складки от 7 до 19 мм;
„„ 3 балла — обильное жироотложение на всех участках тела;
костный рельеф полностью сглажен; сильное жироотложение
в области живота, спины, конечностей; толщина жировых скла­
док от 20 мм и выше.
На основе морфологических особенностей выделяют четыре ос­
новных типа конституции:
1) астеноидный;
2) торакальный;
3) мышечный;
4) дигестивный (по классификации В.Г. Штефко и А.Д. Остров­
ского) (рис. 2.10).
Астеноидный тип характеризуется удлиненными конечностями
и тонким костяком. Грудная клетка уплощена, вытянута, часто суже­
на книзу, эпигастральный угол острый. Спина, как правило, сутулая,
с резко выступающими лопатками. Живот — впалый или прямой.
77
а
б
в
г
Рис. 2.10. Схематическое изображение конституционных типов:
а — астеноидный; б — торакальный; в — мышечный; г — дигестивный
Мускулатура развита слабо, тонус ее вялый. Подкожно-жировой слой
крайне незначителен, хорошо видны кости плечевого пояса и ребра.
Форма ног чаще О-образная. Могут быть и прямые ноги, но с несмыка­
нием в области бедер.
Торакальный тип — относительно узко сложенный. Грудная клет­
ка цилиндрическая, реже — слегка уплощенная. Эпигастральный угол
близок к прямому или прямой. Спина прямая, иногда с выступающими
лопатками; живот прямой. Мышечный и жировой компоненты развиты
умеренно, причем последний может быть и мал. Тонус мышц доста­
точно высок, хотя масса их может быть и невелика. Ноги чаще прямые,
но встречаются также О- и Х-образной формы.
Мышечный тип характеризуется массивным скелетом с четко вы­
раженными эпифизами, особенно в предплечье и коленном суставе.
Грудная клетка цилиндрическая, округлая, одинакового диаметра
по всей длине. Эпигастральный угол прямой. Спина прямая. Живот
прямой, с хорошо развитой мускулатурой. Мышцы у детей с данным
типом конституции развиты особенно сильно. Значителен как объем
мышц, так и их тонус. Жироотложение умеренное, костный рельеф
сглажен. Форма ног прямая, но возможна О- или Х-образная.
Дигестивный тип отличается обильным жироотложением. Форма
грудной клетки коническая, короткая и расширенная книзу, эпига­
стральный угол тупой. Живот выпуклый, округлый, обычно с жировы­
ми складками, особенно над лобком. Спина прямая или уплощенная.
78
Костный компонент развит хорошо, скелет крупный, массивный. Мы­
шечная масса развита и имеет хороший тонус. Подкожно-жировой слой
образует складки на животе, спине, боках. Костный рельеф не просма­
тривается совершенно. Ноги Х-образные или нормальные.
Кроме вышеперечисленных типов существуют и переходные,
когда конституция детей характеризуется чертами двух смежных типов.
Например, торакально-мышечный и мышечно-торакальный типы.
На первое место ставится название того типа конституции, чьи черты
преобладают у данного индивида. Такие переходные группы могут быть
только между двумя смежными типами. Если же ребенок обладает
чертами двух или нескольких не смежных между собой типов, то его
конституция считается неопределенной.
Одни исследователи детской конституциологии считают, что кон­
ституциональные различия проявляются очень рано в онтогенезе и
указывают на возможность установления типов телосложения даже
у детей грудного возраста. Другие полагают, что эти особенности могут
сильно меняться в процессе роста организма, модифицироваться под
влиянием различных факторов, изменяющих взаимоотношение орга­
низма со средой. С началом полового созревания у подростков проис­
ходит изменение внутригруппового распределения конституциональ­
ных типов — от 8 к 15 годам увеличивается численность детей
мышечного типа. В большинстве случаев конституциональный тип
с возрастом не изменяется. В пубертатный период онтогенеза возможен
временный переход из одного типа конституции в другой. Смещаются,
как правило, типы, располагающиеся в так называемой переходной зоне,
переход из одного крайнего варианта в другой невозможен. В последние
годы изменилось распределение конституциональных типов: резко
снизилось число мальчиков с мышечным типом конституции и увели­
чилось с дигестивным. Окончательное формирование мышечного типа
конституции происходит с периода половой зрелости, торакального —
с 10—13 лет, астеноидного — с 10 лет.
Развитие скелета, мышечного компонента и подкожного жира —
основной показатель, который определяет морфологическую консти­
туцию. На мышечный и жировой компоненты влияют факторы внешней
среды, при этом наиболее существенное значение имеют занятия фи­
зической культурой и спортом.
Для каждого конституционального типа характерны свои средние
статистические значения, т.е. норма является индивидуальной (инди­
видуально-типологической).
В качестве одного из значимых признаков при определении кон­
ституционального типа В.Г. Штефко и А.Д. Островский использовали
79
также соотношение трех отделов лицаI. Все конституциональные типы
существенно отличаются друг от друга по скуловому диаметру. У детей
различных конституциональных типов независимо от пола наибольший
скуловой диаметр имеет дигестивный тип, а наименьший — астеноид­
ный. Аналогичные конституциональные особенности отмечены и в по­
казателях нижнечелюстного диаметра. Следовательно, при определении
типа конституции могут быть использованы скуловой и нижнечелюст­
ной диаметры (рис. 2.11).
каждого соответствующий подход к режиму, питанию, поведению и
образу жизни, профессиональной и спортивной ориентации, образова­
тельной программе, профилактике и лечению заболеваний.
Подход к изучению типов конституции не должен быть оценоч­
ным. Каждый тип оправдан и биологически, и социально. В обществе
имеют право быть представители различных конституциональных
типов, что является гарантией устойчивого развития социума.
ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ
а
б
в
г
Рис. 2.11. Формы черепа:
а — астеноидный; б — торакальный; в — мышечный; д — дигестивный
Конституциональный соматотип человека отражает его индиви­
дуальность. Каждому типу конституции присущи характерные особен­
ности не только в антропологических показателях, но и в деятельности
нервной и эндокринной систем, метаболизме, структуре и функциях
внутренних органов. Конституциональная принадлежность детей опре­
деляет скорость ростовых и дифференцировочных процессов на раз­
ных этапах онтогенеза. Так, раньше входят в период полового созрева­
ния и достигают половой зрелости девочки дигестивного и мальчики
мышечного соматотипов. У представителей астеноидного и торакаль­
ного соматотипов достижение половой зрелости, а также ростовые
процессы заканчиваются обычно позже.
Конкретные типы конституции характеризуются различными
особенностями иммунитета, предрасположенностью к инфекционным
и неинфекционным заболеваниям. Так, наиболее вероятные заболева­
ния для астеноидного соматотипа — сколиоз; торакального — болезни
легких; мышечного — инфаркт миокарда; дигестивного — диабет, ожи­
рение, инсульт.
Конституциональный тип свидетельствует об образе жизни, кото­
рый предусмотрела природа для конкретного человека. Понимание
сильных и слабых сторон разных типов дает возможность выбрать для
I
Штефко В.Г., Островский А.Д. Схема клинической диагностики конституциональных
типов. М. : Госмедиздат, 1929.
80
1. Какое значение имеет опорно-двигательный аппарат?
2. Какие функции выполняет скелет? Дайте им характеристику.
3. Перечислите основные способы соединения костей в скелете человека.
4. Каковы особенности химического состава костей детей? Какова роль
питания в формировании костной ткани?
5. Заполните таблицу:
Отдел скелета
Кости, входящие в состав
отдела
Основные возрастные преобразования отдела скелета
6. Каким образом осуществляется рост костей в длину и толщину в про­
цессе онтогенеза?
7. Расскажите о строении и свойствах скелетных мышц, дайте их классифи­
кацию.
8. Каковы особенности формирования скелетных мышц в онтогенезе?
9. Какова роль движений в физическом и психическом развитии детей и
подростков.
10. Расскажите о влиянии мышечной работы на функциональное состояние
организма. Что такое физическое утомление?
11. Выделите основные этапы и особенности в развитии двигательной актив­
ности и координации движений человека.
12. Заполните таблицу:
Виды осанки
Характеристика вида осанки
Причины формирования
13. Перечислите мероприятия по профилактике нарушений осанки.
14. Что такое плоскостопие, каковы причины его формирования? Что вы
можете сказать о его профилактике?
15. Расскажите о гигиенических требованиях к школьной мебели и ее ис­
пользованию.
16. Какие гигиенические требования к письменным принадлежностям не­
обходимо учитывать?
81
17. Что понимают под физическим развитием? Дайте определения гармонич­
ного и дисгармоничного физического развития.
18. Перечислите основные критерии оценки физического развития детей и
выделяемые группы физического развития.
19. Какие факторы оказывают влияние на физическое развитие детей и под­
ростков? Приведите примеры.
20. Используя материал учебника, заполните таблицу:
Сравниваемый
признак
ВОЗРАСТНЫЕ АНАТОМНОФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ
НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ
Конституциональные соматотипы
астеноидный
торакальный
мышечный
дигестивный
Форма:
ƒƒспины;
ƒƒгрудной клетки;
ƒƒэпигастрального угла;
ƒƒживота;
ƒƒног
Степень развития:
ƒƒскелета;
ƒƒмышц;
ƒƒжироотложений
21. Дети каких из четырех конституциональных соматотипов более и менее
выносливы к физическим нагрузкам?
22. Какое значение, по вашему мнению, имеет определение конституциональ­
ных соматотипов детей (обсудите в группе)?
82
ГЛАВА 3
3.1. СТРОЕНИЕ, ФУНКЦИИ И РАЗВИТИЕ
НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ
Нервная система состоит из нервной ткани, структурно-функци­
ональной единицей которой является нервная клетка, или нейрон, ко­
торая воспринимает раздражения, перерабатывает их и передает к раз­
личным органам тела. Нервная клетка имеет сложное строение, высоко
специализирована, содержит ядро, тело клетки и отростки (дендриты
и аксон). Дендриты — отростки, воспринимающие сигналы от других
нейронов, рецепторных клеток или непосредственно от внешних раз­
дражителей; аксоны — отростки, передающие нервные сигналы от тела
клетки к иннервируемым органам и другим нервным клеткам. Дендри­
тов у нейрона, как правило, много, аксон только один, он может быть
покрыт только плазматической мембраной (безмякотные) или мемб­
раной с миелином (мякотные нейроны). Нервные клетки до полового
созревания продолжают формировать отростки, которые покрывают­
ся миелином, и увеличивается количество синаптических контактов.
Синапс — зона функционального контакта двух нейронов. Количество
и размеры синапсов в процессе постнатального развития человека
значитель­но увеличиваются. У взрослого человека на одном нейроне
может быть 10 тыс. синапсов. Число межнейронных связей зависит
от процессов обучения: чем интенсивнее идет обучение, тем больше
синапсов образуется (рис. 3.1).
Кроме того, в состав нервной ткани входит нейроглия — комплекс
вспомогательных клеток, выполняющих опорную, разграничительную,
трофическую и секреторную функции. Максимального развития нерв­
ная ткань достигает к 25—30 годам.
В функциональном и структурном отношении нервная система
делится на центральную и периферическую (рис. 3.2).
Центральная нервная система — совокупность нервных образова­
ний спинного и головного мозга, которая обеспечивает восприятие,
обработку, передачу, хранение и воспроизведение информации с целью
83
Рис. 3.1. Строение нейронов (безмякотного и мякотного)
Головной мозг
Спинной мозг
Пер
Рис. 3.2. Нервная система человека
(Пер — Периферическая нервная система.)
84
адекватной реакции организма на изменения окружающей среды, ор­
ганизации оптимального функционирования органов, их систем и ор­
ганизма в целом.
Центральная нервная система человека представлена спинным
и головным мозгом, которые имеют морфологическую и функциональ­
ную специфику. Однако у всех структур нервной системы есть ряд
общих свойств и функций:
„„ нейронное строение, электрическая или химическая синапти­
ческая связь между нейронами;
„„ образование локальных сетей из нейронов, которые реализуют
специфическую функцию;
„„ множественность прямых и обратных связей между структурами;
„„ способность нейронов к восприятию, обработке, передаче, хра­
нению информации;
„„ способность нейронов функционировать в трех режимах: фи­
зиологическом покое, возбуждении и торможении;
„„ функционирование на основе рефлекторного принципа.
Периферическая часть нервной системы состоит из нервов — пуч­
ков нервных волокон, выходящих за пределы головного и спинного
мозга и направляющихся к различным органам тела, а также нервных
узлов (ганглий) — скоплений нервных клеток вне спинного и головно­
го мозга.
В зависимости от строения и иннервации периферических струк­
тур различают соматический и вегетативный отделы нервной системы.
Первый иннервирует сокращения поперечнополосатой мускулатуры
и некоторых органов (языка, глотки, гортани и др.), обеспечивая чувст­
вительность тела. Второй регулирует деятельность внутренних органов
и обмена веществ в соответствии с текущими потребностями организма.
Вегетативная нервная система в свою очередь подразделяется на два
отдела:
1) симпатический;
2) парасимпатический (рис. 3.3).
Все эти отделы подчинены высшим вегетативным центрам, рас­
положенным в промежуточном мозге. С деятельностью вегетативной
нервной системы связаны рефлекторные реакции поддержания кровя­
ного давления на относительно постоянном уровне, теплорегуляция,
изменение частоты и силы сердечных сокращений при мышечной ра­
боте и другие процессы.
Симпатический отдел способствует интенсивной деятельности
организма, особенно в экстремальных условиях. Парасимпатический
отдел — система «отбоя», которая помогает организму восстановить
85
истраченные ресурсы. Например, симпатический нерв ускоряет и уси­
ливает работу сердца, а парасимпатический (блуждающий) тормозит;
парасимпатический нерв вызывает сокращение кольцевой мускулатуры
радужной оболочки глаза (сужение зрачка), а симпатический нерв —
расширение зрачка. Следовательно, симпатическая нервная система
выполняет адаптационно-трофическую функцию.
Рис. 3.3. Схема вегетативной нервной системы:
1 — глаз; 2 — слезная железа; 3 — дыхательные пути; 4 —
подчелюстная железа; 5 — подъязычная железа; 6 — околоушная
железа; 7 — сердце; 8 — трахея; 9 — пищевод, желудок; 10 — печень;
11 — поджелудочная железа; 12 — тонкая кишка; 13 — толстая кишка;
14 — почка; 15 — мочевой пузырь; 16 — матка
86
Все функции нервной системы обеспечиваются тремя процессами:
1) физиологическим покоем;
2) возбуждением;
3) торможением.
Физиологический покой — состояние нервных клеток, в котором
происходят все обменные процессы на относительно постоянном уров­
не, но в данный момент нервная ткань не выполняет своей специфиче­
ской функции.
Возбуждение — сложный биологический процесс, представляю­
щий собой совокупность электрических, температурных, химических,
физических и структурных изменений в клетке, которые происходят
в результате действия раздражителя, вызывающего повышение актив­
ности обмена веществ и появление специфической для данной струк­
туры деятельности.
Торможение возникает при действии на ткань сверхсильного или
очень частого раздражителя, который приводит к прекращению или
снижению ее функциональной активности. Это состояние также сопро­
вождается электрическими изменениями мембраны и снижением
энерготрат клетки. Клетка теряет способность принимать и передавать
импульсы возбуждения и постепенно восстанавливает свой энергети­
ческий потенциал.
Эти процессы характеризуются определенной величиной (силой),
подвижностью (скоростью перехода друг в друга) и балансом (соот­
ношением).
Основной формой деятельности нервной системы является рефлекс — ответная реакция организма на любое воздействие из внешней
или внутренней среды при обязательном участии ЦНС.
Любой рефлекторный акт, независимо от его сложности, подчи­
няется трем универсальным принципам рефлекторной деятельности:
детерминизма; структурности; анализа и синтеза.
Принцип детерминизма, или причинной обусловленности. Со­
гласно этому принципу рефлекторный акт может осуществляться
только при действии раздражителя, т.е. всякий процесс, протекающий
в организме, причинно обусловлен.
Принцип структурности, или целостности. Рефлекторный акт
осуществляется только при условии структурной и функциональной
целостности рефлекторной дуги, или рефлекторного кольца. Матери­
альной основой любого рефлекса является последовательное распро­
странение волны возбуждения по совокупности клеточных элементов,
образующих так называемую рефлекторную дугу.
Рефлекторная дуга любого рефлекса включает пять последова­
тельных звеньев (рис. 3.4).
87
идущих от рецепторов исполнительного органа. Благодаря такому
сравнению уточняется ответная реакция организма. Связь рецепторов
эффектора с ЦНС называется обратной связью. Поэтому правильнее
говорить не о рефлекторной дуге, а о рефлекторном кольце (рис. 3.5).
Орган управления
Рис. 3.4. Схема рефлекторной дуги спинномозгового рефлекса:
Рецепторный
аппарат
1 — рецептор; 2 — тело чувствительной нервной клетки;
3 — вставочный нейрон; 4 — тело двигательного (эфферентного)
нейрона; 5 — окончание эфферентного (двигательного) нервного
волокна в мышце (эффекторе)
Исполнительный
орган
1. Рецептор (от лат. receptor — принимающий) — специальное
чувствительное образование, представленное нервным окончанием или
специализированной клеткой, воспринимающее раздражения из внеш­
ней или внутренней среды и преобразующее их энергию в нервные
импульсы.
2. Афферентный (чувствительный) нейрон — нейрон, осуществля­
ющий восприятие и передачу возбуждения в виде нервных импульсов
от рецепторов к нейронам ЦНС.
3. Вставочные (ассоциативные, контактные) нейроны, или интер­
нейроны, — расположенные в пределах ЦНС нейроны, которые обра­
батывают информацию от афферентных нейронов и передают ее эффе­
рентным или другим вставочным нейронам.
4. Эфферентный (двигательный) нейрон — осуществляющий пере­
дачу возбуждения из ЦНС к исполнительной структуре, эффектору.
5. Эффектор — мышца или железа, которая осуществляет опреде­
ленный вид деятельности в ответ на нервные импульсы эфферентного
нейрона.
Рефлекторный акт не заканчивается деятельностью исполнитель­
ного органа. Каждый эффектор имеет свои чувствительные приборы —
рецепторы, которые в свою очередь сигнализируют в ЦНС об изменении
состояния исполнительного органа. Информация от рецепторов, воз­
буждение которых вызвало рефлекс, сравнивается с потоком импульсов,
88
Результат действия
Рис. 3.5. Схема рефлекторного кольца:
А — информация, вызывающая действия организма; Б — информация
об осуществлении действия (обратные связи);
а, б — афферентные и эфферентные нервные волокна
Структурная целостность рефлекторной дуги может быть нару­
шена при механическом повреждении какой-либо ее части. Например,
в норме при вдыхании вещества с резким запахом (аммиак) происходит
рефлекторная задержка дыхания или изменение его глубины. После
ожога слизистой носа, который сопровождается повреждением обо­
нятельных рецепторов, резко пахнущие вещества уже не вызывают
изменений дыхания.
Отсутствие рефлекса вследствие нарушения функциональной
целостности рефлекторной дуги может быть вызвано блокадой про­
ведения нервных импульсов в ее структуре. Например, вещества, при­
меняемые для местного обезболивания, блокируют передачу нервного
импульса от рецептора по нервному волокну, поэтому после местной
89
анестезии манипуляции стоматолога с больным зубом не вызывают
ответной двигательной реакции у пациента. При применении же об­
щей анестезии возбуждение блокируется в центральной части рефлек­
торных дуг.
Принцип анализа и синтеза. Любой рефлекторный акт происходит
на основе процессов анализа и синтеза. При осуществлении рефлекса
раздражитель подвергается анализу, т.е. «разложению», в ходе которо­
го выделяются отдельные качественные и количественные характери­
стики. Анализ раздражителя начинается еще на периферии (в рецеп­
торе), но более тонко он происходит в клетках ЦНС, особенно в коре
больших полушарий головного мозга. Одновременно с анализом про­
текают синтетические процессы, т.е. процессы познания раздражителя
как целостности на основе обобщения и сопоставления его характери­
стик, выделенных при анализе. В результате аналитико-синтетической
деятельности нервной системы возникает адекватный силе и качеству
раздражителя ответ.
Чем выше уровень организации ЦНС, тем сложнее аналитикосинтетическая деятельность мозга. Процессы анализа и синтеза совер­
шенствуются по мере индивидуального развития организма. Именно
этими процессами определяется точность рефлекторных реакций и,
следовательно, способность организма взаимодействовать с окружаю­
щей средой, сохраняя свою целостность.
3.2. СТРОЕНИЕ И РАЗВИТИЕ ЦЕНТРАЛЬНОЙ НЕРВНОЙ
СИСТЕМЫ В ОНТОГЕНЕЗЕ
Нейроны, расположенные в передней части спинного мозга, являются
двигательными, они управляют работой органов и скелетных мышц.
Спинной мозг условно подразделяют на четыре отдела — шейный,
грудной, поясничный и крестцовый, каждый из которых содержит не­
сколько сегментов; от любого сегмента отходит пара спинномозговых
нервов. Каждая пара нервов иннервирует определенный участок орга­
низма. Например, нервы шейного и поясничного отделов иннервируют
мышцы конечностей.
На рисунке 3.6 показано строение спинного мозга на поперечном
разрезе. В центре расположено серое вещество, которое окаймляет
белое вещество. Серое вещество мозга представляет собой скопление
тел нервных клеток, а белое — нервные волокна, образуемые отрост­
ками нейронов. Переключение сигнала с афферентных на эфферентные
нейроны осуществляется с помощью вставочных нейронов или непо­
средственно.
Белое вещество
Серое вещество
Чувствительные
корешки
Двигательные
корешки
Рис. 3.6. Строение спинного мозга (поперечный разрез)
3.2.1.Спинной мозг
Спинной мозг взрослого человека размещается в позвоночном
канале и представляет собой цилиндрический тяж длиной 40—45 см,
общей массой 34—38 г. Спинной мозг новорожденного является наи­
более зрелой частью ЦНС, однако его окончательное развитие закан­
чивается только к 20 годам. За этот период масса мозга увеличивается
в 8 раз.
Спинной мозг имеет сегментарное строение. От каждого сегмен­
та отходят по две пары передних и задних корешков. Задние корешки
образованы чувствительными (афферентными) нейронами. Тела этих
нейронов лежат в специальных нервных узлах (ганглиях), а аксоны
входят в спинной мозг и передают сигналы к нейронам спинного мозга.
90
В спинном мозге проходят проводящие пути, образованные нерв­
ными волокнами. Их назначение — передавать возбуждение от ниже­
лежащих отделов спинного мозга к вышележащим и к головному мозгу
(восходящие пути), а также доставлять сигналы от головного мозга
в различные отделы спинного мозга (нисходящие пути). Это строение
обеспечивает возможность контроля спинномозговых центров выше­
лежащими отделами ЦНС.
В спинном мозге располагается большое количество центров, бла­
годаря чему он способен регулировать многие функции организма —
такие как сгибание и разгибание конечностей, поддержание опреде­
ленной позы, изменение работы кишечника, мочевого пузыря,
кровеносных сосудов и других внутренних органов.
91
Спинной мозг человека содержит два утолщения: шейное и по­
ясничное. Они начинают развиваться в первые годы жизни ребенка.
Шейное утолщение регулирует движение верхних конечностей, пояс­
ничное — нижних. Формирование шейного и поясничного утолщений
зависит от двигательной активности ребенка.
Нервная импульсация из двигательных центров спинного мозга
обеспечивает постоянное, чуть замедленное напряжение всей скелетной
мускулатуры, называемое мышечным тонусом, что позволяет человеку
вести нормальную двигательную деятельность.
Остановимся на возрастных особенностях спинного мозга.
На ранних стадиях онтогенеза плода спинной мозг заполняет всю
полость позвоночного канала. В дальнейшем позвоночник растет бы­
стрее, чем спинной мозг, поэтому он не заполняет весь канал.
У новорожденного спинной мозг находится на уровне второготретьего поясничного позвонка. К концу первого года жизни он рас­
положен уровне первого-второго поясничного позвонка, так же как
у взрослого. Из-за несоответствия размеров спинного мозга и позво­
ночника корешки, прежде чем выйти из позвоночного канала, проходят
вдоль спинного мозга в нисходящем направлении. В самом нижнем
отделе они образуют «конский хвост», который состоит из поясничнокрестцовых корешковых волокон и конечной нити спинного мозга.
Клетки спинного мозга начинают развиваться во внутриутробном
периоде, но развитие не заканчивается после рождения. У новорожден­
ного нейроны, образующие ядра спинного мозга, морфологически
зрелые, однако отличаются от взрослого человека меньшей величиной.
У новорожденного ребенка на поперечном срезе сегментов преоблада­
ют задние рога над передними рогами. Это свидетельствует о более
развитых чувствительных функциях по сравнению с двигательными.
Соотношение этих частей достигает уровня взрослых к семи годам,
однако функционально двигательные и чувствительные нейроны про­
должают развиваться.
Рефлекторная функция спинного мозга формируется уже в эм­
бриональном периоде, а ее становление стимулируется движениями
ребенка. У плода с девятой недели отмечаются генерализованные дви­
жения рук и ног (одновременное сокращение сгибателей и разгибате­
лей) при раздражении кожи. Сокращение мышц-сгибателей преобла­
дает и формирует позу плода, обеспечивая его минимальный объем
в матке, периодические генерализованные сокращения мышц разгиба­
телей, начинающиеся с четырех-пяти месяцев внутриутробной жизни,
ощущаются матерью как шевеление плода. Сначала появляются обоб­
щенные (генерализованные) рефлексы, которые постепенно переходят
92
в специализированные. Такие специализированные рефлексы, как
хватательный, рефлекс Бабинского (отведение большого пальца ноги
при раздражении стопы), свидетельствуют о готовности ЦНС новорож­
денного к выполнению рефлекторных двигательных актов (шагания,
плавания, почесывания и др.).
3.2.2. Головной мозг
На раннем этапе эмбриогенеза в переднем отделе спинного мозга
образуется зачаток головного мозга — три пузыря: передний, средний
и задний.
Каждый из них соответствует основным органам чувств: перед­
ний — обонянию, средний — зрению, задний — слуху и равновесию.
Позже передний и задний пузыри делятся еще на два. В дальнейшем
из каждого пузыря формируются соответствующие отделы головного
мозга: из первого переднего пузыря образуется передний мозг, второ­
го — промежуточный мозг, третьего — средний мозг, четвертого — моз­
жечок, пятого — задний, включающий продолговатый мозг и варолиев
мост (мост мозга) (рис. 3.7).
I
II
III
Рис. 3.7. Стадии развития головного мозга:
I — 30 дней: 1—2 — (первый пузырь) конечный мозг; 3 — (второй
пузырь) средний мозг; 4 — (третий пузырь) задний мозг; 5 — спинной
мозг; II — 45 дней; III — 60 дней эмбриогенеза: 1 — конечный мозг;
2—3 — промежуточный мозг; 4 — средний мозг; 5 — задний мозг;
6 — спинной мозг
Продолговатый мозг, варолиев мост, средний и промежуточный
мозг образуют ствол головного мозга (рис. 3.8).
93
Большие полушария
Промежуточный
мозг
Средний
мозг
Мост
Мозжечок
Продолговатый мозг
Рис. 3.8. Головной мозг (поперечный срез)
Масса головного мозга новорожденного составляет в среднем
около 400 г. По отношению к массе тела мозг новорожденного значи­
тельно больше, чем у взрослого. Так, у новорожденного он составляет
1/8 массы тела, а у взрослого — 1/40 (рис. 3.9).
4 месяца
6 месяцев
Плод
7 месяцев
Новорожденный
Взрослый
Рис. 3.9. Развитие головного мозга человека
Наиболее интенсивный рост головного мозга происходит в первые
три года жизни ребенка.
До четвертого месяца развития плода поверхность больших полу­
шарий гладкая. К пяти месяцам внутриутробного развития образуются
боковая, затем центральная, теменно-затылочная борозды. К моменту
94
рождения ребенка кора больших полушарий имеет такой же тип стро­
ения, как у взрослого.
Нервные клетки новорожденного имеют простую веретенообраз­
ную форму с небольшим количеством отростков, кора головного мозга
у детей значительно тоньше, чем у взрослого.
В постнатальном периоде ведущую роль в развитии головного
мозга играют потоки афферентной импульсации по различным сен­
сорным системам. Отсутствие или дефицит внешних сигналов (сен­
сорный голод), особенно в критические периоды, может приводить
к замедлению созревания и недоразвитию функции или даже к ее от­
сутствию.
Созревание отделов головного мозга идет гетерохронно. Прежде
всего созревают те нервные структуры, от которых зависит нормальная
жизнедеятельность организма на данном возрастном этапе. Функцио­
нальной полноценности достигают прежде всего стволовые, подкорко­
вые и корковые структуры, регулирующие вегетативные функции ор­
ганизма. Миелинизация нервных волокон, расположение слоев коры,
дифференцирование нервных клеток завершаются к трем годам. По­
следующее развитие головного мозга заключается в увеличении коли­
чества ассоциативных волокон и образовании новых нервных связей.
Масса мозга в эти годы увеличивается незначительно.
Окончательное созревание головного мозга заканчивается к 17—20
годам. Масса мозга составляет в среднем у мужчин 1400 г, а у женщин —
1260 г. Абсолютная масса мозга не свидетельствует об умственных
способностях человека. Например, известно, что мозг русского писате­
ля И.С. Тургенева весил около 2000 г, а мозг французского писателя
А. Франса — около 1000 г. В медицинской практике известен случай,
когда мозг мальчика-идиота весил 3000 г. Установлено, что интеллект
человека снижен только в том случае, если масса мозга составляет 900 г
и менее.
Продолговатый мозг — центр многих рефлексов, которые можно
разделить на две группы: вегетативные и тонические.
К вегетативной группе относятся центры дыхательных, сосудод­
вигательных, пищеварительных рефлексов, потоотделения, чихания,
кашля и др., а также сложные (цепные) рефлексы. Особенность слож­
ных рефлексов заключается в том, что они состоят из двух и более
рефлексов, когда конец одного является началом другого. К таким
рефлексам относятся рвотный и сосательный. Последний стимулирует
возникновение еще одного рефлекса — глотательного.
Рефлексы продолговатого мозга отличаются сложностью и раз­
нообразием по сравнению с рефлексами спинного мозга.
95
Центрами тонических рефлексов являются ядра Бехтерева, Дей­
терса и Швальбе, которые расположены в заднем мозге и выполняют
функцию перераспределения мышечного тонуса между сгибательными
и разгибательными мышцами. Тонические рефлексы обеспечивают
сохранение позы человека и животных в покое и при движении.
Варолиев мост содержит ядра серого мозгового вещества в глуби­
не белого мозгового вещества. По белому веществу проходят прово­
дящие нервные пути, соединяющие вышележащие отделы головного
мозга с мозжечком, продолговатым и спинным мозгом. Поперечные
волокна моста образуют правую и левую средние ножки мозжечка,
которые соединяют мост с мозжечком.
В этом отделе находятся центры, управляющие деятельностью
мимических, жевательных и одной из глазодвигательных мышц. В Ва­
ролиев мост поступают нервные импульсы от рецепторов органов
чувств, расположенных на голове: от языка (вкусовая чувствитель­
ность), внутреннего уха (слуховая чувствительность и равновесие) и
кожи.
Возрастные особенности продолговатого мозга и Варолиева
моста. К моменту рождения ребенка продолговатый мозг уже функци­
онально развит. Его масса вместе с мостом составляет 8 г (2% массы
головного мозга). Продолговатый мозг состоит из мелких клеток, ко­
торые имеют длинные мало миелинизированные отростки. К моменту
рождения клетки функционально развиты, поэтому осуществляется
регуляция дыхания, сердечно-сосудистой и пищеварительной систем.
К 1,5 годам клетки продолговатого мозга хорошо дифференцированы.
В семь лет структура продолговатого мозга и Варолиева моста дости­
гает уровня взрослого человека.
Средний мозг представлен четверохолмием, красными ядрами и
черной субстанцией. Он расположен между промежуточным мозгом
(кпереди), Варолиевым мостом и мозжечком (кзади).
Средний мозг — подкорковый регулятор мышечного тонуса,
центр зрительного и слухового ориентировочного рефлексов, а также
некоторых сложных двигательных рефлекторных актов (глотания,
жевания).
Влияние среднего мозга на тонус скелетной мускулатуры осущест­
вляется через красное ядро. К нему сходятся импульсы от коры боль­
ших полушарий, подкорковых ядер, мозжечка, ретикулярной формации.
Выключение красного ядра вызывает резкое повышение тонуса скелет­
ной мускулатуры.
Черная субстанция среднего мозга активирует передний мозг,
придавая эмоциональную окраску некоторым поведенческим реакциям.
96
В передаче этих влияний важная роль принадлежит дофамину — ней­
рогормону, вырабатываемому нервными клетками. С функцией чер­
ной субстанции связана реализация рефлексов жевания и глотания.
При совместном участии среднего и продолговатого мозга реализуются
врожденные тонические рефлексы: позы (положения тела), выпрями­
тельные, лифтные рефлексы и рефлекторные движения глазных яблок
при вращении тела. Средний мозг обеспечивает регуляцию двигатель­
ных ориентировочных рефлексов.
Передние бугры четверохолмия являются первичными зритель­
ными центрами: они осуществляют поворот глаз и головы в сторону
раздражителя (зрительный ориентировочный рефлекс).
Задние бугры четверохолмия являются рефлекторными центра­
ми слуховых ориентировочных рефлексов. При раздражении слуховых
рецепторов происходят настораживание и поворот головы по направ­
лению к источнику звука.
Возрастные особенности среднего мозга. У новорожденного
масса среднего мозга составляет 2,5 г, его форма и строение почти та­
кие же, как у взрослого. Хорошо развито красное ядро, практически
сформированы его связи с другими отделами ЦНС. Черная субстанция
развивается медленнее.
Функциональное развитие среднего мозга начинается еще во вну­
триутробном периоде. На раннем этапе эмбриогенеза обнаруживаются
тонические, оборонительные и другие двигательные рефлексы.
В первые дни жизни ребенка формируется рефлекс на громкий
внезапный раздражитель. Этот рефлекс исчезает к четырех-семимесяч­
ному возрасту, но появляются реакции, близкие к ориентировочному
рефлексу (рефлекс испуга, или вздрагивания). В полтора месяца по­
является защитный мигательный рефлекс. В конце первого полугодия
формируются тонические рефлексы, которые выражаются в том, что
при освещении глаз голова быстрым движением откидывается назад,
а тело впадает в опистотонус (судорожная поза с резким выгибанием
спины, запрокидыванием головы назад, вытягиванием ног, сгибанием
рук, кистей, стоп и пальцев вследствие сокращения мышц конечностей,
спины и шеи). Рефлекс положения тела в пространстве формируется
после рождения, хотя рецепторы (кожные, зрительные и др.) созревают
еще в эмбриональном периоде.
В процессе онтогенеза простые двигательные рефлексы (шагания,
плавания, ползания) исчезают, вместо них возникают более сложные:
переворачивание на живот, ползание на животе и на четвереньках, си­
дение, вставание и, наконец, хождение. В осуществлении этих реакций
участвуют и другие отделы головного мозга.
97
Три отдела головного мозга: продолговатый мозг, Варолиев мост
и средний мозг составляют ствол мозга, который пронизывает канал
с цереброспинальной жидкостью (рис. 3.10).
Рис. 3.10. Стволовая часть головного мозга
Мозжечок расположен над продолговатым мозгом и стволом.
У млекопитающих и человека мозжечок состоит из двух образований:
более древнего — червя мозжечка и более молодых — двух полушарий.
Мозжечок связан проводящими путями со стволовой частью голов­
ного мозга ножками мозжечка: нижние ножки связывают мозжечок
с продолговатым мозгом, средние — с Варолиевым мостом, верхние —
со средним мозгом.
Кора мозжечка обладает складчатой поверхностью, общая пло­
щадь которой у взрослого человека составляет 340 см2. Она состоит
из трех слоев, содержащих разные виды клеток: звездчатые, корзинча­
тые, зернис­тые и т.д. Клетки всех слоев взаимодействуют между собой,
приходя в состояние возбуждения или торможения.
Функции мозжечка:
„„ обеспечивает точность, координированность, ловкость мышеч­
ных движений;
„„ участвует в поддержании тонуса скелетных мышц, позы и
равновесия;
98
„„ влияет на деятельность сердечно-сосудистой, дыхательной и
пищеварительной систем.
При повреждении червя мозжечка человек не может ходить и
стоять, чувство равновесия нарушается. При поражении полушарий
уменьшается тонус мышц, нарушается точность и быстрота произволь­
ных движений, появляется сильная дрожь конечностей, а также быстрая
утомляемость при движениях.
Возрастные особенности мозжечка. В эмбриональный период
развития первоначально созревает червь, а затем полушария. У ново­
рожденного червь более развит, чем полушария. Во внутриутробном
периоде образуются борозды и извилины полушарий мозжечка. Масса
мозжечка к моменту рождения составляет 20,5—25 г, к трем месяцам
масса увеличивается вдвое, а к шести — втрое. Наиболее интенсивно
мозжечок растет в первый год жизни, особенно с 5 до 11 месяцев. Имен­
но в это время ребенок учится сидеть и ходить. Затем интенсивное
развитие происходит в период полового созревания. В семь лет окон­
чательно формируются ножки мозжечка.
Промежуточный мозг — часть мозгового ствола — формируется
из задней части переднего мозга. Состоит из двух основных частей:
таламуса (зрительный бугор) и гипоталамуса (подбугровая область).
Последний соединен с гипофизом, они составляют единую морфофунк­
циональную гипоталамо-гипофизарную систему.
Таламус включает 40 ядер (передние, средние и задние). Морфо­
логически и функционально их можно разделить на четыре группы.
1. Специфические ядра — служат областью переключения раз­
личных афферентных сигналов, направляемых в соответствующие
центры коры головного мозга.
2. Неспецифические ядра — относятся к ретикулярной формации,
обеспечивают тонус коры головного мозга.
3. Ядра с моторными функциями.
4. Ядра с ассоциативными функциями.
К четверной группе относятся три ядра, каждое из которых обе­
спечивает связь с теменной, лобной и височной зонами коры головного
мозга. Повреждение этой связи сопровождается речевыми, зрительны­
ми и слуховыми нарушениями.
Таламус — это высший центр болевой чувствительности, при его
повреждении уменьшается или полностью исчезает осознанное вос­
приятие разных видов чувствительности.
Гипоталамус — главный подкорковый центр регуляции внутрен­
ней среды организма. В нем находятся центры терморегуляции, насы­
щения и голода, жажды, удовольствия и др.
99
Благодаря способности регулировать гомеостатические параметры
гипоталамус является центром подкорковых врожденных мотивацион­
ных рефлексов. Эти рефлексы направлены на восстановление нарушен­
ного равновесия внутренней среды. Так, при раздражении различных
зон гипоталамуса проявляется оборонительное, пищевое, половое по­
ведение. В мотивационном поведении человека большую роль играет
взаимодействие гипоталамуса и коры головного мозга, поэтому пове­
денческие реакции протекают по механизму условных рефлексов, ко­
торые вырабатываются на основе безусловных. Образуются индивиду­
альные реакции, облегчающие и совершенствующие выполнение
поведенческих реакций.
Гипоталамус вырабатывает нейросекреты, которые усиливают
(либерины) или уменьшают (статины) выработку гормонов передней
долей гипофиза.
Поражение гипоталамуса приводит к тяжелейшим эндокринным
и вегетативным расстройствам: снижению или повышению кровяного
давления, урежению или учащению сердечного ритма, затруднению
дыхания, нарушению перистальтики кишечника, изменению в составе
крови и др.
Возрастные особенности промежуточного мозга. Наблюдается
гетерохронность развития отделов промежуточного мозга. Таламус
начинает формироваться на втором месяце внутриутробного развития.
На четвертом-пятом месяцах образуются нервные волокна, соединяю­
щие таламус с корой головного мозга. В шесть месяцев развиваются
неспецифические ядра. Усиленный рост таламуса происходит в четы­
рехлетнем возрасте, размеров взрослого человека он достигает к 13
годам.
В эмбриональном периоде закладывается гипоталамус. Ядра ги­
поталамуса хорошо выражены у плода только на четвертом-восьмом
месяце. В два-три года они еще недостаточно сформировались, поэтому
у детей в этом возрасте несовершенны терморегуляция и водно-солевой
баланс. Окончательное созревание ядер происходит к 13—14 годам.
Ретикулярная формация (сетчатая структура) стволовой части
мозга. В шейном отделе спинного мозга, между боковыми и задними
рогами, имеются клетки с большим количеством коротких отростков.
Такие же переплетающиеся волокна, в которых расположены клет­
ки, имеются в продолговатом мозге между ядрами черепно-мозговых
нер­вов, они захватывают Варолиев мост, ядра среднего и промежуточ­
ного мозга. На этих клетках имеется множество синапсов, благодаря
чему описанная структура напоминает сеть (ретикула). Данная струк­
тура ствола мозга называется сетчатой структурой, или ретикулярной
100
формацией. К ядрам ретикулярной формации от всех афферентных
систем направляется поток чувствительных импульсов. Поэтому рети­
кулярная формация находится в постоянном тонусе — возбуждении.
От ретикулярной формации беспрерывно идут импульсы к коре голов­
ного мозга. Этот постоянный поток импульсов поддерживает активное
состояние коры головного мозга. Перерезка между ретикулярной фор­
мацией и корой головного мозга или заболевание этой области приводит
к развитию сонного состояния, при котором большие полушария не
воспринимают внешние раздражения. Вследствие этого восходящий
путь от ретикулярной формации к коре называется восходящей акти­
вирующей системой, создающей определенный уровень энергетическо­
го обмена в клетках коры головного мозга и оптимальный уровень их
работоспособности (рис. 3.11).
Рис. 3.11. Ретикулярная формация мозгового ствола и восходящие
активирующие пути
Взаимоотношения коры и ретикулярной формации являются
важным условием смены сна и бодрствования. Ретикулярная формация
оказывает также влияние на низшие отделы ЦНС, находясь под кон­
тролем коры больших полушарий. В частности, на спинной мозг сет­
чатое образование оказывает как активирующее, так и угнетающее
влияние.
101
Лимбическая система. В 1878 году Поль Брокка ввел понятие
Limbus (кайма). Этим термином ученый назвал доли мозга, которые
лежат на границе ствола мозга и коры больших полушарий. Эта струк­
тура как бы окаймляет ствол мозга и является краевой поверхностью.
В состав лимбической системы входят поясная извилина, гиппокамп,
парагиппокамповая извилина, крючок, миндалина и свод. В это обра­
зование входят также гипоталамус вместе с гипофизом и элементы
ретикулярной формации (рис. 3.12).
Рис. 3.12. Структуры лимбической системы головного мозга:
Лимбическая система состоит из ядер, связанных как с корой, так
и с нижележащими отделами головного мозга, образуя корково-под­
корковое образование.
Главное значение лимбической системы заключается в том, что
она обеспечивает целенаправленное поведение человека, его эмоцио­
нальный настрой и побуждение к действию. Лимбическая система
придает информации, поступающей из внутренней или окружающей
среды, то особое значение, которое она имеет для каждого индиви­
102
дуума, определяя его действия. Лимбическая система является цент­
ром эмоций и инстинктов. Различные отделы лимбической системы
синтезируют химические вещества, способные увеличить эффектив­
ность эмоциональных реакций. Так, при раздражении центров, вы­
зывающих положительные эмоции, выделяются катехоламины, до­
фамины и некоторые другие вещества, производные адреналина.
При раздражении зон отрицательных эмоций увеличивается секреция
серотонина. Этот отдел ЦНС способен вырабатывать химические ве­
щества, по своей природе близкие к морфину и другим наркотическим
веществам. Они называются эндорфины и энкефалины. По действию
на организм они являются собственными болеутоляющими вещества­
ми, защищающими организм от болевых и других стрессорных воздей­
ствий.
Лимбическая система называется также вегетативной корой. Это
связано с выполнением ею функций, связанных со многими вегетатив­
ными и эндокринными реакциями (изменение кровяного давления,
пульса, потоотделения и др.).
Онтогенез нервных структур лимбической системы изучен плохо.
Имеются данные, свидетельствующие, что морфологически эти струк­
туры приближаются к уровню взрослого организма уже в первые годы
постнатального развития. Функционально лимбические структуры
созревают также значительно быстрее филогенетически молодых от­
делов коры головного мозга (неокортекс) и на ранних этапах постна­
тальной жизни играют важную роль в регуляции вегетативных функций
и поведения ребенка.
Передний мозг состоит из подкорковых (базальных) ядер и коры
больших полушарий.
Подкорковые (базальные) ядра входят в состав серого вещества
больших полушарий и состоят из полосатого тела, бледного шара,
скорлу­пы, ограды, субталамического ядра и черной субстанции. Под­
корковые ядра — это связующее звено между корой и стволом мозга.
К базальным ядрам подходят афферентные и эфферентные пути.
Функционально базальные ядра являются надстройкой над крас­
ными ядрами среднего мозга и обеспечивают пластический тонус, т.е.
способность удерживать длительное время врожденную или выученную
позу (например, поза кошки, которая стережет мышь, или длительное
удержание позы балериной, выполняющей какое-либо па).
Подкорковые ядра позволяют осуществлять медленные, стереотип­
ные, рассчитанные движения, а их центры — регуляцию врожденных и
приобретенных программ движения, а также регуляцию мышечного
тонуса.
103
Нарушение различных структур подкорковых ядер сопровожда­
ется многочисленными двигательными и тоническими сдвигами. Так,
у новорожденных неполное созревание базальных ядер (особенно блед­
ного шара) приводит к резким судорожным сгибательным движениям.
Нарушение функций полосатого тела ведет к заболеванию — хорее,
которое сопровождается непроизвольными движениями, значительны­
ми изменениями позы. При расстройстве полосатого тела нарушается
речь, возникают затруднения в повороте головы и глаз в сторону звука,
происходит потеря словарного запаса, прекращается произвольное
дыхание.
Нарушение обмена дофамина в базальных ядрах является при­
чиной развития болезни Паркинсона, основные симптомы которого —
постоянное дрожание рук и ног, маскообразность лица, слюнотечение,
повышение тонуса всех мышц, общая скованность, замедленность дви­
жений.
Возрастные особенности подкорковых (базальных) ядер. Ба­
зальные ядра развиваются быстрее, чем зрительные бугры. К моменту
рождения филогенетически более старая структура — бледный шар —
функционально хорошо сформирована, тогда как функция полосатого
тела проявляется к концу первого года. Двигательная активность но­
ворожденного связана с бледным шаром. Импульсы от него вызывают
общие некоординированные движения головы, туловища, конечностей.
У новорожденного подкорковые ядра связаны со зри­тель­ными буграми,
гипоталамусом и черной субстанцией. С развитием полосатого тела
связано появление мимических движений, а затем умение сидеть и
стоять. К девяти месяцам ребенок может стоять, а в десять месяцев
уже стоит свободно. Постепенно, по мере развития базальных ядер и
коры головного мозга движения становятся более точными и коорди­
нированными. Только к концу дошкольного периода устанавливается
равновесие корково-подкорковых двигательных механизмов.
Кора больших полушарий головного мозга — это высший отдел
ЦНС, состоит из трех зон: древней, старой и новой.
В древнюю кору входят обонятельная доля и боковая обонятель­
ная извилина. Старая кора образована гиппокамповой и зубчатой из­
вилинами. Новая кора — это проекция внешней рецепции на поле вос­
принимаемых нейронов коры. Быстрое развитие проекционных полей,
ассоциативных областей коры и медленное развитие костей черепа
привело к образованию складок: борозд и извилин. У человека поверх­
ность новой коры составляет 1500 см2. Кора больших полушарий го­
ловного мозга состоит из 14 млрд клеток, расположенных в шести
слоях (рис. 3.13).
104
I. Молекулярный слой
II. Наружный зернистый
III. Пирамидальный
IV. Внутренний зернистый
V. Ганглиозный слой
VI. Слой полиморфных клеток
VII. Белое вещество
Рис. 3.13. Слои коры больших полушарий
I. Молекулярный слой, состоит из нервных волокон и небольшого
количества мелких клеток.
II. Наружный зернистый слой, в состав которого входят густо рас­
положенные мелкозернистые, треугольные и многоугольные клетки.
III. Пирамидальный слой, состоит из мелких и средних пирамид­
ных клеток.
IV. Внутренний зернистый слой, в его состав входят густо распо­
ложенные мелкие клетки, клетки-зерна.
V. Глубокий (ганглиозный) слой состоит из гигантских пирамид­
ных клеток.
VI. Слой полиморфных треугольных, веретенообразных и звезд­
чатых клеток.
Слои 2, 4 и 6 состоят из воспринимающих клеток, 3 и 5 — из пира­
мидных, обеспечивающих регуляцию произвольных движений.
Через все корковые слои проходят специфический и неспецифи­
ческий пути. Различают три вида этих путей.
1. Проекционный путь связывает кору с промежуточным мозгом
и другими отделами ЦНС. Он проходит по восходящим и нисходящим
направлениям.
2. Комиссуральный путь состоит из волокон (спаек), которые со­
единяют соответствующие части правого и левого полушарий. Входит
в состав мозолистого тела.
105
3. Ассоциативные пути связывают участки коры одного и того же
полушария.
В коре больших полушарий головного мозга располагаются выс­
шие регуляторные центры, которые контролируют и регулируют все
рефлекторные процессы организма, психическую деятельность, пове­
дение, воспринимают все чувствительные сигналы.
Возрастные особенности коры больших полушарий. До четвер­
того месяца развития плода поверхность больших полушарий гладкая.
К пяти месяцам внутриутробного развития образуются боковая, за­
тем центральная, теменно-затылочная борозды. К моменту рождения
кора больших полушарий имеет такой же тип строения, как у взросло­
го. Но форма и величина борозд и извилин существенно изменяются и
после рождения. Нервные клетки новорожденного имеют простую ве­
ретенообразную форму с очень небольшим количеством отростков,
кора у детей значительно тоньше, чем у взрослого. Миелинизация
нервных волокон, расположение слоев коры, дифференцирование нерв­
ных клеток в основном завершаются к трем годам. Последующее разви­
тие головного мозга характеризуется увеличением количества ассоци­
ативных волокон и образованием новых нервных связей. Раньше всего
развивается моторная и сенсорная кора, созревание которых заканчи­
вается к третьему году жизни (слуховая и зрительная части созревают
несколько позже). Критический период в развитии ассоциативной коры
наступает в семь лет и продолжается до пубертатного периода. В это же
время интенсивно формируются корково-подкорковые взаимосвязи.
Развитие проводящих путей. Особенно быстрое развитие про­
екционных путей идет после рождения до одного года; от двух до семи
лет происходит постепенное замедление, и после семи рост идет очень
медленно. В процессе развития проекционных путей увеличивается
асимметрия: центростремительные пути формируются раньше, чем
центробежные. Миелинизация некоторых центробежных путей закан­
чивается к четвертому — десятому годам жизни.
3.3. ЗНАЧЕНИЕ НИЗШЕЙ И ВЫСШЕЙ НЕРВНОЙ
ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
Активное взаимодействие организма и среды осуществляется
благодаря низшей и высшей нервной деятельности. В основе низшей
нервной деятельности (далее — ННД), т.е. деятельности спинного,
продол­говатого, среднего и промежуточного мозга, лежат безуслов­
ные рефлексы, в основе высшей нервной деятельности (далее — ВНД),
106
т.е. деятельности коры больших полушарий и ближайших подкорко­
вых структур, лежат условные рефлексы. Условные и безусловные
рефлексы осуществляются на основе упоминавшихся выше универ­
сальных принципов рефлекторной деятельности — детерминизма,
структурности, анализа и синтеза.
3.3.1. Низшая нервная деятельность
Безусловные рефлексы — это постоянные, наследственно закре­
пленные (врожденные), видовые реакции организма на биологически
значимые раздражители.
Они отражают исторический, филогенетический (закрепленный
в ходе биологической эволюции) опыт приспособления особей данно­
го вида к стабильным условиям внешней среды. Безусловные рефлексы
обнаруживаются при действии определенных биологически значимых
раздражителей на адекватные им рецепторы. Они осуществляются
на основе анатомически определенных к моменту рождения, неизмен­
ных в течение жизни рефлекторных дуг и одинаковы у всех особей
одного вида. Причем если компоненты рефлекторных дуг уже доста­
точно зрелы, то безусловные рефлексы проявляются при первом же
действии раздражителя.
Биологическое значение безусловных рефлексов заключается
в регулировании и координировании деятельности органов и систем ор­
ганизма, объединении всех органов и систем организма в единое целое,
обеспечении взаимодействия с постоянными факторами среды. Безуслов­
ными рефлексами обеспечиваются как постоянство параметров внутрен­
ней среды организма — гомеостаз, так и актуальное приспособление, т.е.
приспособление к непосредственно действующим биологически значи­
мым раздражителям. Примерами безусловных рефлексов являются:
„„ отделение слюны в ответ на попадание пищи в ротовую полость;
„„ сужение зрачка при возрастании освещенности глаза;
„„ чихание и кашель в ответ на попадание частичек дыма в дыха­
тельные пути;
„„ согласованное сокращение и расслабление мышц конечностей
при ходьбе и т.п.
Таким образом, низшая нервная деятельность — это деятельность
низших отделов ЦНС, заключающаяся в регулировании и согласова­
нии жизненно важных функций органов и систем, направленная
на поддер­жание постоянства внутренней среды, объединение организ­
ма в единое целое и актуальное приспособление к окружающей среде
на основе безусловных рефлексов и инстинктов.
107
Классификация безусловных рефлексов. Существуют много­
численные подходы к классификации безусловных рефлексов.
И.П. Павлов, основываясь на значении для организма безусловных
рефлексов, выделял пищевые, оборонительные, ориентировочные, ро­
дительские реакции, а также рефлексы цели, осторожности, свободы,
самосохранения, агрессивности, игровые, половые и т.д. По уровню
сложности он выделял простые рефлексы, центры которых расположе­
ны в спинном мозге; усложненные с центрами в продолговатом мозге;
сложные — рефлексы среднего мозга, сложнейшие — рефлексы про­
межуточного и переднего мозга.
Так как безусловные рефлексы имеют адаптационное значение,
А.Д. Слоним предложил выделить три группы безусловных рефлексов:
1) связанные с поддержанием постоянства внутренней среды (го­
меостатические и пищевые);
2) изменениями во внешней среде (ориентировочные, ситуацион­
ные, защитные);
3) сохранением вида (территориальные, иерархические, половые,
родительские)I.
Наиболее сложные врожденные реакции — это инстинкты. Инс­
тинкт представляет собой определенную последовательность безуслов­
ных рефлексов, обеспечивающих сложные врожденные приспособи­
тельные реакции организма.
Существует несколько видов инстинктов.
1. Витальные (неудовлетворение потребности ведет к гибели осо­
би, реализация не требует участия другой особи), например пищевой,
питьевой, оборонительный, инстинкт, регулирующий сон — бодрство­
вание.
2. Ролевые, или зоосоциальные (направлены на выживание вида,
эффективное существование группы, «что хорошо для группы, то хо­
рошо для индивида»), например половые — выбор партнера; родитель­
ские — разделение роли отца и матери, забота о потомстве; территори­
альные — охрана зоны обитания для сохранения ресурсов.
3. Инстинкты саморазвития (обращены в будущее, направлены на
совершенствование психической деятельности), например исследова­
тельский, новизны, свободы, подражательный, игровой.
Инстинкты не требуют специального обучения, они выполняются
всеми индивидуумами вида и приспособлены к нормальным экологи­
ческим условиям существования вида.
I
Слоним А.Д. Основы общей экологической физиологии млекопитающих. М. ; Л. : На­
ука, 1961.
108
Таким образом, инстинкт — это сумма опыта поколений данного
вида.
Одним из важнейших сложных безусловных рефлексов, демон­
стрирующих схематичность любой классификации, является ориенти­
ровочный рефлекс.
Ориентировочный рефлекс — многокомпонентный неспецифи­
ческий безусловный рефлекс, проявляющийся при воздействии на ор­
ганизм нового или неожиданного раздражителя. Он обеспечивает все­
стороннюю готовность организма к восприятию раздражителей и
к ответу на них. И.П. Павлов назвал этот рефлекс «Что такое?».
Выделяют три основных компонента ориентировочного рефлек­
са: двигательный, вегетативный и изменение уровня активности го­
ловного мозга.
К двигательному компоненту относятся реакции, обеспечивающие
повышение тонуса мускулатуры и поддержание позы (вздрагивание,
затаивание), а также реакции, направленные на локализацию раздра­
жителя в пространстве (поворот глаз, головы, туловища в сторону раз­
дражителя).
Вегетативный компонент — реакции, связанные с активацией
симпатической нервной системы. К этому компоненту относятся:
расшире­ние зрачков, сужение сосудов конечностей и расширение со­
судов головы, изменение частоты сердцебиения и дыхания, кожно-­
гальваническая реакция (уменьшение электрического сопротивления
кожи).
Изменение уровня активности головного мозга — неспецифи­
ческое повышение возбудимости коры головного мозга, которое при­
водит к снижению порогов чувствительности к ряду раздражителей,
в результате чего обостряются зрение, слух, обоняние. Это способству­
ет срочному анализу раздражителя и организации ответной реакции.
Комплекс реакций, составляющих ориентировочный рефлекс,
реализуется за счет участия многих структур головного мозга: ядер
продолговатого и среднего мозга, гипоталамуса, лимбической системы,
ретикулярной формации, коры больших полушарий.
Выделяют две фазы ориентировочного рефлекса:
1) фазу неспецифической тревоги;
2) фазу исследовательского поведения.
Особенность ориентировочного рефлекса состоит в том, что при не­
однократном повторении действия раздражителя, т.е. при утрате им но­
визны, неожиданности, ориентировочная реакция ослабляется, а затем
перестает проявляться. Например, когда ребенок впервые видит новую
яркую игрушку, у него проявляются все признаки ориентировочного
109
рефлекса. Но через некоторое время он перестает реагировать на став­
ший привычным раздражитель.
Ориентировочный рефлекс лежит в основе непроизвольного вни­
мания, интереса, любопытства, поэтому велика его роль в процессе
обучения и воспитания. В школьной практике, чтобы продлить время
качественного запоминания, необходимо объяснение нового учебного
материала сопровождать показом слайдов, фильмов, опытов; применять
различные наглядные пособия, которые соответствуют теме урока.
В противном случае эти раздражители, вызывающие у учащихся ори­
ентировочные рефлексы, будут отвлекать от объяснений учителя.
Ориентировочный рефлекс важен еще и потому, что лежит в основе
выработки условных рефлексов.
3.3.2. Высшая нервная деятельность
В процессе онтогенеза врожденная ННД очень быстро видоизме­
няется формирующимися на ее основе условными рефлексами.
Условные рефлексы — индивидуально приобретенные приспо­со­
бительные реакции организма, возникающие при определенных услови­
ях на основе образования временной связи между условным (сигналь­
ным) раздражителем и подкрепляющим этот раздражитель безуслов­­ным
рефлексом. Морфологическая основа таких рефлексов не готова к мо­
менту рождения и образуется в процессе жизни в виде временной свя­
зи — совокупности нейронов и их связей между корковыми центрами
индифферентного (условного) и безусловного раздражителей.
Они отражают онтогенетический опыт приспособления к факто­
рам окружающей среды и неодинаковы у особей одного вида. Условные
рефлексы могут быть вызваны действием любых сигнальных, т.е. пред­
упреждающих о действии, безусловных раздражителей и характеризу­
ются высокой подвижностью, способностью угасать и восстанавливать­
ся в течение жизни в зависимости от условий среды и состояния
организма.
Значение условных рефлексов заключается в том, что они обес­
печивают опережающее, заблаговременное приспособление организ­
ма к воздействию биологически значимых раздражителей. Они делают
поведение пластичным, подогнанным к конкретным условиям изменя­
ющейся среды.
От выработки условных рефлексов во многом зависят адаптаци­
онные возможности организма и его биологическая надежность. По мере
образования условных рефлексов происходит накопление индивиду­
ального жизненного опыта.
110
Так, употребление пищи в одно и то же время приводит к тому, что
наступление определенного часа становится сигналом скорого появле­
ния пищевого раздражителя. У человека повышается слюноотделение,
активизируется ЖКТ, что подготавливает организм к приему пищи и
способствует более полному и быстрому ее перевариванию.
Таким образом, ВНД — деятельность коры больших полушарий и
ближайших к ней подкорковых структур, обеспечивающая сложные
отношения целостного организма к внешнему и внутреннему миру,
направленная на уравновешивание организма с окружающей средой
через заблаговременное приспособление на основе выработки и тормо­
жения условных рефлексов. Кроме того, ВНД является физиологиче­
ской основой высших психических функций: восприятия, представле­
ний, мышления, памяти и сознания.
В таблице 3.1 дана сравнительная характеристика безусловных и
условных рефлексов.
Таблица 3.1
Сравнительная характеристика безусловных и условных
рефлексов
Безусловные рефлексы
Условные рефлексы
Врожденные, т.е. передаются
по наследству
Приобретенные на основе индивидуального опыта, т.е. не передаются по наследству
Постоянные, не изменяются в течение жизни
Непостоянные, очень пластичные, могут
затухать, но никогда не исчезают
Видоспецифичные, т.е. одинаковые
у всех представителей данного вида
Индивидуальные, т.е. отличаются у разных
представителей одного и того же вида
Самостоятельные
Несамостоятельные, для них нужна база
(другие рефлексы)
Выработка не нужна, появляются
сразу после рождения
Вырабатываются при неоднократном
сочетании условного раздражителя и
безусловной реакции
Центры расположены в спинном,
продолговатом, среднем, промежуточном мозге
Центры располагаются в коре полушарий
головного мозга
Морфологической основой является Морфологической основой является
рефлекторная дуга, которая сформи- временная связь, которая формируется
рована к моменту рождения
в процессе жизнедеятельности
Появляются при действии биологически значимого раздражителя
Появляются при действии любых раздражителей, имеющих сигнальное значение
Составляют основу ННД
Составляют основу ВНД
Обеспечивают жизнедеятельность
(гомеостаз)
Обеспечивают адаптацию организма
к внешней среде
111
Условия и механизм выработки условных рефлексов. Приоб­
ретенные рефлексы называются условными, так как они вырабатыва­
ются лишь при соблюдении ряда условий:
„„ наличие базового рефлекса — условный рефлекс вырабатыва­
ется только на основе безусловного или ранее выработанного
условного рефлекса;
„„ сочетание двух раздражителей: будущего условного, первона­
чально индифферентного (безразличного), и подкрепляюще­
го — безусловного;
„„ опережающее действие условного раздражителя: условный
раздра­житель должен несколько предшествовать безусловному
подкреплению, т.е. служить для животного или человека сигна­
лом биологически значимого раздражителя;
„„ оптимальная сила раздражителей: оба раздражителя должны
быть средней силы, так как возникающая в случае слабых и
слишком сильных воздействий широкая иррадиация возбуж­
дения препятствует выработке стабильного условного рефлек­
са;
„„ меньшая значимость (меньшая сила) условного раздражителя:
именно подкрепляющий, безусловный раздражитель должен
быть сильнее, т.е. быть связан с удовлетворением доминирую­
щей потребности;
„„ неоднократное повторение сочетания данных раздражителей;
„„ отсутствие посторонних раздражителей;
„„ нормальное функциональное состояние нервной системы, пре­
жде всего коры больших полушарий: оптимальный уровень
возбудимости ее клеток и уравновешенность процессов воз­
буждения и торможения.
Замыкание условной связи, считал И.П. Павлов, происходит в коре
головного мозга между корковым центром, возбуждение в котором воз­
никает при действии условного раздражителя, и корковым центром
безусловного рефлекса. Например, при действии пищи на вкусовые
рецепторы (безусловного раздражителя) возбуждается слюноотдели­
тельный центр продолговатого мозга и возникает слюноотделительная
реакция. При действии светового раздражителя (будущий условный
раздражитель) возбуждение охватывает зрительную долю коры. Если
действие будущего условного и безусловного раздражителей совпадут
во времени, между зрительным и пищевым центром коры устанавлива­
ется функциональная связь. При неоднократном повторении этих про­
цессов формируется временная связь — морфологическая основа вы­
работанного условного рефлекса. В этом случае возбуждение, возникшее
112
в зрительном центре, распространяется до пищевого центра, а оттуда —
по эфферентным путям — до центра слюноотделения. В результате
возникает реакция, характерная для действия безусловного раздражи­
теля.
По И.П. Павлову, кора играет ведущую роль в формировании
условных рефлексов. Сейчас показано участие и корково-подкорковых
механизмов в обеспечении ВНД (рис. 3.14).
Рис. 3.14. Механизм образования условного рефлекса
(по И.П. Павлову)
I. Действие пищевого раздражителя приводит к безусловно-реф­
лекторному выделению слюны: 1 — возбуждение в центре слюноотде­
ления продолговатого мозга; 2 — возбуждение в пищевом центре коры.
II. Действие индифферентного светового раздражителя вызывает
слабую ориентировочную реакцию: 3 — возбуждение в зрительном
центре коры.
III. Сочетание действия светового и пищевого раздражителей:
возникает функциональная связь между зрительным и пищевым цен­
трами коры.
113
IV. Выработанный условный рефлекс: действие светового раздра­
жителя приводит к возбуждению зрительного и пищевого центров коры;
происходит условно-рефлекторное слюноотделение
Классификация условных рефлексов. Существует несколько
систем классификации условных рефлексов, каждая из которых учи­
тывает один ведущий фактор.
1. По природе условного сигнала рефлексы делятся на натуральные и искусственные. К натуральным рефлексам относятся те, что
образуются на естественные признаки безусловного раздражителя
(напри­мер, запах пищи). Так, раз попробовав апельсин, мы навсегда
приобретаем рефлекс на его запах. Любые другие условные сигналы,
не являющиеся непременным свойством безусловного раздражителя
(например, пищи), а совпадающие по времени с ее потреблением, от­
носятся к искусственным условным сигналам. Рефлексы, вырабатыва­
емые на основе этих сигналов, называются искусственными, например
выделение слюны при виде посуды. Эти условные рефлексы выраба­
тываются медленнее и легче разрушаются.
2. По характеру условного сигнала выделяют экстероцептивные и
интероцептивные рефлексы. В соответствии с тем, на какие рецепторы
действуют раздражители, выделяют следующие экстероцептивные
условные рефлексы:
„„ зрительные;
„„ слуховые;
„„ обонятельные;
„„ вкусовые;
„„ тактильные;
„„ температурные.
Школьный звонок воспринимается детьми как сигнал к окончанию
урока. Интероцептивные условные рефлексы возникают в случае, если
поступивший в головной мозг импульс из внутренних органов стано­
вится сигналом к вегетативной или двигательной деятельности орга­
низма. Например, почувствовав голод, человек ищет пищу.
3. По характеру ответной реакции условные рефлексы бывают
вегетативные и двигательные.
Вегетативными называются условные рефлексы, при которых
в качестве ответной реакции на действие условного раздражителя вы­
ступает изменение работы какого-либо внутреннего органа или систе­
мы органов (сердца, ЖКТ, выделительной системы и т.п.). Например,
вегетативным условным рефлексом является отделение желудочного
сока при виде пищи.
114
Двигательными называются условные рефлексы, при осуществле­
нии которых эффекторами являются скелетные мышцы. Так, если ус­
ловный сигнал (звук метронома) подкрепляется раздражением лапы
собаки слабым электрическим током, то через несколько сочетаний
этих раздражителей у собаки вырабатывается условный двигательный
оборонительный рефлекс — включение метронома вызовет отдергива­
ние лапы.
Деление на двигательные и вегетативные условные рефлексы до­
вольно условно, поскольку они проявляются, как правило, одновре­
менно.
Условные рефлексы первого и высших порядков. Реакции, об­
разуемые на основе безусловных рефлексов, называются условными
рефлексами первого порядка, а реакции, вырабатываемые на основе
ранее приобретенных условных рефлексов, — условными рефлексами
высших порядков (второго, третьего и т.д.). При выработке условных
рефлексов высших порядков индифферентный сигнал подкрепляется
хорошо упроченными условными раздражителями.
Положительные и отрицательные условные рефлексы. Условные
рефлексы, в динамике которых проявляется активность организма
в виде двигательных или секреторных реакций, называются положи­
тельными. Условные реакции, не сопровождающиеся внешним двига­
тельным и секреторным эффектами в связи с их угнетением, относят
к отрицательным, или тормозным, рефлексам. В процессе приспо­
собления организма к изменяющимся условиям среды оба вида реф­
лексов имеют большое значение. Они тесно взаимосвязаны, так как
проявление одного вида деятельности сочетается с угнетением других
видов.
3.4. ТОРМОЖЕНИЕ В КОРЕ ГОЛОВНОГО МОЗГА
Образование любого условного рефлекса в виде координирован­
ного ответного акта требует возбуждения одних корковых нервных
центров и торможения других. После неоднократного подкрепления
одних и неподкрепления других вырабатывается строго специализиро­
ванный рефлекс именно на тот раздражитель, который подкреплялся.
Таким образом, возбуждение и торможение являются основой деятель­
ности коры головного мозга.
В коре головного мозга может развиться два вида торможения:
1) безусловно-рефлекторное;
2) условно-рефлекторное (рис. 3.15).
115
Торможение условных
рефлексов
Безусловно-рефлекторное
торможение
Индукционное
(внешнее)
Запредельное
(охранительное)
Условно-рефлекторное
торможение
Угасание
Запаздывание
Дифферен­
цировка
Условный
тормоз
Рис. 3.15. Виды торможения условных рефлексов
Внешнее (индукционное) торможение имеет место в тех случа­
ях, когда в коре больших полушарий при срабатывании уже вырабо­
танного условного рефлекса возникает новый, достаточно сильный очаг
возбуждения, не связанный с рефлексом. Например, во время завтра­
ка позвонили в дверь. В результате возникающей ориентировочной
реакции пищевые рефлексы затормаживаются. По механизму своего
возникновения этот тип торможения относится к врожденным. Новый
сильный очаг возбуждения в коре от постороннего раздражителя вызы­
вает торможение условного рефлекса (индукционное торможение). Бе­
зусловное торможение называют внешним потому, что причина его
возникновения лежит вне структуры самого условного рефлекса.
Усиление раздражения или удлинение его действия приведет
к снижению или полному исчезновению эффекта. В основе этого эф­
фекта лежит запредельное торможение, которое И.П. Павлов назвал
охранительным, так как оно ограждает клетки мозга от избыточного
расходования энергетических ресурсов. Этот вид торможения зави­
сит от функционального состояния нервной системы, возраста, типо­
логических особенностей и пр. Предел выносливости клетки в отно­
шении раздражителей разной интенсивности называется пределом
ее работоспособности, и чем выше этот предел, тем труднее клетки ре­
агируют на действие посторонних раздражителей. Это необходимо
учитывать, например, при определении объема работы и интенсивно­
сти ее вы­полнения, особенно при работе с детьми. Перегрузки могут
привести к переутомлению, неврозам. Крайний случай запредельного
торможения — оцепенение, возникающее под влиянием сверхсильного
раздражителя. Человек может впасть в состояние ступора — полной не­
116
под­вижности. Такие состояния возникают не только в результате дей­
ствия физически сильного раздражителя (взрыв бомбы, например), но
и вследствие тяжелых психических потрясений (например, при неожи­
данном сообщении о тяжелой болезни или смерти близкого человека).
С возрастом значение безусловного торможения в координиро­
ванной деятельности организма уменьшается, так как увеличивается
работоспособность нейронов. Однако в подростковом возрасте с 13
до 15 лет в связи с уменьшением предела работоспособности значение
этих видов торможения в поведенческих реакциях вновь возрастает.
Внутреннее (условное) торможение возникает в том случае, ког­
да условный раздражитель перестает подкрепляться безусловным, т.е.
постепенно теряет пусковое сигнальное значение. Такое торможение
возникает не сразу, а развивается постепенно, вырабатывается по всем
общим законам условного рефлекса и является изменчивым и дина­
мичным. Такое выработанное торможение возникает внутри централь­
ных нервных структур, поэтому оно является внутренним (т.е. форми­
рующимся внутри данной временной связи).
И.П. Павлов разделил условное торможение на четыре вида:
1) угасательное;
2) дифференцировочное;
3) условный тормоз;
4) запаздывание.
Угасательное торможение развивается, если условный рефлекс
неоднократно не подкрепляется безусловным раздражителем. Через
некоторое время после угасания условный рефлекс может восстано­
виться. Это произойдет, если вновь подкреплять действие условного
раздражителя безусловным.
Угасательное торможение представляет собой очень распростра­
ненное явление и имеет большое биологическое значение. Угасанием
можно объяснить временную утрату трудового навыка, навыка игры
на музыкальных инструментах, непрочность знаний учебного матери­
ала, если он не закрепляется повторением. Угасание лежит в основе
забывания, из-за чего организм перестает реагировать на сигналы,
утратившие свое значение. Этот вид условного торможения обеспечи­
вает пластичность поведения при изменении условий среды.
Дифференцировочное торможение развивается при неподкреп­
лении раздражителей, близких по свойствам подкрепляемому сигна­
лу. Этот вид торможения лежит в основе различения раздражителей.
С помощью дифференцировочного торможения из массы сходных
раздражителей выделяется тот, который подкрепляется биологичес­
ки значимым. Реакция на остальные раздражители затормаживается.
117
Например, мама кормит ребенка с серебряной ложечки. Вид этой ло­
жечки вызывает соответствующие пищевые реакции. Если какое-то
время ребенку давать лекарство с пластиковой ложечки подобного
размера и формы, то ее вид сначала также вызовет пищевой рефлекс,
но затем начнет вызывать отрицательную реакцию.
Благодаря дифференцировочному торможению различают звуки,
шумы, цвет, форму, оттенки предметов, похожие дома, людей. Уже
с первых месяцев жизни у ребенка начинают вырабатываться различные
дифференцировки (на положение тела, звуки, цвета). Это помогает
ему ориентироваться во внешнем мире, вычленять из него значимые
сигнальные раздражители. В основе дифференцировочного торможе­
ния лежит процесс концентрации возбуждения в нервных центрах.
Непрерывное более тонкое различение явлений окружающего
мира составляет важную часть мышления человека и определяет воз­
можность обучения. Путем дифференцировки словесных раздражите­
лей выявляются их частные особенности, необходимые для образования
новых понятий.
В самостоятельный вид условного торможения И.П. Павлов вы­
делил условный тормоз, который вырабатывается, если к условному
раздражителю, на который уже выработан условный рефлекс, добавля­
ется еще один, изначально индифферентный раздражитель, и это новое
сочетание двух раздражителей не подкрепляется. Такой добавочный
раздражитель постепенно становится универсальным отрицательным
сигналом. Будучи присоединенным к любому другому положительно­
му сигналу, он тормозит соответствующий этому сигналу условный
рефлекс. Так, увидев аппетитные бутерброды, мы хотим их попробо­
вать, но, к большому разочарованию, замечаем, что на один из них села
муха — переносчик инфекции. Это вызывает реакцию торможения пи­
щевого рефлекса. Такое же торможение произойдет, если мы увидим
муху на яблоке, пирожном и т.п.
Условный тормоз обеспечивает более гибкое поведение в зависи­
мости от действия различных факторов среды и потребностей организ­
ма, оно лежит в основе способности прекращать или не осуществлять
действия в ответ на запреты. Особое значение для человека имеют
словесные раздражители, вызывающие реакцию условного тормоза:
«нет», «нельзя», «перестань», «не делай чего-либо» и т.д. Отсюда по­
нятно, что выработка условного тормоза играет важную роль в форми­
ровании дисциплины, поведения человека, умения его подчиняться
требованиям и законам.
Торможение запаздывания. При выработке этого вида торможе­
ния подкрепление соответствующим безусловным рефлексом значи­
118
тельно отодвигается от начала действия условного раздражителя.
Подкреп­ляется лишь последний этап действия условного сигнала,
а пред­шествую­щий ему продолжительный период действия не подкре­
пляется. Именно этот период сопровождается торможением запазды­
вания. По его истечении торможение прекращается и сменяется воз­
буждением — так называемая фаза рефлекса. Так, у спортсменов
при командах «Внимание!», «На старт!» происходит активация всех
функций организма, как при самой нагрузке, однако благодаря запаз­
дывающему торможению они остаются на старте без движения. При не­
доразвитии этого торможения нередко происходят фальстарты. Тормо­
жение запаздывания лежит в основе таких важных качеств личности,
как терпение, выдержка, самообладание.
Условные рефлексы, при осуществлении которых в коре голов­ного
мозга развивается возбуждение, называются положительными. В ос­
нове других лежит корковое (условно-рефлекторное) торможение, и
они называются отрицательными, так как приводят к прекращению
ответной реакции. Несмотря на кажущееся различие, положительные
и отрицательные условные рефлексы имеют много общего: они вызы­
ваются сигнальными раздражителями и вырабатываются при опреде­
ленных условиях.
Таким образом, торможение как один из видов нервных процессов
имеет большое значение в жизни организма. Оно выполняет две важные
функции:
1) охранительную;
2) корригирующую.
Охранительная (защитная) роль торможения заключается в сме­
не возбудительного процесса на другой, более экономичный — тормо­
жение. При воздействии чрезвычайно сильных раздражителей тормо­
жение защищает нервные клетки от перенапряжения и истощения.
Корригирующая роль торможения состоит в приведении совер­
шаемых организмом реакций и рефлексов адекватно времени и про­
странству в соответствие с условиями окружающей среды. Так, если
выработанный условный рефлекс перестал подкрепляться безуслов­
ным, а условный раздражитель продолжает включаться и вызывать
существенную реакцию, в этом случае организм как бы ошибается.
Деятельность его не соответствует условиям окружающей среды и по­
тому неэкономична. Так будет продолжаться до тех пор, пока условный
рефлекс не угаснет, а условный раздражитель будет вызывать тормо­
жение. Угасательное торможение корригирует деятельность коры
больших полушарий в соответствии с изменившимися условиями
окружающей среды.
119
3.5. ДИНАМИЧЕСКИЕ СТЕРЕОТИПЫ И ИХ РОЛЬ
Внешний мир воздействует на организм не единичными раздра­
жителями, а системой одновременных и последовательных сигналов.
Если эта система часто повторяется, то в деятельности головного мозга
образуется системность, или динамический стереотип.
Динамический стереотип представляет собой последовательную
цепь условно-рефлекторных актов. Они осуществляются в строго
определенном, закрепленном во времени порядке и являются следстви­
ем сложной системной реакции организма на систему положительных
(подкрепляемых) и отрицательных (неподкрепляемых, или тормозных)
условных раздражителей. Динамический стереотип лежит в основе об­
разования привычек, формирования умений и навыков. Так, примера­
ми динамического стереотипа могут служить режим дня, устная и
письменная речь, умение кататься на велосипеде, решать алгебраиче­
ские задачи и т.п.
Выработка стереотипа — пример сложной синтезирующей деятель­
ности коры головного мозга. Стереотип трудно вырабатывается, но
если он выработан, то поддержание его не требует значительного на­
пряжения корковой деятельности, многие действия при этом стано­
вятся автоматическими (ребенок долго осваивает процесс одевания,
но со временем это становится простой задачей; сложно освоить по­
рядок первой помощи при остановке сердца, но при выработке прочно­
го навыка эти действия выполняются в нужной последовательности
без размышлений).
Изменение условий существования организма влечет за собой
ломку динамического стереотипа, которая возможна только у индиви­
дуума со способностью к угасательному торможению. Временные
связи между элементами стереотипа достаточно прочны. Изменение
стереотипа (замена одного из сигналов другим или включение какоголибо компонента) требует тренировки. Трудно «переучить» ребенка,
если он, например, научился неправильно держать ручку при письме.
Сложно отказаться от вредных привычек, например от курения, так как
сам вид, запах сигареты или ситуация, которая обычно предшествовала
курению, являются первым пусковым сигналом и приводят к реализа­
ции целого комплекса последующих действий, цепь которых не всегда
удается разорвать.
Динамические стереотипы — основа человеческого поведения, од­
нако образование прочного динамического стереотипа может наряду с по­
ложительным значением иметь и отрицательное. Привычка действовать
по определенному стандарту затрудняет приспособление к новым усло­
120
виям выполнения работы, к новому режиму жизни. Изме­нение привыч­
ных форм работы, режима жизни переживается тяжело и может привес­
ти к нарушениям некоторых функций организма, особенно у детей и лиц
пожилого возраста. Вот почему последовательность, преемственность
приемов воспитания и обучения, непротиворечивость требований, предъ­
являемых ребенку с первых лет жизни, являются необходимыми усло­
виями здорового и гармоничного развития его личности.
Поэтому, как указывал И.П. Павлов, установление динамического
стереотипа является положительным при стандартных условиях дея­
тельности и отрицательным при варьировании этих условий и резком
их изменении.
3.6. ТЕОРИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ СИСТЕМ КАК РАЗВИТИЕ
УЧЕНИЯ О НЕРВНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
Изучая особенности проявления нервной деятельности и меха­
низмы поведенческого акта, П.К. Анохин пришел к выводу о том, что
рефлекс характеризует двигательный или секреторный ответ опреде­
ленной структуры, а не организма в целом. В связи с этим он выдви­
нул гипотезу о существовании функциональных систем, определяю­
щих ответ всего организма на любые стимулы и лежащих в основе
поведения.
По П.К. Анохину, функциональная система — это динамическая
саморегулирующая организация, временно объединяющая различные
органы, системы и процессы, которые взаимодействуют для получения
полезного приспособительного результата в соответствии с потребно­
стями организма. В основе функциональной системы лежит положе­
ние о том, что именно конечный (приспособительный) результат
определяет объединение разных процессов и реакций в функцио­
нальную систему. Каждая функциональная система возникает для до­
стижения полезного приспособительного результата, необходимого
для удовлетворения потребности организма. Таким образом, полезный
приспособительный результат есть основной системообразующий
фактор.
Выделяют три группы потребностей, в соответствии с которыми
формируются три вида функциональных систем:
1) внутренние — для сохранения гомеостатических показателей;
2) внешние (поведенческие) — для адаптации организма к внешней
среде;
3) социальные — для удовлетворения социальных потребностей
человека.
121
С этих позиций организм человека есть совокупность различных
функциональных систем, которые формируются в зависимости от воз­
никающих потребностей организма. В каждый определенный момент
времени одна из них становится ведущей, доминирующей.
В структуре функциональной системы выделяют несколько блоков:
„„ мотивация;
„„ афферентный синтез;
„„ принятие решения;
„„ акцептор результата действия;
„„ эфферентный ответ;
„„ полезный приспособительный результат системы;
„„ обратная афферентация (рис. 3.16).
Рис. 3.16. Общая схема функциональной системы по П.К.Анохину
Афферентный синтез — процесс анализа и интеграции различных
афферентных сигналов. В это время решается вопрос о том, какой ре­
зультат должен быть получен. Все афферентные сигналы можно разде­
лить на четыре компонента.
Мотивационное возбуждение. Любой поведенческий акт направ­
лен на удовлетворение потребностей (физиологических, познава­тель­
ных, эстетических, и т.д.). Задача афферентного синтеза — отбор
из огромного количества информации наиболее значимой, соответст­
вующей доминирующей потребности. Эта потребность является мо­
тивом для организации соответствующей поведенческой реакции.
122
Возбуждение, формирующееся в центрах функциональной системы
для реализации доминирующей потребности, называется мотивацион­
ным. Оно создается благодаря избирательной активации структур коры
головного мозга со стороны таламуса и гипоталамуса и определяет, что
нужно организму. Например, изменение параметров внутренней среды
при длительном неупотреблении пищи приводит к формированию
комплекса возбуждений, связанных с пищевой доминирующей моти­
вацией.
2. Обстановочная афферентация — второй компонент афферент­
ного синтеза. Она представляет собой поток нервных импульсов, вы­
званных множеством раздражителей внешней или внутренней среды,
т.е. определяет, в каких условиях находится организм. Например, об­
становочная афферентация будет нести информацию о том, где нахо­
дится испытывающий чувство голода человек, какую деятельность он
выполняет в данный момент и т.д.
3. Аппарат памяти в структуре афферентного синтеза обеспечива­
ет оценку поступающей информации путем сопоставления ее со следа­
ми памяти, имеющими отношение к данной доминирующей мотивации.
Например, находился ли человек ранее в этом месте, были ли здесь
источники пищи и т.д.
4. Пусковая афферентация — комплекс возбуждений, связанных
с действием сигнала, который является непосредственным стимулом
для запуска той или иной реакции, т.е. в нашем примере это вид пищи.
Адекватная реакция может осуществляться лишь при действии
всех элементов афферентного синтеза, что создает интеграцию нервных
процессов. Один и тот же пусковой сигнал в зависимости от обстано­
вочной афферентации и аппарата памяти может вызвать разную реак­
цию. В нашем примере она будет различной при наличии и отсутствии
у человека денег на приобретение пищи.
Принятие решения — это узловой механизм функциональной
системы. На этом этапе формируется конкретная цель, к которой стре­
мится организм. При этом возникает избирательное возбуждение ком­
плекса нейронов, обеспечивающее возникновение ответа, направлен­
ного на удовлетворение доминирующей потребности.
Организм имеет множество степеней свободы в выборе реакции.
Именно при принятии решения происходит торможение всех степе­
ней свободы, кроме одной. Например, когда человек хочет есть, он может
купить еду, или поискать более дешевую, или пойти обедать домой.
При принятии решения на основе афферентного синтеза будет выбран
единственный вариант, наиболее отвечающий всему комплексу инфор­
мации о данной ситуации.
123
Принятие решения — это критический этап, который переводит
один процесс (афферентный синтез) в другой — программу действий,
после чего система приобретает исполнительный характер.
Акцептор результата действия — один из наиболее интересных
элементов функциональной системы. Это комплекс возбуждений эле­
ментов коры и подкорки, обеспечивающий прогнозирование признаков
будущего результата. Он формируется одновременно с реализацией
программы действий, но до начала работы эффектора, т.е. опережающе. Когда действие осуществляется и афферентная информация о ре­
зультатах этих действий переходит в ЦНС, эта информация в данном
блоке сравнивается со сформированной ранее «моделью» результата.
Если возникает несоответствие между моделью результата и резуль­
татом, полученным в действительности, в реакцию организма вносят­
ся поправки до тех пор, пока запрограммированный и полученный
в действительности результат не совпадут (причем коррекция может
касаться и модели результата). В нашем примере, съев порцию пищи,
человек может продолжать испытывать чувство голода, и тогда он будет
искать дополнительную пищу для удовлетворения пищевой потреб­
ности.
Эфферентный синтез — процесс формирования комплекса воз­
буждений в структурах ЦНС, обеспечивающий изменение состоя­
ния эффекторов. Это приводит к изменению деятельности различных
вегетативных органов, включению желез внутренней секреции и по­
веденческих реакций, направленных на достижение полезного при­
способительного результата. Эта комплексная реакция организма
весьма пластична. Ее элементы и степень их вовлеченности могут варь­
ироваться в зависимости от доминирующей потребности, состояния
организма, обстановки, предыдущего опыта и модели желаемого ре­
зультата.
Полезный приспособительный результат — изменение состояния
организма после совершения деятельности, направленной на удовлет­
ворение доминирующей потребности. Как говорилось выше, именно
полезный результат является системообразующим фактором функци­
ональной системы. При совпадении полезного результата с акцептором
результата действия данная функциональная система сменяется другой,
формирующейся для удовлетворения новой доминирующей потреб­
ности.
Важность обратной афферентации для достижения полезного
приспособительного результата подчеркивал П.К. Анохин. Именно
обратная афферентация позволяет сопоставить результат действия
с поставленной задачей.
124
В нашем примере человек будет насыщаться, пока импульсация
от внутренних органов о результате данного действия в акцепторе
результата действия не совпадет с комплексом возбуждений, являю­
щихся моделью «сытости».
Любая функциональная система работает по принципу опереже­
ния конечного результата (предвидения) и характеризует целостный
подход организма в регуляции всех процессов.
Важно, что все элементы функциональных систем, кроме рецеп­
торов, обладают пластичностью и могут гибко заменять и компен­си­
ровать друг друга для достижения конечного приспособительного ре­
зультата. Этот факт важен для воспитания детей с различными
дефектами развития, поскольку показывает возможность компенсации
утраченной функции за счет активации других органов и систем.
Теория функциональных систем позволяет рассматривать раз­
нообразные реакции организма — от простых, направленных на под­
держание гомеостаза, — до сложных, связанных с сознательной соци­
альной деятельностью человека. Она объясняет пластичность и
направленность поведения человека в различных ситуациях.
Рассматривая образование функциональных систем в онтогенезе
(теория системогенеза), П.К. Анохин установил, что формирование
всех ее элементов происходит с опережением возникновения ведущих
потребностей организма. Это позволяет ему заблаговременно сформи­
ровать психофизиологические структуры для удовлетворения возни­
кающих потребностей. Так, функциональная система репродукции
формируется к началу юношеского возраста, когда появляется физио­
логическая и психологическая готовность, а также возможность про­
должения рода. Таким образом, знание периодов становления ведущих
потребностей организма позволяет понять формирование соответству­
ющих функциональных систем.
3.7. РАЗВИТИЕ ВЫСШЕЙ НЕРВНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
В ОНТОГЕНЕЗЕ
Знание особенностей развития ВНД детей разного возраста явля­
ется одним из важнейших условий для эффективной организации про­
цесса воспитания и обучения ребенка. Игнорирование педагогами и
родителями этих особенностей зачастую приводит к конфликтным
ситуациям и развитию серьезных нарушений нервно-психического
здоровья.
125
3.7.1. Нервная деятельность плода и новорожденного
Пренатальный онтогенез в первую очередь характеризуется раз­
витием ННД. Рефлекторные дуги безусловных рефлексов начинают
формироваться на третьем месяце пренатального развития. Первыми
появляются сосательные и дыхательные движения. Движение конеч­
ностей плода наблюдается на четвертом-пятом месяце внутриутробно­
го развития. Формирование морфофункциональной основы большин­
ства врожденных безусловных рефлексов, которые обеспечивают
нормальное функционирование вегетативной сферы, вегетативный
«комфорт», завершается к моменту рождения ребенка.
Возрастные особенности ВНД детей тесно связаны с развитием
коры больших полушарий головного мозга, которое идет в направлении
увеличения числа нейронов, количества синаптических связей, форми­
рования межнейронных связей.
В настоящее время данные о наличии условно-рефлекторной де­
ятельности у плода весьма противоречивы. Некоторые физиологи
считают, что к образованию условных связей организм готов уже в по­
следние месяцы пренатального развития, однако большинство иссле­
дователей полагает, что у плода условно-рефлекторная деятельность
отсутствует. Среда существования плода столь постоянна, что приспо­
собление к ее незначительным сдвигам полностью обеспечивается без­
условно-рефлекторными реакциями.
Именно рождение ребенка, несущее за собой появление совокуп­
ности совершенно новых раздражителей, воздействующих на рецептор­
ный аппарат новорожденного, стимулирует развитие новых механизмов
уравновешивания со средой обитания — условно-рефлекторных.
Для образования условных рефлексов необходимо время. Выде­
ляют три стадии развития условно-рефлекторной деятельности:
1) неспецифических реакций — характеризуется возникновением
ориентировочной реакции в ответ на раздражитель;
2) неустойчивого условного рефлекса — условный раздражитель
не всегда вызывает ответную реакцию;
3) устойчивого условного рефлекса — большинство действий ус­
ловного раздражителя вызывают ответную реакцию.
Образование условных рефлексов в период новорожденности идет
довольно медленно. Так, если у новорожденных детей формирование
условной мигательной реакции на звуковой раздражитель требует
около 400 сочетаний с безусловным стимулом (например, струя воз­
духа, направленная в глаз), то в дошкольном возрасте условный рефлекс
появляется уже после двух-пяти сочетаний. Скорость образования
126
условных реакций у детей старше десяти лет и взрослых практически
не различается.
Условно-рефлекторные реакции новорожденного вырабатывают­
ся на биологически важные стимулы, т.е. являются натуральными.
Самыми первыми появляются условные рефлексы, вырабатываемые
на внутренние раздражители. В первые дни постнатальной жизни
у ребен­ка отмечается образование натуральных пищевых рефлексов
на время кормления. При строгом режиме кормления на пятый-седь­
мой день еще до приема пищи отмечается повышение количества лей­
коцитов в крови и усиление газообмена. Дети пробуждаются, у них
наблюдается повышенная двигательная активность. Сосательные
движения появляются еще до того, как сосок вложен в рот. Сигналом
для образо­вания этих рефлексов служит возбуждение интерорецепто­
ров в результате снижения содержания питательных веществ в крови
и усиление секреции желез пищеварительного тракта, происходящее
через определенные интервалы времени.
Ко второй неделе после рождения формируется реакция на по­
ложение для кормления, которая выражается в непроизвольных соса­
тельных движениях, движении головы, открывании рта. Условным
сигналом в данном случае служит комплекс раздражителей, действую­
щих на рецепторы кожи, а также двигательного и вестибулярного ана­
лизаторов. Таким образом, первыми начинают образовываться нату­
ральные пищевые рефлексы сосания и общедвигательные реакции.
В течение первого месяца условные реакции неустойчивы, могут быть
выработаны пока лишь на комплекс раздражителей, требуют постоян­
ного подкрепления. Позднее образуются условные рефлексы на внеш­
ние раздражители, о сроках появления которых имеются неоднозначные
мнения. Приводят такую последовательность образования экстерореф­
лексов: сначала на кожные, позднее на звуковые, а затем на зрительные
сигналы. По мнению ряда авторов, уже на седьмой-десятый день жизни
ребенка возможна выработка условных реакций на звуковые раздражи­
тели, другие авторы указывают на двух-трехмесячный возраст. Такие
неоднозначные данные о сроках образования первых условных рефлек­
сов на различные сигналы связаны с очень большими индивидуальны­
ми различиями, обусловленными разным уровнем созревания мозговых
структур и степенью развития ребенка к моменту рождения. В среднем
можно считать, что до месячного возраста искусственные рефлексы
крайне неустойчивы, требуют тем большего числа сочетаний, чем млад­
ше ребенок. Последовательность возникновения рефлексов, вырабаты­
ваемых на различные раздражители, зависит от индивидуальных сроков
созревания сенсорных систем.
127
Наряду с возбуждением, лежащим в основе формирования услов­
ных рефлексов, в этом возрасте можно отметить наличие внешнего,
безусловно-рефлекторного торможения. Оно существует сразу после
рождения, поэтому новорожденный на любой достаточно интенсив­
ный посторонний раздражитель перестает сосать грудь (индукционное
торможение), а после кормления, связанного с процессами возбуждения
в коре, практически сразу засыпает (запредельное торможение),
при этом продолжительность сна значительно превышает время бодр­
ствования. Условно-рефлекторное торможение появляется позже,
к концу первого месяца.
Можно заключить, что реакции новорожденного на факторы окру­
жающей среды обеспечиваются главным образом ННД. Тем не менее
уже в этом периоде у ребенка отмечаются рефлекторные реакции, ле­
жащие в основе развития коммуникативного поведения, дальнейшей
социализации. Так, уже с первых дней жизни у новорожденного отме­
чается реакция на человеческое лицо, в частности на лицо матери. От­
сутствие такой реакции настораживает и требует консультации невро­
лога. На коммуникацию направлен и вокализационный компонент
поведения ребенка. Первая звуковая реакция — крик — изначально
является безусловно-рефлекторной, она информирует о дискомфорте
и содержит призыв к удовлетворению базовых потребностей.
3.7.2. Высшая нервная деятельность в грудном возрасте
Грудной возраст характеризуется незрелостью клеток коры и рез­
ким преобладанием процесса возбуждения над торможением, его ши­
рокой иррадиацией (распространением), когда возбуждением охваты­
вается большинство нервных центров. Сравним, например, реакцию
взрослого человека и грудного ребенка на легкий укол руки. Взрослый
в этой ситуации лишь отдернет руку. У грудного ребенка будет наблю­
даться более выраженная и некоординированная двигательная актив­
ность, изменения дыхания, крик, плач.
В то же время в этом возрасте ярко выражено и безусловное тор­
можение. Вследствие слабости нервных процессов под действием
сильных или длительно действующих раздражителей возбуждение
нервных центров легко сменяется запредельным торможением. Напри­
мер, изменение положения тела ребенка приводит к активации центра
вестибулярного анализатора. Но длительное укачивание приводит
к тому, что возбуждение этого центра сменяется запредельным тормо­
жением, распространяющимся по коре, и ребенок засыпает. Внешнее,
индукционное торможение также ярко проявляется в этом возрасте.
128
Так, ребенок при кормлении не берет грудь, если у него есть очаг боле­
вого раздражения.
Что касается развития условных рефлексов, то, как отмечалось
выше, по одним данным, на первом, по другим — на втором-третьем
месяце появляются условные рефлексы на внешние раздражители,
зрительные и слуховые. Следует отметить, что с пяти месяцев уже мо­
жет сформироваться условный рефлекс при раздражении любых экс­
терорецепторов, т.е. формируется первая сигнальная система.
Одна из характерных особенностей условно-рефлекторной дея­
тельности детей грудного возраста заключается в том, что в это время
действенными являются комплексные раздражители. Так, условные
рефлексы на зрительные раздражители возникают при их сочетании
с кинестетическими, связанными с движениями ребенка. В свою очередь
условные рефлексы на звуковые раздражители вырабатываются при их
подкреплении зрительными раздражителями.
Во втором полугодии одним из компонентов такого комплекса
может являться слово. К десяти-одиннадцати месяцам у ребенка вы­
рабатывается уже много адекватных реакций на словесные сигналы.
Но в большей степени реакции идут на комплекс слова, интонации,
обстановки, положения тела и т.п. Ответные же реакции ребенка пред­
ставляют собой одиночные рефлекторные акты.
Таким образом, первоначально условные рефлексы ребенка фор­
мируются на конкретные сенсорные стимулы (световые, звуковые,
тактильные, обонятельные, т.д.). Вначале формируются только веге­
тативные условные рефлексы, затем — двигательные и наконец — ре­
чедвигательные.
Что касается условно-рефлекторного торможения, данные о сроках
его формирования противоречивы. Отмечается, что уже в возрасте
20 дней ребенок начинает дифференцировать положение для кормления
от положения для пеленания.
Условное торможение экстероцептивных рефлексов, по мнению
большинства авторов, начинает формироваться примерно со второготретьего месяца жизни. В первую очередь это дифференцировочное
торможение. С этого возраста младенец, например, отличает мать
по голо­су и виду от других людей. Несколько позже, по одним дан­
ным, с четырех-пяти-, по другим — с шести-восьмимесячного возраста
начинает вырабатываться запаздывающее торможение. С восьми-де­
вяти (по другим данным, с 10—12) месяцев появляются первые при­
знаки условного тормоза. Все виды условного торможения, однако,
слабы и могут быть легко изменены действием внешнего, безусловного
тормоза.
129
На первом году жизни вырабатывается лишь динамический стереотип на время: ребенок болезненно реагирует на нарушение режима
сна и питания, в то время как другие внешние воздействия для него
являются менее значимыми.
3.7.3. Развитие высшей нервной деятельности
в раннем детстве
Период от одного до трех лет характеризуется выраженным уси­
лением нервных процессов. При этом возбуждение намного преобла­
дает над торможением.
Огромную роль в ускорении темпов формирования ВНД ребенка
играет созревание моторных структур коры и подкорки и появление
ходьбы. Ходьба резко расширяет горизонты доступного ребенку окру­
жающего мира, открывает возможности для наблюдений и манипуля­
ций с огромным количеством ранее недоступных предметов. Это при­
водит к скачку в развитии ВНД.
На втором году жизни ребенок начинает выделять отдельные при­
знаки комплексных раздражителей, начинается выработка условных
рефлексов на цвет, форму, звук объекта.
В возрасте двух-трех лет происходит образование большого ко­
личества условных рефлексов на отношение величины, тяжести, уда­
ленности предметов, на разную интенсивность одного и того же раз­
дражителя. Становится возможным образование рефлексов не только
на различные типы раздражителей, но также и на различную интен­
сивность одного и того же раздражителя. В этом возрасте и далее
в первом детстве очень велика роль подражательного и игрового реф­
лексов. Дети копируют взрослых, их жесты, слова, интонации, манеры.
У ребенка раннего детства вырабатывается все больше инструментальных условных рефлексов. Он не просто берет предметы в руки,
но начинает сначала подражательно, а затем целенаправленно их ис­
пользовать: берет ложку, чтобы есть ею, надевает шапку на голову,
подтаскивает стульчик, чтобы, взобравшись на него, дотянуться
до игрушки и т.д.
Что касается отрицательных условных рефлексов, в этом возрасте
возникает все больше дифференцировок, они становятся тоньше, вы­
рабатываются быстрее. Это касается не только предметных, но и рече­
вых раздражителей. В меньшей мере возрастает способность к выработ­
ке запаздывающего торможения: дети этого возраста способны
некоторое время сдерживать мочеиспускание и дефекацию и т.п., но
отличаются выраженной нетерпеливостью, ожидание чего-либо дается
130
им с трудом. На втором, а особенно третьем году жизни отчетливыми
становятся реакции условного тормоза: ребенок способен прекратить
условно-рефлекторные действия в ответ на слова «нет», «нельзя» и т.п.
Системы условных связей, выработанные в период раннего детства,
отличаются особой прочностью: они могут быть заторможены на дли­
тельное время, но затем легко восстанавливаются. Это связано со слабой
способностью к угасательному торможению в данном возрасте.
В раннем детстве во множестве вырабатываются динамические
стереотипы, позволяющие ребенку легче приспосабливаться к окружа­
ющей среде, так как действия приобретают строгую последователь­
ность. Особенно важно в этом возрасте формирование стереотипов
предметной деятельности, связанных с самообслуживанием (закрепле­
ние последовательности действия при еде, умывании, одевании и т.п.)
и речевых стереотипов. Выработка динамического стереотипа в этом
возрасте происходит достаточно медленно, поэтому важно создавать
для ребенка стабильную среду: режим дня, постоянство требований.
В силу недостаточной подвижности нервных процессов и слабой вы­
раженности угасательного торможения динамические стереотипы
раннего детства очень прочны, а их переделка сложна для ребенка и
происходит с большим трудом. Многие из выработанных в эти годы
стереотипов сохраняются на протяжении долгих лет. Отсюда становит­
ся понятно, почему, разговаривая с ребенком, нельзя искажать речь,
«сюсюкать», поощрять искаженное произношение слов; почему необ­
ходимо уже в этом возрасте воспитывать самостоятельность и аккурат­
ность в быту, формировать привычки, способствующие сохранению и
укреплению здоровья.
Главными движущими силами, активизирующими созревание
мозга и психики, являются внешние стимулы и социальная среда. В раз­
витии мозга многое зависит от потока сенсорных импульсов и состояния
системы восприятия. Возрастной период от двух до пяти лет является
наиболее подходящим для восприятия сенсорного притока, активации
образования межнейронных связей и созревания проводящих путей.
Особая роль в созревании мозга принадлежит проприоцепции пальцев
рук. Это, очевидно, обусловлено наибольшим представительством
в коре больших полушарий кисти руки. Тонкие и точные движения кис­
ти руки, в частности, ускоряют созревание центра речи и способствуют
интеграции деятельности мозга. Развитие бимануальной координации
у детей сопровождается усилением межполушарных связей. Мощным
и весьма физиологичным методом интеграции мозга являются детские
подвижные игры. Без процессов интеграции в мозге формирование
высших функций мозга и способности к обучению крайне затруднены.
131
3.7.4. Развитие высшей нервной деятельности
у детей первого детства
В три года происходит смена ведущей деятельности, определяю­
щая дальнейшее развитие ребенка. Предметная деятельность сменяет­
ся игрой и продуктивной деятельностью, которые становятся ведущи­
ми в возрасте трех — семи лет.
У детей старше трех лет наблюдается дальнейшее усиление нерв­
ных процессов, особенно процесса торможения, значительно возрас­
тает их подвижность и уравновешенность. Это приводит к снижению
степени иррадиации возбуждения, делает возможным осуществление
более точных, тонких и координированных движений, выработку более
сложных условных реакций.
В первые пять-шесть лет жизни при выработке условных рефлек­
сов реакции возникают как на комплекс раздражителей, так и на его
отдельные компоненты. В дальнейшем нарастает специализация полей
коры мозга, которая становится выраженной к шести-семи годам.
Исследовательский компонент в поведении ребенка усиливается,
анализ и синтез осуществляется действием: дети стремятся разбирать
на части игрушки и другие предметы, но нередко пытаются и «собрать»
поломанные игрушки.
Усиление условного торможения приводит к выработке все более
тонких дифференцировок как предметных, так и речевых раздражите­
лей, что способствует более совершенному взаимодействию с предмет­
ной средой, повышению темпов расширения словарного запаса, более
четкому произношению слов.
Запаздывающее торможение и в этом возрасте вырабатывается
сложнее, чем дифференцировочное, поэтому нетерпеливость характер­
на для детей этого возраста. Тренировать запаздывание уже с трех-пяти
лет можно через игры, требующие проявления этого вида торможения
(прятки, «замри» и т.п.).
Достаточно сложно вырабатывается у детей первого детства и
условный тормоз. Умение сдерживать свои реакции при действии за­
прещающих раздражителей, дисциплина, которая позднее перераста­
ет в самодисциплину, легче развиваются, если ребенку предъявляют­
ся четкие, последовательные педагогические требования. Запретов
не должно быть много, но они должны быть понятны ребенку и посто­
янны.
Угасательное торможение развивается гораздо медленнее, к четы­
рем-пяти годам, когда в нервной системе формируются тормозные
синапсы. Поэтому ребенка в описываемом возрасте трудно отучить
132
от вредных привычек, неправильных навыков, но выработанные «хо­
рошие» условные рефлексы, например соблюдение гигиенических
правил, остаются прочными на протяжении последующей жизни. Раз­
витие способности к угасанию условных рефлексов, особенно с четырехпяти лет, делает ВНД ребенка более пластичной.
Возросшая подвижность нервных процессов приводит к тому, что
в первом детстве резко повышаются темпы выработки динамических
стереотипов. При этом вплоть до четырех-пяти лет, когда резко усили­
вается способность к угасанию, выработанные стереотипы очень проч­
ны и малоподвижны. Лишь после пяти лет становится возможна от­
носительно легкая переделка стереотипов.
В связи с развитием социализации ребенка, расширением круга
его общения среди динамических стереотипов этого возраста большую
роль играют стереотипы социального поведения, формируются эстети­
ческие и этические стереотипы. В выработке этих стереотипов попрежнему большое значение имеет подражательный рефлекс, поэтому
так важно, чтобы ребенок постоянно видел примеры общественно при­
емлемого, адекватного поведения взрослых. Возникающие стереотипы
поведения закрепляются в сюжетно-ролевых играх детей. Участвуя
в них, родители и педагоги получают возможность корректировать по­
ведение ребенка, направлять его в нужное русло.
3.7.5. Высшая нервная деятельность во втором детстве
Второе детство — период спокойного поступательного развития
ВНД. В возрасте семи — одиннадцати лет нервные процессы обладают
значительной силой и уравновешенностью, они достаточно подвижны.
Усиливается взаимодействие между возбуждением и торможением. Все
виды условного торможения выражены хорошо, но по-прежнему тре­
буют упражнения и тренировки: как наиболее «хрупкие» рефлексы, они
достаточно легко подвержены безусловному торможению — как индук­
ционному, так и запредельному. Благодаря развитому условному тор­
можению дети этого периода готовы к обучению в школе: они легко
формируют новые дифференцировки, достаточно выдержанны, их
легко дисциплинировать. Но при утомлении или действии сильных
посторонних раздражителей развивается запредельное торможение.
В этом возрасте более четко начинают проявляться типологические
особенности ВНД, ее характеристики (сила, подвижность, уравнове­
шенность нервных процессов), но они еще вариабельны, что создает
возможность направленной педагогической коррекции темперамента
и характера.
133
Начало второго детства совпадает с началом обучения. Так как
режим дня школьника и требования к нему существенно отличаются
от режима и требований к дошкольнику, происходит ломка динамиче­
ских стереотипов, выработанных в первом детстве. Этот процесс тре­
бует больших затрат энергии, он достаточно продолжителен и вызыва­
ет у ребенка чувство дискомфорта. Если взрослые не учитывают этих
особенностей, требуют от ребенка быстрой перестройки, адаптационные
возможности ВНД ребенка могут оказаться недостаточными. Резуль­
татом может стать в лучшем случае стойкое неприязненное отношение
к обучению, в худшем — развитие невротических заболеваний. По мере
адаптации к школе у ребенка все быстрее вырабатываются новые дина­
мические стереотипы, связанные с учебной деятельностью.
3.7.6. Особенности высшей нервной деятельности
подростков
В связи с половым созреванием у подростков происходит гор­
мональный сдвиг, оказывающий влияние на все системы и процессы,
в том числе функциональное состояние коры больших полушарий.
Уравновешенность возбуждения и торможения, имеющаяся во вто­
ром детстве, сменяется резким преобладанием возбуждения, его ши­
рокой ирради­ацией (распространением), главным образом за счет
снижения торможения, что проявляется в двигательной расторможен­
ности, а иногда в нарушении адекватных реакций на условные раздра­
жители.
Ослабляется тормозящее влияние коры больших полушарий на
подкорковые образования, что может приводить к нарушению вегета­
тивных функций: одышке, болях в области сердца, сосудистых реакци­
ях. Ослабление коркового контроля приводит к ярким неконтролиру­
емым эмоциям.
Сила нервных процессов резко снижается, что приводит к быстро­
му развитию запредельного торможения под действием сильных раз­
дражителей, к быстрой утомляемости подростков.
По сравнению с предыдущим возрастом затруднена выработка
временных связей, и закрепление требует большего времени и усилий.
Снижается также и скорость образования рефлексов первой и второй
сигнальных систем.
Ослабление всех видов условного торможения отрицательно ска­
зывается на поведении подростков и их способности к обучению.
Вследст­вие ухудшения дифференцировки подростки допускают грам­
матические ошибки, с трудом усваивают новые понятия. Ухудшение
134
запаздывания приводит к тому, что подростки крайне нетерпеливы, не
выдержанны. Снижение условного тормоза делает их мало восприим­
чивыми к запрещающим раздражителям, что приводит к негативизму
в их поведении, слабой дисциплине и самодисциплине. Ослабление
угасательного торможения проявляется в упрямстве, нежелании что-то
менять, переделывать.
Динамические стереотипы вырабатываются медленнее, чем в пре­
дыдущем периоде, но из-за ослабления угасательного торможения от­
личаются большой прочностью. Навыки, умения, привычки, возникшие
у подростков, сложно переделать. Поэтому так важно способствовать
формированию у них стереотипов, способствующих сохранению здо­
ровья, лучшей социальной адаптации, и предупреждать развитие сте­
реотипов негативных, в частности вредных привычек (курение, употре­
бление алкоголя и т.п.).
В значительной степени описанные негативные изменения ВНД
связаны с ухудшением кровоснабжения мозга, поскольку пубертатный
скачок роста в 11—13 лет опережает рост и развитие вегетативных ор­
ганов, особенно сердечно-сосудистой и дыхательной систем, что при­
водит к дефициту кислорода в организме, к которому так чувствитель­
ны нейроны.
Окружающим подростка взрослым необходимо учитывать указан­
ные особенности ВНД при его воспитании, планировании объема
учебной нагрузки и ее структуры.
В силу повышенной утомляемости дети этого возраста нуждают­
ся в режиме дня, полноценном отдыхе и питании, пребывании на све­
жем воздухе, оптимальной физической активности. Строя взаимоотно­
шения с подростками, следует помнить, что этот возраст называют
«трудным» потому, что в первую очередь он труден для них самих.
Доброжелательность и понимание со стороны взрослых — необходимое
условие для профилактики неврозов, агрессии и других негативных
явлений, которые могут развиваться у подростков в неблагоприятных
условиях.
К концу подросткового периода устанавливаются гармоничные
взаимоотношения между корой и подкоркой, процессами возбуждения
и торможения.
Способность к формированию стереотипов и их переделке возрас­
тает, однако успешность этого процесса в значительной степени зависит
от индивидуальных особенностей нервной системы. После 15—17 лет
ВНД считается созревшей.
135
3.7.7. Изменения ВНД при старении организма
В основе возрастных изменений ВНД лежат следующие морфо­
функциональные проявления:
„„ снижение мозгового кровотока, кислородного и энергетическо­
го обеспечения нейронов мозга, особенно в лобных и височных
долях;
„„ снижение количества нейронов, особенно в лобных и височных
отделах коры, участвующих в реализации высших психических
функций;
„„ снижение активирующего влияния ретикулярной формации
на кору головного мозга в связи с уменьшением двигательной
активности и ослабления притока импульсов от мышечных
рецепторов;
„„ уменьшение реактивности клеток коры и снижение скорости
приема и переработки информации;
„„ снижение силы и подвижности нервных процессов;
„„ уменьшение всех видов условно-рефлекторного торможения и
относительное увеличение безусловно-рефлекторного, особен­
но запредельного;
„„ снижение ассоциативных взаимосвязей между центрами голов­
ного мозга;
„„ речь становится более стереотипной, медленной, монотонной,
менее образной, существенно меняется письменная речь и по­
черк.
Описанные изменения приводят к тому, что у пожилых людей
затруднена выработка условных рефлексов и переделка динамических
стереотипов. Опять, как в подростковом возрасте, появляется «старче­
ское упрямство», увеличивается консерватизм, стереотипность поведе­
ния. Уменьшается объем и увеличивается время выполнения работы,
быстрее развивается утомление. По современным данным, эти процес­
сы развиваются, как правило, после 70 лет, хотя в отдельных случаях
можно отметить более ранние или более поздние изменения ВНД.
В целом угасание функций, реализуемых ВНД, осуществляется в по­
следовательности, обратной их становлению в онтогенезе.
136
3.8. ОСОБЕННОСТИ ВЫСШЕЙ НЕРВНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
ЧЕЛОВЕКА. РЕЧЬ И ЕЕ ЗНАЧЕНИЕ
3.8.1. Первая и вторая сигнальные системы
Кора больших полушарий является самым эволюционно молодым
образованием головного мозга. Именно здесь осуществляется наиболее
тонкий анализ многочисленных разнокачественных раздражений,
действую­щих на организм из внешней и внутренней среды. С аналити­
ческой деятельностью коры неразрывно связана ее синтетическая дея­
тельность. Она заключается в объединении, обобщении возбуждений,
возникающих в ее различных участках под действием раздражителей,
и организации целесообразных ответных реакций, составляющих при­
способительное поведение.
Наиболее высокий уровень развития аналитико-синтетических
процессов характерен для ВНД человека. Это связано с тем, что в эво­
люционном развитии человека, с одной стороны, развивались и совер­
шенствовались механизмы деятельности коры, присущие всем живот­
ным, а с другой, в ВНД человека возникли качественно новые,
свойственные в полной мере лишь ему механизмы.
Физиологическая основа принципиальных различий в работе
головного мозга животных и человека была впервые раскрыта И.П. Пав­
ловым. По его мнению, ВНД человека осуществляется на основе двух
систем условных рефлексов, или сигнальных систем.
Первая сигнальная система действительности — система услов­
ных рефлексов, формирующихся на конкретные, образные сигнальные
раздражители, непосредственно действующие на организм. Эта система
условных рефлексов на чувственно воспринимаемые раздражители
(зрительные, слуховые, обонятельные, тактильные и т.п.) свойственна
и животным, и человеку. Например, у животных и человека в ответ
на запах пищи усиливается слюноотделение; и животное, и человек
отходят в сторону при виде движущегося автомобиля. Первая сигналь­
ная система действительности является основой предметного, конкрет­
но-образного мышления. У животных только эта система условных
рефлексов обеспечивает процессы адаптации к изменяющимся услови­
ям внешней среды.
У человека в силу общественного образа жизни и совместной
трудо­вой деятельности сформировалась, по выражению Павлова,
«чрезвы­чайная прибавка» к ВНД — вторая сигнальная система действи­
тельности.
137
Вторая сигнальная система действительности — свойственная
лишь человеку система условных рефлексов на речевые, словесные
сигналы (произносимые, слышимые и видимые). Эта система условных
рефлексов лежит в основе специфически человеческого, понятийного
абстрактно-логического мышления. Для человека слово, по выражению
И.П. Павлова, становится сигналом сигналов: оно обозначает, сигна­
лизирует о действии непосредственных, конкретно-образных раздра­
жителей, которые сами являются сигнальными.
3.8.2. Функции слова как раздражителя
Слово становится раздражителем второй сигнальной системы
в том случае, когда оно выполняет функции абстрагирования и обоб­
щения. Функция абстрагирования (отвлечения) заключается том, что
слово заменяет действие непосредственных чувственных раздражите­
лей. Анализ и синтез окружающего мира человек может осуществлять,
не только взаимодействуя с конкретными предметами и явлениями,
но и на основе операций со словами, отражающими существенные
свойства этих предметов и явлений. Слово, как раздражитель отвлечен­
ный, действует не своим звуковым строем, а заключенным в нем смыс­
лом, понятием. Например, если у человека выработана последователь­
ность действий в ответ на слово «пожар», то услышав крик: «Горим!»,
он будет действовать таким же образом.
Способность к абстрагированию расширяет приспособительные
возможности человека. Он может получать представление о предметах
и явлениях без непосредственного контакта с ними, используя опыт
других людей, предыдущих поколений. Так, узнать о том, как действо­
вать в очаге радиационного поражения, человек может, не попадая
в такой очаг, со слов специалистов. Составить представление о дейст­
вии курения на организм также можно, не подвергая свой организм
этому вредному воздействию, опираясь на выраженный словами опыт
других людей. Благодаря абстрактному мышлению человек способен
предсказывать события, планировать свои действия. Например, услы­
шав предупреждение об угрозе наводнения, можно заранее предпри­
нятьмеры по защите своего имущества и здоровья от этого стихийного
бедствия.
Функция обобщения заключается в том, что человек, в отличие
от животных, обладает способностью обобщать словом бесчисленные
сигналы первой сигнальной системы на основе их существенных при­
знаков. Обобщение носит этапный характер. Так, все надеваемые на го­
лову изготовленные из теплых материалов предметы можно обобщить
138
понятием «шапка»; понятия «шапка», «шляпа», «пилотка», «панама»
обобщаются понятием «головной убор»; «головные уборы», «одежда»,
«обувь», «мебель», «посуда», «игрушки» входят в еще более общее по­
нятие — «вещи». Способность к обобщению словом позволяет человеку
использовать свой и чужой жизненный опыт для организации приспо­
собительного поведения. Например, оказывая помощь больному с вы­
сокой температурой, в зависимости от конкретной ситуации можно
положить ему на лоб пузырь со льдом, грелку с холодной водой или
смоченное холодной водой полотенце, так как все эти внешне непохожие
предметы имеют общий признак — они охлаждают.
Чем отвлеченнее и шире понятие, выраженное словом, тем менее
прочна его связь с конкретным раздражителем. Так, пищевая ответная
реакция у ребенка будет более выражена в том случае, если мы скажем:
«В этом ящике лежит спелое, сладкое яблоко». Высказывания «В этом
ящике фрукт» или «В этом ящике съедобное» вызовут гораздо меньший
рефлекторный ответ. По этой же причине, как правило, малоэффектив­
ны такие обобщенные высказывания, как «Физическая активность
полезна», «Курение сокращает жизнь», «в чрезвычайной ситуации
следует сохранять спокойствие».
Таким образом, в отличие от животных, обладающих лишь конкретно-чувственным, образным мышлением на базе первой сигнальной
системы, человек способен еще и к абстрактно-логическому, понятийному мышлению на базе второй сигнальной системы. Способность
к обобщенному отражению явлений и предметов обеспечила ему неогра­
ниченную возможность ориентации в окружающем мире. Развитие
цивилизации стало возможным благодаря формированию второй сиг­
нальной системы, без которой человек не способен передавать знания,
созидать искусство и науку.
Но следует помнить, что абстрактность, отвлеченность понятий­
ного мышления может приводить к формированию искаженных пред­
ставлений, поэтому так важно проверять отвлеченные представления
практикой. Если человек лишь слышал или читал о правилах оказания
первой помощи, вряд ли он сможет оказать ее так же качественно, как
тот, у кого выработаны навыки конкретных действий.
3.8.3. Функции речи
Выделяют три основные функции речи:
1) коммуникативную;
2) регулирующую;
3) программирующую.
139
Коммуникативная функция заключается в осуществлении обще­
ния между людьми с помощью языка. Через знания, накопленные че­
ловечеством и зафиксированные в устной и письменной речи, мы свя­
заны с прошлым и будущим.
Регулирующая функция речи реализуется в высших психических
функциях — сознательных формах психической деятельности. Отли­
чительной особенностью высших психических функций является их
произвольный характер. Один человек регулирует поведение другого
с помощью специальных раздражителей («знаков»), среди которых
наибольшее значение имеет речь. Применяя к собственному поведе­
нию стимулы, которые первоначально использовались для регуля­
ции поведения других людей, человек овладевает собственным пове­
дением.
Программирующая функция речи заключается в построении
смысловых схем речевого высказывания, грамматических структур
предложений, в переходе от замысла к внешнему развернутому выска­
зыванию. В основе данного процесса лежит внутреннее программиро­
вание, которое осуществляется с помощью внутренней речи. Внутрен­
нее программирование необходимо не только для подготовки речевого
высказывания, но и для построения самых различных движений и
действий.
3.8.4. Центры речи
Среди корковых зон, ответственных за речь, особенно важное
значение имеют задний речевой центр, центр Вернике (расположен
в левой височной доле мозга), и передний речевой центр, центр
Брока (расположен в нижней части левой лобной доли мозга)
(рис. 3.17).
Центр Вернике называют также центром сенсорной речи, его
повреж­дение приводит к нарушению речевого восприятия, т.е. словесной глухоте — человек все слышит, но не понимает речи. Не понимает
он и тех слов, которые произносит сам. Люди с таким нарушением те­
ряют способность не только к слуховому, но и к зрительному восприя­
тию речи. Они не могут читать про себя и вслух, у них нарушается
письменная речь.
Центр Брока представляет собой двигательный центр речи,
при его разрушении нарушается способность говорить. Человек не мо­
жет синтезировать речь: он понимает все услышанное, но сам не в со­
стоянии произнести ни одного слова. Не способен такой человек и
к письменной речи.
140
Рис. 3.17. Центры речи:
а) — в левом полушарии; б) — на горизонтальном срезе мозга;
МТ — мозолистое тело, связывающее полушария мозга,
ДП — диагональный пучок, связывающий речевые центры. Стрелками
показан путь при зрительном восприятии слов и речевом ответе
Источник: Дубровинская Н.В., Фарбер Д.А., Безруких М.М. Психофизио­
логия ребенка: Психофизиологические основы детской валеологии. М. : Владос,
2000.
3.8.5. Условия развития речи
Формирование речи связано с развитием второй сигнальной сис­
темы, поэтому для ее формирования необходим ряд условий. Эти ус­
ловия разделяются на внутренние (биологические) и внешние (средо­
вые).
К внутренним, биологическим условиям относятся генетически
закрепленные особенности строения и функционирования органов,
участвующих в речевой деятельности. Так, возможность произношения
членораздельной речи обеспечивается строением органов речевого
аппарата. Способность воспринимать речь обеспечивается строением
и функционированием сенсорных систем, в первую очередь слуховой.
Нарушение слуха затрудняет, а его потеря часто ведет к невозможно­
сти развития звуковой речи. Вторая сигнальная система, как основа
социализации, у такого ребенка может развиться лишь при обуче­
нии его жестовой речи, где роль слов играют жесты, воспринимаемые
141
зрительно. Среди биологических факторов формирования речи наи­
более важно нормальное развитие у ребенка коры больших полушарий,
и, в частности, ее речевых центров.
Внешние, средовые, условия включают, во-первых, наличие разнообразной предметной среды, богатой конкретно-образными раздра­
жителями. Постоянное взаимодействие с разнообразными предметами
и явлениями окружающего мира, накопление индивидуального опыта,
установление все новых причинно-следственных связей способствуют
развитию первой сигнальной системы действительности. Лишь на ее
основе может развиться речь — ведь слово становится элементом второй
сигнальной системы тогда, когда им обобщается ряд предметов или
явлений. Уменьшение потока информации от рецепторов органов
чувств к коре больших полушарий головного мозга называется сенсорной депривацией. В такой ситуации снижается возбудимость коры
больших полушарий и затрудняется формирование ВНД вообще и речи
в частности. Сенсорная депривация является одной из причин задерж­
ки психического развития. Напротив, создание сенсорно обогащенной
среды способствует полноценному развитию ВНД и речи. Особенно
важна такая среда для профилактики и коррекции задержки психиче­
ского развития у детей с нарушениями слуха и зрения.
Кроме того, к средовым условиям формирования речи относится
социальная среда, наличие человеческого общества. Даже при со­
блюдении остальных условий, вне речевого общения с другими людьми
развитие речи невозможно. Лишение или ограничение общения с чле­
нами человеческого общества называется социальной депривацией.
Полная социальная депривация встречается крайне редко, например
в случае, когда ребенок воспитан животными (так называемые детиМаугли). Частичная социальная депривация наблюдается, если ребе­
нок развивается в обществе, но его общение со взрослыми (родителями,
педагогами) либо ограничено, либо неверно организовано. К сожале­
нию, нередко частичные сенсорная и социальная депривации сочета­
ются, губительно сказываясь на развитии высших психических функ­
ций ребенка. Такая ситуация возможна при воспитании ребенка
в неблагополучной семье, в домах ребенка, при длительном пребывании
в условиях стационара и т.п.
3.9. РАЗВИТИЕ РЕЧИ У ДЕТЕЙ
У ребенка слово становится сигналом сигналов не сразу. Это ка­
чество приобретается постепенно, по мере созревания мозга и фор­
мирования новых и все более сложных временных связей. В развитии
коммуникативных реакций ребенка важная роль принадлежит подражательному рефлексу, заключающемуся в воспроизведении реакций
окружающих, это имеет большое значение в развитии движений, осво­
ении навыков манипуляции с различными предметами и, наконец,
в формировании речи.
На первом году жизни происходит подготовка к развитию сен­
сорной и моторной речи. Развитию моторной речи предшествует тренировка артикулярного аппарата. Если в первые дни жизни единствен­
ной звуковой реакцией является крик, то уже с двух-трех месяцев
у ребенка начинает развиваться гуканье и гуление, заключающееся
в повто­рении отдельных звуков, сначала нечетких, но постепенно диф­
ференцирующихся. Ко второму полугодию возрастает роль подража­
тельного рефлекса, и с шести месяцев гуление плавно переходит в лепет,
когда самопроизвольно или подражательно ребенок подолгу произно­
сит различные слоги. В отличие от гуления, лепет появляется лишь
при условии речевого контакта с взрослыми, т.е. носит условно-реф­
лекторный характер. Следует отметить, что вплоть до окончания груд­
ного периода эти звуковые реакции ребенка не имеют еще сигнального
характера.
Во втором полугодии начинается развитие сенсорной речи.
До этого возраста, согласно представлениям А.Г. Иванова-Смолен­
ского, условные реакции младенца относятся к первой сигнальной
систе­ме, осуществляются по типу Н-Н (непосредственный раздражи­
тель — непосредственная реакция)I. С шести-семи месяцев предъяв­
ление определенного предмета при одновременном его назывании
приводит к тому, что между словом и предметом устанавливается ус­
ловно-рефлекторная связь. Слышимое ребенком слово начинает заме­
щать непосредственные раздражители, с которыми оно неоднократно
сочетается. Ребенок начинает реагировать на словесные раздражите­
ли непосредственными вегетативными и соматическими реакциями,
т.е., по терминологии А.Г. Иванова-Смоленского, формируются услов­
ные связи типа С-Н (словесный раздражитель — непосредственная
реакция). Но слово в этом возрасте, как правило, выступает лишь как
I
Иванов-Смоленский А.Г. О взаимодействии 1-й и 2-й сигнальных систем // Физиологи­
ческий журнал СССР. 1949. Т. 35. № 5.
142
143
один из компонентов комплекса раздражителей, вызывающего ус­
ловную реакцию. Например, на слова «где мама?» ребенок реагирует
поворотом головы в сторону матери только в комплексе с другими раз­
дражителями: кинестетическими (положение тела), зрительными
(привычная обстановка, лицо человека), звуковыми (голос, интонация).
Стоит изменить один из компонентов комплекса, и реакция на слово
исчезает.
Постепенно слово начинает приобретать ведущее значение, вы­
тесняя другие компоненты комплекса. Сначала выпадает кинестетиче­
ский компонент, затем теряют свое значение зрительный и звуковые
раздражители. И уже одно слово вызывает реакцию.
Подготовительный этап развития речи завершается, когда ребенок,
подражая взрослому, начинает произносить первые слова, обозначая
ими раздражители окружающего мира. Иначе говоря, он становится
способен к выработке условных связей типа Н-С (непосредственный
раздражитель — словесная реакция). Эта способность к моторной
речи появляется у него к концу первого — началу второго года жизни.
В этом возрасте активный словарь ребенка может содержать 10—15 слов.
Однако слово сначала замещает лишь конкретный предмет, например
данную куклу, а не куклу вообще, т.е. слово выступает на этом этапе
развития как интегратор первого порядка, не имеет обобщающей функ­
ции.
В раннем детстве речь ребенка развивается особенно интенсивно.
Этот период является сенситивным и критическим для становления
речевой функции. Отсутствие речевого общения в этом возрасте при­
водит к сложно устраняемому дефициту речевой деятельности. До двух­
летнего возраста превращение слова в условный раздражитель проис­
ходит лишь при непосредственном контакте ребенка с раздражителем
первой сигнальной системы. Так, слову «чашка» его можно обучить,
лишь обозначая этим словом конкретный предмет — чашку. Слово
легче превращается в условный раздражитель при сочетании его дей­
ствия с двигательной активностью ребенка, особенно с манипуляциями
пальцев рук, например, если ребенок будет брать предмет в руки и ис­
пользовать его. При этом поведение ребенка все больше приобретает
исследовательский характер.
Превращение слова в интегратор второго порядка, или в «сигнал
сигналов», происходит к концу второго года жизни. Для этого ребенок
должен научиться оперировать различными однородными предме­
тами, обозначаемыми одним словом (например, разными куклами).
Активные действия с предметами способствуют формированию функций обобщения, что отличает человека от животного уже в этот
144
период развития: ребенок начинает обобщать предметы в группы по их
наглядным признакам и обозначать одним словом группу однородных
предметов. Для формирования интеграции второго порядка необхо­
димо, чтобы на одно слово было выработано не менее 15 различных
условных связей (пучок связей). Если количество выработанных ус­
ловных связей меньше, то слово остается символом, который замещает
лишь конкретный предмет.
С двухлетнего возраста вторая сигнальная система начинает «ос­
вобождаться» от первой: новые слова могут приобретать смысловое
значение путем выработки связей не только с предметами, но и с уже
известными ребенку словами. Так развивается еще одна важная функ­
ция слова — абстрагирование.
С развитием речи и формированием обобщающего действия слова
у ребенка в возрасте двух-трех лет усложняется интегративная деятель­
ность мозга: возникают условные рефлексы на отношения величин, веса,
расстояния, окраски предметов.
Словарный запас в раннем детстве возрастает от 100 слов в полто­
ра года до 1500 слов в три. Появляется словотворчество (употребление
измененных звуковых форм слова, придумывание автономных слов).
При нормальном речевом общении автономная речь постепенно исче­
зает.
К окончанию раннего детства речь развивается настолько, что
ребенок уже использует простые, но полные предложения, вводит в речь
местоимение «я». Не следует, однако, забывать, что в возрасте двух-трех
лет основными для ребенка остаются предметные раздражители. Веду­
щим является конкретно-образное мышление, а абстрактно-логическое
лишь начинает развиваться.
В первом детстве вторая сигнальная система действительности
как основа абстрактно-логического мышления продолжает интенсивно
развиваться. Слово все больше играет интегрирующую роль. Между
тремя и четырьмя годами жизни в речи появляются слова-интеграторы
третьего порядка, т.е. развивается способность обобщать и называть
одним словом не только однородные предметы, схожие по форме, но и
разнородные предметы, служащие для выполнения схожих действий.
Так, мячи, куклы, кубики, машинки обобщаются словом «игрушка»;
платье, колготки, брюки — словом «одежда». Словесные реакции вы­
зываются не только непосредственными раздражителями, но и словами.
Возникает новый вид связи С-С («словесный раздражитель — словесная
реакция»).
В возрасте от трех до пяти лет возникают попытки осмысления
речи, ребенок начинает задавать вопросы с целью выяснить смысловое
145
содержание слов, обращений к нему и т.п. К пятому году жизни воз­
никают более сложные, абстрактные понятия. Так, слово «вещь» он
относит и к игрушкам, и к посуде, и к мебели и т.д., т.е. появляются
слова-интеграторы четвертого порядка.
В начале первого детства для ребенка характерна так называемая
«эгоцентрическая речь», обращенная к самому себе и представляющая
собой комментирование собственных действий. Постепенно она пре­
образуется в речь, которая опережает и направляет деятельность, т.е.
в план поведения, высказанный вслух. Затем эта речь превращается
во внутреннюю, являющуюся основной собственно человеческого
мышления. Таким образом, к шести-семи годам речь постепенно пре­
вращается не только в средство общения, но и в средство планирования
и регуляции деятельности ребенка.
Развитие второй сигнальной системы достигает такого уровня,
при котором ребенок пытается устанавливать причинно-следственные
связи между предметами и явлениями окружающего мира, прогнози­
ровать развитие событий. Изменяется характер взаимодействия пер­
вой и второй сигнальных систем действительности: если в три-четыре
года первая сигнальная система превалирует и оказывает тормозящее
влияние на вторую, то в пять-семь лет, напротив, вторая сигнальная
система оказывает подавляющее влияние на первую, которая тем не
менее сохраняет свое значительное влияние. Этот факт необходимо
учитывать в учебно-воспитательной работе с детьми раннего и первого
детства и помнить, что в этом возрасте для закрепления полезных на­
выков и привычек, говоря физиологическим языком, для выработки
полезных стереотипов не следует злоупотреблять словом. Слова следу­
ет сочетать с действием конкретных раздражителей. Например, в каче­
стве поощрения неплохо словесную похвалу подкрепить конкретной
наградой.
Ребенок имеет прирожденную склонность к употреблению симво­
лов. Эта склонность проявляется, в частности, в детском рисовании,
которое символично в том смысле, что ребенок в отображении реальных
предметов руководствуется своими знаниями о них. Некоторые авторы
проводят прямые аналогии между развитием рисования и речи и видят
в рисовании особый вид речи. Так, стадии слова-интегратора первого
и второго порядка соответствует манипулятивная форма изобразитель­
ной деятельности, стадии появления слов-интеграторов третьего по­
рядка — символическая форма, а после формирования слов-понятий
появляется реалистическая форма изобразительной деятельности
(табл. 3.2).
146
Таблица 3.2
Взаимосвязь между развитием речи и способностью
к рисованию у детей
Речь
Рисование
Автоматический крик и рефлекторные
или импульсивные звуки
Автоматическое и бесцельное бумагомарание
Копирование звуков, но без смысла;
ребенок лепечет в ответ, когда к нему
обращаются
Каракульки рисуются на определенных
местах; ребенок копирует движения рук
человека
Ребенок понимает слова, но сам еще
не говорит ничего, кроме простых слов
«мама», «папа» и т.д.
Ребенок понимает рисунок, но его
собственное рисование сводится
к изображениям посредством каракулек
Ребенок повторяет слова просто
в качестве звуков (краткая стадия,
имеющая мало значения)
Ребенок копирует чужие рисунки, чтобы
посмотреть, как достигается правильный результат при пользованиями
линиями
Ребенок употребляет слова для выражения своих мыслей
Символическое письмо, иллюстрация
сказок, изображение сцен и т.д.
Изучение грамматики и риторики
Изучение техники рисования, перспективы пропорции, теней и т.д.
До известного возраста ребенок и сам смотрит на свой рисунок как
на особый вид речи; с его помощью он пытается рассказать о предмете
все, что знает. В последние годы появились данные о взаимосвязи ри­
сования с уровнем развития интеллекта — чем реалистичнее рисунок,
тем выше показатель интеллекта у детей четырех-десяти лет.
Во втором детстве роль речи и второй сигнальной системы продол­
жает возрастать. Овладение речью имеет огромное значение для разных
сторон психического развития ребенка. Речь постепенно становится
важнейшим средством передачи ему общественного опыта, управления
его деятельностью со стороны взрослых. Под влиянием речи перестра­
иваются психические процессы ребенка. С развитием речи связано
формирование мышления и сознания, высших психических функций,
определяющих социализацию личности. При этом процесс овладения
речью в свою очередь зависит от развития деятельности ребенка, от его
восприятия и мышления.
Развитие второй сигнальной системы действительности — один
из важнейших показателей готовности ребенка к обучению в школе.
Учебная деятельность способствует совершенствованию абстрактнологического мышления, которое постепенно начинает преобладать
над конкретно-образным. Тем не менее вторая сигнальная система
147
по‑прежнему базируется на первой, поэтому так важно при обучении
использовать наглядные пособия, по возможности расширять приме­
нение наблюдений и экспериментов при изучении предметов естествен­
нонаучного цикла.
В пубертатном периоде вследствие значительных физиологиче­
ских перестроек в организме подростка активность второй сигнальной
системы действительности снижается. Условные рефлексы на словес­
ные раздражители вырабатываются медленно, речь отличается лако­
ничностью, замедленностью. Активный словарный запас зачастую
снижается, часть подростков не может найти нужные слова, использу­
ет слова-паразиты.
Влияние первой сигнальной системы в этом возрасте усиливает­
ся, вследствие чего возрастает значение конкретно-образного подкре­
пления словесных раздражителей — использования наглядных пособий,
личного примера, включения подростков в конкретные виды деятель­
ности (трудовую, спортивную, художественную и т.п.). После незначи­
тельного ослабления в пубертатном периоде вторая сигнальная система
у старших школьников вновь приобретает ведущее значение и сохра­
няет его в течение всей жизни человека, постоянно развиваясь и со­
вершенствуясь.
3.10. РАЗВИТИЕ МЕЖПОЛУШАРНОЙ
АСИММЕТРИИ МОЗГА
Асимметрия в функциях полушарий впервые была обнаружена
в XIX в., когда обратили внимание на различные последствия повреж­
дений левой и правой половин мозга.
К настоящему времени установлено, что среди обитателей нашей
планеты независимо от национальности и расовой принадлежности
преобладают праворукие люди, т.е. с преобладанием левого полушария.
Остальное человечество делится на две неравные части: примерно
от 5 до 20% составляют левши, у которых отмечается доминирование
правого полушария, и около 2—3% населения составляют амбидек­
стры — люди с одинаково развитыми руками. Естественно, ведущая
рука отражает доминирование того или иного полушария мозга, поэто­
му правильнее говорить о ведущем полушарии.
Функциональная асимметрия больших полушарий человеческого
мозга не исчерпывается лишь различиями в совершенстве мышечных
функций правой и левой половины тела. Она обнаруживается и в ра­
боте других органов, в первую очередь органов чувств.
148
Особенно ярко проявляется асимметрия высших психических
функций. С левым полушарием связывают преобладание абстрактнологического мышления, аналитическую деятельность мозга, речевые
функции (устную и письменную смысловую речь), положительные
эмоции. Правому полушарию отводят ведущую роль в конкретно-об­
разном мышлении, пространственном ориентировании, в синтетиче­
ской деятельности, восприятии музыки, цветов, звуков, сдерживании,
особенно эмоциональном, своего левого «собрата».
В осуществление любой целостной функции каждое из полушарий
вносит свою долю участия, и поэтому следует рассматривать мозг че­
ловека не как два самостоятельных отдела, а как единую систему, со­
стоящую из отдельных блоков, участие которых совершенно необхо­
димо для сбора, анализа, хранения различных видов информации и
для принятия адекватных решений. Тем не менее выделение доминант­
ного полушария имеет большое стратегическое значение. С этим свя­
зывают тип высшей нервной деятельности, уровень интеллектуальных
возможностей (полагают, что выраженная асимметрия мозга определя­
ет высокий уровень интеллекта, потенциальные возможности в той или
иной сфере деятельности), степень выраженности адаптации организма
к различным условиям (правое полушарие лучше обеспечивает био­
логическую адаптацию, левое — социальную), половые психофункци­
ональные различия, созревание организма в процессе индивидуаль­
ного развития и т.д. Например, дети рождаются без асимметрии
полушарий, и только на пятом году жизни начинают проявляться
признаки ведущего полушария, причем у девочек левое полушарие
развивается раньше, чем у мальчиков, в связи с чем они начинают рань­
ше говорить и легче адаптируются к школьным требованиям, которые
направлены главным образом на левый тип мозговой деятельности.
Только к 12—13 годам завершается формирование индивидуального
типа межполушарной асимметрии, что определяет типологическую
индивидуальность мышления, однако у девочек и женщин асимметрия
выражена менее отчетливо, а левшей среди них в 1,5—2 раза меньше,
чем среди представителей мужского пола.
Исследование функциональной асимметрии мозга у детей пока­
зало, что первоначально обработка речевых сигналов осуществляется
обоими полушариями, и динамичность левого формируется позже.
Если у ребенка, научившегося говорить, возникает поражение рече­
вой области левого полушария, то у него развивается афазия. Одна­
ко примерно через год речь восстанавливается, при этом центр речи
пере­мещается в зону правого полушария. Такая передача речевой
функции от левого полушария правому возможна лишь до десяти лет.
149
Специализация правого полушария на функции ориентации в про­
странстве возникает также не сразу: у мальчиков — в возрасте от шес­
ти лет, а у де­вочек — после 13. Левое полушарие превосходит правое
также и в способности понимать речь, хотя эти различия менее выра­
жены (рис. 3.18)
у пра­во­полушарных ненамного меньше, чем у левополушарных, но
способности к устной речи весьма ограничены. «Немое» правое полу­
шарие обладает и некоторыми способностями к письменной речи.
Функциональная асимметрия мозга обнаружена не у всех людей.
Примерно у одной трети она не выражена, т.е. полушария не имеют
четкой функциональной специализации.
Интересно, что в процессе адаптации к школе, в связи с напряже­
нием дети с неярко выраженной доминантностью левого полушария
нередко проявляют признаки перехода к правополушарному типу. Это
часто сопровождается трудностями в усвоении учебного материала,
обучении письму и чтению. Поэтому особенно в начальной школе не­
обходимо широкое использование конкретно-образных представлений
в процессе обучения.
3.11. НАРУШЕНИЯ ВЫСШЕЙ НЕРВНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
Рис. 3.18. Распределение моторных, сенсорных и психических
функций между правым и левым полушариями головного мозга
человека
Преобладание одного из полушарий по ряду функций не абсо­
лютно. В каждом из них заложены как лингвистические, так и
пространствен­ные способности, однако весьма различается степень
их выраженности. Таким образом, способности к восприятию речи
150
Стойкие функциональные расстройства условно-рефлекторной
деятельности получили название неврозов. Основными условиями их
возникновения является перенапряжение нервных процессов или их
подвижности. Перенапряжение возбуждения может возникнуть при
действии чрезмерно сильных раздражителей, превышающих предел
работоспособности корковых нейронов. Перенапряжение торможения
может появиться при выработке сложных и тонких дифференцировок,
длительном применении тормозных сигналов, чрезмерной отсрочке
подкрепления. Перенапряжение подвижности нервных процессов мо­
жет произойти при быстром переходе от тормозного к положительному
условному раздражителю и при переделке (ломке) прочного динамич­
ного стереотипа.
Невротические срывы имеют разные формы проявления. В школь­
ной практике наиболее часто встречаются неврастения, невроз навяз­
чивых состояний, истерия, психастения.
Неврастения — общая нервная слабость. К ее развитию может
привести перенапряжение тормозного или возбудительного процессов
в коре головного мозга, а также значительные физические, умственные
нагрузки и т.д. При неврастении в невротический процесс примерно
в одинаковой степени вовлечены обе сигнальные системы. Больной
быстро утомляется, постоянно жалуется на беспричинные страхи, об­
щую вялость, становится раздражительным; ему свойственна излиш­
няя суетливость и неловкость движений. Наблюдаются расстройство
сна, потеря аппетита, низкая работоспособность; беспокоят потливость,
151
сердцебиения, головные боли. Больной осознает необоснованность
своих тревог, но не может от них избавиться.
Неврозы навязчивых состояний характеризуются навязчивыми
мыслями, страхами или влечениями. Различают отвлеченные, или аб­
страктные, навязчивости — бесплодное мудрствование («умственная
жвачка»), навязчивое воспроизведение в памяти мелодии, слов, цифр
и т.д.; афферентные навязчивости, сопровождающиеся эмоциональны­
ми чувствами, — различные страхи (фобии), навязчивые воспоминания,
влечения и желания.
Неврозы навязчивых состояний также сопровождаются различ­
ными астеническими симптомами: потерей аппетита, расстройством
сна, раздражительностью и т.д.
Одной из форм этого нарушения является нервная анорексия,
связанная с идеей похудения. Наиболее характерно это заболевание для
девочек-подростков, страдающих неадекватной самооценкой. Причи­
нами этих неврозов являются переутомление, болезни и типологические
особенности ВНД.
Истерия развивается при болезненном преобладании первой сиг­
нальной системы над второй. У истериков повышена чувствительность
к внешним раздражителям при слабом контроле со стороны второй
сигнальной системы. Этот невроз характеризуется чрезвычайной ла­
бильностью настроения, повышенной внушаемостью и самовнушае­
мостью. Известны случаи истерической слепоты, глухоты, параличей
и т.д.
Психастения характеризуется выраженным преобладанием вто­
рой сигнальной системы над первой. Больные отличаются бедностью
эмоций, влечений и инстинктов, склонностью к бессмысленному мудр­
ствованию. Их замыслы бесплодны, оторваны от реальной действитель­
ности. Этот вид невроза характерен для взрослых, юношеского и под­
росткового возраста.
В 64% невроз возникает в дошкольном и в 36% — в школьном воз­
расте. Чаще всего невротизация дошкольников происходит в два-три
года и пять лет. Следующий пик приходится на семь лет. Со временем
невротические симптомы становятся более стойкими. Пубертатный
период является кризисным, и вся учебно-воспитательная работа долж­
на проводиться особенно осторожно, поскольку неадекватное отноше­
ние к детям в этот период может спровоцировать развитие невротиче­
ских нарушений.
Для устранения неврозов и восстановления работоспособности
клеток коры головного мозга используются следующие приемы:
152
„„ устранение факторов, вызывающих невроз, и предоставление
отдыха больному;
„„ постепенная тренировка основных свойств нервных процессов,
которая со временем может ликвидировать возникшие наруше­
ния;
„„ применение специальных психофармакологических препара­
тов, воздействующих на основные нервные процессы и эмоци­
ональный фон.
ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ
1. Охарактеризуйте понятия ННД и ВНД. Расскажите об их значении.
2. Приведите сравнительную характеристику безусловных и условных
рефлексов.
3. Расскажите об инстинктах как сложных безусловных рефлексах.
4. Дайте классификацию безусловных и условных рефлексов.
5. Каковы условия выработки условных рефлексов?
6. Сформулируйте особенности выработки и значение динамических стере­
отипов в различные возрастные периоды.
7. Каковы особенности безусловного и условного торможения, каково их
значение у детей разного возраста и подростков?
8. Приведите основные этапы развития речи в онтогенезе.
9. Каково соотношение первой и второй сигнальных систем в онтогенезе?
10. Расскажите о функциональной асимметрии мозга и ее значении.
11. Каковы особенности ВНД в различные периоды онтогенеза?
12. Какие вы знаете нарушения ВНД у человека?
13. Заполните таблицу:
Возрастной
этап
Уровень развития
условных
рефлексов
коркового
торможения
динамического
стереотипа
речи
153
ГЛАВА 4
АНАТОМО-ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ
И ВОЗРАСТНЫЕ ОСОБЕННОСТИ
СЕНСОРНЫХ СИСТЕМ
И ДВИГАТЕЛЬНОГО АНАЛИЗАТОРА
4.1. ЗНАЧЕНИЕ СЕНСОРНЫХ СИСТЕМ
Еще в XIX в. в трудах выдающихся российских ученых К.Ф. Рулье
и И.М. Сеченова был сформулирован один из основополагающих
принци­пов биологии — принцип единства организма и среды: любой
живой организм находится в тесных взаимоотношениях с окружающей
средой, осуществляя с ней непрерывный обмен веществом, энергией и
информацией. По словам И.М. Сеченова, «организм без внешней среды,
поддерживающей его существование, невозможен; поэтому в научное
определение организма должна входить и среда, влияющая на него».
С одной стороны, только через взаимодействие со средой обитания
живое существо, в том числе и человек, может осуществлять все свои
потребности, с другой стороны, среда таит в себе многочисленные опас­
ности, угрожающие жизни. Отсюда понятно, насколько важны для под­
держания жизнедеятельности получение и обработка информации обо
всем многообразии элементов окружающего мира, об их качественных
и количественных характеристиках. Человек способен очень тонко
анализировать внешние и внутренние раздражители и синтезировать
целостное представление о действительности благодаря высокому
уровню развития сенсорных систем (анализаторов).
Понятия «анализатор» и «сенсорная система» близки по смыслу
и часто употребляются как синонимы. Термин «анализатор» ввел
в 1909 г. И.П. Павлов, создавший учение об анализаторах как о единой
многоуровневой системе анализа сигналов внешнего мира. Термин
«сенсорная система» вошел в российскую физиологию из трудов за­
рубежных физиологов и психологов.
Анализатор — единая функциональная система, которая начина­
ется рецепторами и заканчивается в клетках коры больших полушарий,
специально приспособленная к анализу раздражителей из внешней или
внутренней среды, формированию ощущений и общего представления
о предмете.
154
Сенсорной системой (лат. sensus — чувство, ощущение), как пра­
вило, называют анализатор с дополнительными анатомическими об­
разованиями, которые обеспечивают передачу энергии раздражителя
из внешней среды к рецепторам.
В результате деятельности анализаторов (сенсорных систем) еди­
ный поток сенсорной (афферентной, чувствительной) информации
разбивается на отдельные элементы разного качества, и формируются
ощущения.
Ощущение — отражение в коре больших полушарий головного
мозга отдельных свойств предметов и явлений объективного мира, воз­
никающее в результате непосредственного воздействия их на рецепто­
ры. Ощущение является базовым психическим процессом, который
лежит в основе всех видов сознательной психической деятельности.
Ощущение — исходный и неразложимый элемент познания.
Кора больших полушарий осуществляет не только анализ, но и
синтез. В результате синтеза ощущений происходит восприятие пред­
метов и явлений внешнего мира, формируется представление о них,
появляется возможность узнавания того или иного предмета (подробнее
о восприятии и представлении см. главу 5). У человека в связи с раз­
витием речи и абстрактного мышления, в ходе онтогенеза восприятие
становится все более осознанным и обобщенным.
Сенсорная информация, получаемая с помощью анализаторов,
является необходимым условием психического развития ребенка.
По словам нейрофизиолога Х. Дельгадо, если ребенка в течение не­
скольких лет лишать сенсорных раздражителей, то «такое существо
было бы полностью лишено психических функций. Мозг его был бы
пуст и лишен мыслей; оно не обладало бы памятью и было бы не спо­
собно понимать, что происходит вокруг. Созревая физически, оно
оставалось бы интеллектуально столь же примитивным, как и в день
своего рождения»
4.2. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О СТРОЕНИИ
И ФУНКЦИОНИРОВАНИИ СЕНСОРНЫХ СИСТЕМ
Все сенсорные системы (анализаторы) состоят из трех тесно свя­
занных между собой отделов: периферического, проводникового, цен­
трального.
Периферический отдел сенсорной системы включает в себя сово­
купность рецепторов и дорецепторного звена — вспомогательных об­
разований, которые облегчают восприятие раздражителя.
155
Рецепторы, входящие в состав той или иной сенсорной системы,
эволюционно приспособлены к воздействию раздражителя определен­
ной природы (модальности), т.е. воспринимают специфичный для них
вид энергии.
По модальности воспринимаемого раздражителя выделяют:
„„ фоторецепторы, воспринимающие свет (энергию электромаг­
нитных колебаний с определенной длиной волны);
„„ хеморецепторы, воспринимающие действие химической энер­
гии, к ним относятся: вкусовые, обонятельные, и рецепторы,
воспринимающие состав крови;
„„ терморецепторы, воспринимающие действие тепловой энергии,
к ним относят тепловые и холодовые рецепторы;
„„ механорецепторы, воспринимающие действие механической
энергии; это очень многочисленная группа рецепторов, к ним
относятся и тактильные рецепторы, воспринимающие прикос­
новение к поверхности тела, и барорецепторы, воспринимаю­
щие давление (например, давление крови на стенку сосуда), и
рецепторы растяжения, расположенные в мышцах и сухожи­
лиях, и слуховые и вестибулярные рецепторы внутреннего уха
и т.п.
Важнейшей функциональной особенностью рецепторов наряду
с их модальной специфичностью является высокая чувствительность
к соответствующим раздражителям. Так, рецепторы, расположенные
в сетчатке глаза, способны реагировать на ничтожно малую величину
светового излучения. Рецепторы внутреннего уха воспринимают воз­
действие, оказываемое вибрационным смещением порядка нескольких
ангстрем.
В зависимости от расположения рецепторов их можно разделить
следующим образом:
„„ экстерорецепторы — чувствительные к различным факторам
внешней среды;
„„ интерорецепторы — чувствительные к колебаниям параметров
внутренней среды;
„„ проприорецепторы (собственные рецепторы) — чувствитель­
ные к изменениям состояния мышц, связок и сухожилий.
Анализ свойств раздражителя начинается уже в рецепторах.
Под действием раздражителя происходит изменение электрического
потен­циала мембраны рецептора, т.е. возникает рецепторный потен­
циал, длительность и амплитуда которого соответствует длительно­
сти и интенсивности раздражителя. Рецепторный потенциал преобра­
зуется в серию потенциалов действия (нервных импульсов), которые
156
по нервным волокнам передаются в ЦНС. Информация о характери­
стиках раздражителя распространяется при помощи частотного (сенсорного) кода: от особенностей раздражителя зависит число и частота
импульсов, интервалы между ними и т.д. Так, чем интенсивнее раздра­
житель, тем выше частота нервных импульсов. В свою очередь от час­
тоты нервных импульсов зависит интенсивность ощущений, возника­
ющих в центральном отделе анализатора.
Рецепторы и вспомогательные дорецепторные структуры образу­
ют специальные органы — органы чувств. Например, периферический
отдел зрительной сенсорной системы — глаз. Он включает дорецептор­
ное звено — оптическую систему и светочувствительные рецепторы
сетчатки — палочки и колбочки.
Проводниковый отдел анализатора (сенсорной системы) пред­
ставлен на периферии чувствительными (афферентными) нервами, а
в ЦНС — проводящими путями и рядом подкорковых ядер на уровне
продолговатого, среднего и промежуточного мозга, через которые ин­
формация передается от рецепторов в кору больших полушарий.
В пределах ЦНС в проводниковом отделе различают специфиче­
скую и неспецифическую части. Специфическая часть проводникового
отдела (специфический путь) индивидуальна для каждого анализатора.
По ней распространяется информация, воспринятая рецепторами дан­
ного анализатора. Специфические подкорковые ядра анализаторов
обеспечивают дальнейший анализ раздражителей, необходимый для
выполнения сложных врожденных актов (вестибулярные ядра про­
долговатого мозга — поддержание положения тела, верхние и нижние
бугры четверохолмия среднего мозга — поворот головы к источнику
света или звука и др.).
Часть промежуточного мозга — таламус (серый бугор) — являет­
ся высшим подкорковым образованием, туда стекается информация обо
всех раздражениях из внешнего и внутреннего мира. В таламусе сен­
сорные сигналы видоизменяются, получают соответствующую эмоци­
ональную окраску и отсеиваются в зависимости от силы и значимости.
Отсюда чувствительная информация направляется в большие полу­
шария.
Специфические ядра таламуса являются компонентами специфи­
ческих путей анализаторов. Импульсы от специфических ядер быстро
(через 1—6 мс) достигают определенных клеток первичных сенсорных
областей коры, вызывая их ответную реакцию. Таким образом, рас­
пространение нервных импульсов по специфическому пути приводит
к возникновению специфических ощущений и лежит в основе способ­
ности к познанию мира.
157
Неспецифическая часть проводникового отдела (неспецифический путь) общая для всех анализаторов, представлена системой ядер
ретикулярной формации, куда поступает информация, воспринятая
рецепторами любого анализатора.
Неспецифические ядра таламуса являются частью ретикулярной
формации. Импульсы от рецепторов всех анализаторов проходят через
эти ядра и поступают одновременно в большинство участков коры
больших полушарий, вызывая через 10—50 мс диффузную ответную
реакцию. Такая активация носит как кратковременный, так и длитель­
ный характер и облегчает деятельность корковых нейронов при посту­
плении к ним импульсов от специфических ядер. Следовательно, рас­
пространение нервных импульсов по неспецифическому пути
необходимо для поддержания оптимального уровня возбудимости
коры, ее тонуса, без которого невозможна сознательная психическая
деятельность человека.
При выраженной сенсорной депривации (см. параграф 3.8), вы­
званной, например, поражением большинства органов чувств, поддер­
жание деятельного состояния коры становится невозможным, человек
все время спит, разбудить его можно лишь воздействием на сохран­
ные органы чувств. Так же действует на активность мозга и дефицит
раздражителей во внешней среде: чтобы уснуть, человек устраняет
источники шума, укрывается одеялом, закрывает глаза. Независимо
от причины сенсорной деривации она негативно сказывается на спо­
собности к концентрации внимания, выполнению умственных задач,
логическому мышлению. Полноценное психическое развитие ребенка
в такой ситуации невозможно. Поэтому важно, чтобы ребенка окру­
жала богатая сенсорной информацией среда. Это особенно значимо
при воспитании детей с частичным или полным нарушением функций
какой-либо сенсорной системы (зрительной, слуховой).
Центральные отделы анализаторов (сенсорных систем) пред­
ставлены сенсорными областями коры больших полушарий. Эти от­
делы имеют наиболее сложное устройство. Так, И.П. Павлов различал
в центральном отделе каждого анализатора ядерную и периферическую зоны. Ядерной зоной анализатора он назвал те области сенсорной
коры, повреждение которых приводит к грубому нарушению данного
вида чувствительности (например, поражение ядерной зоны слухового
анализатора ведет к выраженному нарушению слуха или к полной
глухоте).
Дальнейшее изучение сенсорных функций привело к выделению
в сенсорных областях коры первичных, вторичных и третичных обла­
стей, отличающихся строением и функциями (рис. 4.1).
158
Заднецентральная извилина
Средняя височная извилина
Первичная зрительная
кора на затылочном полюсе
Рис. 4.1. Карта полей коры больших полушарий головного мозга
(латеральная поверхность)
Первичная сенсорная кора каждого анализатора является проекционной: каждая группа ее нейронов через специфический путь полу­
чает информацию по топическому принципу, т.е. от строго определен­
ной группы периферических рецепторов (см. рис. 4.7). В первичных
областях преобладают нейроны-детекторы («обнаруживающие» ней­
роны), избирательно реагирующие на какую-то определенную харак­
теристику раздражителя (цвет, ориентацию, прикосновение, давление
и др.). Нейроны-детекторы образуют ансамбли в виде вертикальных
колонок разного уровня сложности. В результате взаимодействия объ­
единенных в колонки нейронов формируются ощущения, на основе
которых появляется возможность узнавания того или иного предмета
внешнего мира.
Ощущения, формирующиеся в первичной коре разных анализа­
торов, различаются по качеству, они не сравнимы между собой. В пер­
вичной зоне каждого анализатора формируются ощущения одной мо­
дальности (осязательные, зрительные, слуховые, обонятельные,
вкусовые, болевые, мышечно-суставные и др.).
159
Многообразие ощущений отображает качественное многообразие
мира. Будучи источником знаний человека об объективном мире, ощу­
щения входят в качестве элемента в целостный процесс познания,
включающий восприятие, которое является более сложным, нагляднообразным отражением предметов и явлений, представлений, понятий.
Вторичная сенсорная кора анализаторов располагается вокруг
первичной коры и тесно связана с ней анатомически и функционально
(см. рис. 4.1). Ее площадь превышает площадь первичной сенсорной
коры, а функции заключаются в объединении, синтезе информации,
подвергшейся анализу в первичной коре. Поэтому вторичную кору на­
зывают проекционно-ассоциативной. Здесь преобладают гностические
нейроны (гнозис — познание), также образующие различные объеди­
нения. Они получают информацию об отдельных признаках раздражи­
телей от ансамблей нейронов-детекторов и интегрируют, объединяют
ее. Результатом такого синтеза является осуществление начальных
этапов восприятия — формирование на основе ощущений целостных
мономодальных (однокачественных) образов (зрительных, слуховых,
обонятельных и т.п.).
Восприятие — психический процесс, заключающийся в формиро­
вании или узнавании целостного субъективного образа предмета, кото­
рый непосредственно воздействует на рецепторы анализаторов.
Последующие, более сложные этапы восприятия реализуются
третичной сенсорной корой.
Третичная сенсорная кора (ассоциативная) является межана­ли­
заторной, так как в ней интегрируется возбуждение, приходящее из вто­
ричной коры разных анализаторов. Именно большая площадь третич­
ных областей является отличительной особенностью коры больших
полушарий человека (см. рис. 4.1). Здесь возбуждение от раздражителей
разной модальности сличается с эталонами, сформированными на ос­
нове прошлого опыта. Результатом такой интеграции является формирование комплексных образов, которые включают в себя зрительные,
слуховые, обонятельные и другие компоненты, а также опознание этих
образов, определение их значимости. Способность узнавания выраба­
тывается через условный рефлекс и совершенствуется по мере услож­
нения условно-рефлекторной деятельности.
В третичной коре происходит также сравнение целостных образов,
установление их взаимоотношений в пространстве и времени (меньше —
больше; ближе — дальше; раньше — позже и т.п.).
Результатом такой деятельности является формирование целостного представления об окружающем мире. Так как восприятие фор­
мируется по условно-рефлекторному механизму, т.е. отражает наш
160
индивидуальный опыт, наши представления об объективном мире носят
субъективный характер.
4.3. АДАПТАЦИЯ И ТРЕНИРОВКА АНАЛИЗАТОРОВ
Особенностью анализаторов является их приспособляемость
к силе действующих раздражителей, или адаптация. Адаптация воз­
никает в результате снижения уровня чувствительности или его повы­
шения.
При продолжительном действии раздражителя чувствительность
анализатора может снижаться или совсем исчезать. Благодаря такой
адаптации мы не чувствуем прикосновения одежды, обуви, очков и т.д.
Другая разновидность адаптации характеризуется повышением
чувствительности к действию слабых раздражителей, например привы­
кание глаз к темноте при переходе из ярко освещенной комнаты в полу­
темную. Впечатление полной темноты, возникающее в первый момент,
проходит, уступая место способности различать предметы и свободно
ориентироваться. Аналогичная адаптация наблюдается и при действии
шума или запахов.
Привыкание к действию раздражителя — общее свойство боль­
шинства анализаторов. Исключение составляют интерорецепторы,
от сохранения их чувствительности зависит поддержание постоянства
многих параметров внутренней среды организма. Поэтому адаптация
этих рецепторов могла бы стать серьезной угрозой для жизнедеятель­
ности организма.
Механизмы адаптации связаны с физиологическими процессами,
протекающими в периферических и мозговых отделах анализаторов.
Если регистрировать импульсы с нервов, проводящих возбуждение
от рецепторов, то можно обнаружить постепенное снижение частоты
импульсов до их полного исчезновения, несмотря на непрерывное дей­
ствие раздражителя. Это означает, что подача сигналов с рецепторов
вмозг прекращается вследствие адаптации рецепторов.
Адаптация может сознательно повышаться или снижаться. Напри­
мер, ребенок, в руках которого находится какой-то мелкий предмет,
в силу наступившей адаптации нередко его теряет. Повышение возбу­
димости коры, наступающее в результате обнаружения потери, преду­
преждает развитие адаптации при повторном получении данного пред­
мета.
Для различных рецепторов скорость адаптации различна. Так,
для рецепторов, воспринимающих прикосновение к коже, скорость
161
наибольшая, для рецепторов мышц — наименьшая. Малая скорость
адаптации мышечных рецепторов позволяет человеку совершать четкие
и координированные движения. Медленнее всего адаптируются рецеп­
торы кровеносных сосудов и легких, обеспечивая тем самым постоян­
ную рефлекторную саморегуляцию кровяного давления и дыхания.
Адаптация быстро возникает после начала раздражения и быстро
исчезает после его окончания.
В процессе взаимодействия организма с окружающей средой реа­
лизуется еще одно свойство анализаторных систем — их тренировка.
В результате тренировки анализаторы приобретают способность к бо­
лее сложному восприятию. Тонкость и точность восприятия опреде­
ляется рядом факторов, в том числе площадью зоны восприятия и
услож­нением функции специфической сенсорной зоны коры больших
полушарий. Установлено, что площадь проекции отдельных рецеп­
торных областей в коре головного мозга зависит от степени професси­
ональной тренировки. Так, у композитора наиболее развита слуховая
зона, у худож­ника — зрительная и т.д.
Не каждый раздражитель, воздействующий на рецепторные окон­
чания, способен вызвать ощущение. Минимальная сила раздражителя
(нижний порог ощущения) тем меньше, чем более тренирован анали­
затор. В процессе тренировки повышается возможность улавливать
минимальную разницу в интенсивности двух однородных раздражи­
телей.
Способность исключить несущественную информацию о раздра­
жителе и сосредоточиться на наиболее важных его свойствах также
не является врожденной, она специально тренируется. Поэтому при на­
правленном воздействии на анализаторы ребенка он может более
полно и совершено воспринимать происходящие вокруг события, от­
крывать прекрасное и удивительное, скрытое для несовершенных, не­
тренированных анализаторов. Особенно данная способность увеличи­
вается в процессе учебы и труда.
(тактильную) сенсорные системы. Но кроме перечисленных пяти видов
чувств у человека есть чувство равновесия (положения в пространстве),
мышечно-суставное, или кинестетическое (чувство положения отдель­
ных частей тела и их перемещения), и интероцептивное (возникающее
при раздражении рецепторов внутренних органов) чувства, которым
в свою очередь соответствуют вестибулярная, мышечная и висцераль­
ная сенсорные системы.
Поскольку кожные, мышечно-суставные и висцеральные ощуще­
ния тесно взаимосвязаны и проецируются в близко расположенных
областях коры больших полушарий, эти ощущения образуют единую
кожно-мышечную, или соматосенсорную (общечувствительную),
систему.
В зависимости от способа взаимодействия рецептора с раздражи­
телем выделяют контактные (вкусовую, обонятельную, кожно-мышеч­
ную) и дистантные (вестибулярную, слуховую, зрительную) сенсорные
системы.
Деятельность всех сенсорных систем важна для сохранения цело­
стности организма в его взаимодействии с разнообразной, меняющейся
внешней средой, но для человека в связи с развитием его социальных
функций особое значение приобретают зрительный и слуховой анали­
заторы.
Подавляющая часть всей информации из окружающего мира (при­
мерно 90%) поступает в наш мозг через зрительные и слуховые каналы,
поэтому для нормального физического и психического развития детей
и подростков особое значение имеют органы зрения и слуха.
Ниже рассматриваются кожно-мышечная, вкусовая, обонятельная,
вестибулярная, зрительная, слуховая сенсорные системы (анализаторы).
4.4. ВИДЫ СЕНСОРНЫХ СИСТЕМ
Вкусовая сенсорная система как механизм выбора или отвержения
пищи является одной из эволюционно-древних сенсорных систем.
Вкусовые ощущения возникают в результате контакта вкусовых рецеп­
торов с различными химическими веществами. Их возбуждение запу­
скает сложную цепь реакций в разных отделах мозга, приводящих не
только к формированию соответствующих ощущений, но и к активации
желез органов пищеварения или к удалению вредных для организма
веществ, попавших в рот с пищей.
В современной физиологии нет единой классификации сенсорных
систем (анализаторов).
Издавна было принято выделять пять видов чувств: зрение, слух,
обоняние, вкус, осязание и соответственно пять органов чувств:
глаз, ухо, нос, язык, кожа. Следовательно, по видам чувствительности
различа­ли зрительную, слуховую, обонятельную, вкусовую, кожную
162
4.5. ВКУСОВАЯ СЕНСОРНАЯ СИСТЕМА:
АНАТОМО‑ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ И ВОЗРАСТНЫЕ
ОСОБЕННОСТИ
163
Периферический отдел вкусовой сенсорной системы представлен
вкусовыми почками (около 2 тыс.), которые расположены в эпителии
желобковых, листовидных и грибовидных сосочков языка, а также
в слизистой нёба, зева и надгортанника (рис. 4.2).
веществами. Большинство вкусовых клеток обладает повышенной
чувствительностью к вкусовым веществам одной из четырех вкусовых
групп: кислому, соленому, сладкому, горькому. Вкусовые клетки с раз­
ной вкусовой чувствительностью распределены неравномерно, поэтому
и разные участки языка более чувствительны к различным вкусовым
веществам: кончик языка — к сладкому, корень — к горькому.
Проводниковый отдел этой сенсорный системы состоит из трой­
ничного нерва, барабанной струны, языкоглоточного нерва, ядер про­
долговатого мозга, вентральных ядер таламуса.
Центральный отдел вкусового анализатора расположен в эволю­
ционно древних образованиях больших полушарий. К ним относится
кора гиппокампа (аммонова рога), парагиппокампа и крючка, а также
латеральная часть постцентральной извилины (рис. 4.3).
Рис. 4.2. Периферический отдел вкусового анализатора:
А — сосочки языка (1 — листовидный, 2 — грибовидный,
3 — желобковатый); Б — вкусовая почка (1 — вкусовая пора,
2 — опорная клетка, 3 — рецепторная клетка, 4 — нервные волокна)
Источник: Леонтьева М., Маринова К. Анатомия и физиология детского
организма (Основы учения о клетке и развитии организма, нервная система,
опорно-двигательный аппарат). М. : Просвещение, 1986.
Хеморецепторы — вкусовые клетки — расположены на дне вку­
совой почки. Они окружены опорными клетками и на конце покрыты
микроворсинками, вступающими в контакт с растворенными в воде
164
гиппокампа
Рис. 4.3. Свод мозга и гиппокамп (по Сапину, Билич, 1989)
Источник: Сапин М.Р., Билич Г.Л. Анатомия человека : учебник для сту­
дентов биологических специальностей вузов. М. : Высшая школа, 1989.
165
Возрастные особенности. Вкусовые луковицы начинают анато­
мически формироваться на третьем месяце внутриутробного развития,
и к моменту рождения периферический отдел этой системы полностью
сформирован, меняется лишь локализация рецепторов: их количество
на слизистой оболочке ротовой полости и на спинке языка уменьшает­
ся, а по краям — увеличивается.
В более поздние сроки пренатального развития вкусовая чувстви­
тельность достигает и достаточно высокой функциональной зрелости:
даже недоношенные новорожденные реагируют мимическими движе­
ни­ями на четыре вида вкусовых раздражителей. На втором месяце
жизни у ребенка уже вырабатываются условные рефлексы на вкусовые
раздра­жители, с трех месяцев появляется способность их дифференци­
ровки.
При этом возбудимость вкусового анализатора у детей вплоть
до шести лет ниже, чем у взрослых, а латентный период ответной ре­
акции на вкусовые раздражители — дольше и приближается к уровню
взрослых лишь к началу подросткового периода. Поэтому у детей пер­
вых лет жизни повышен риск отравления недоброкачественной пищей,
лекарствами с неприятным вкусом и т.п. На темпы функционального
созревания вкусового анализатора влияет его тренировка: разнообраз­
ное питание способствует повышению его чувствительности. Употре­
бление в первые годы жизни излишне сладких или соленых продуктов,
напротив, снижает чувствительность к ним, что приводит к формиро­
ванию искаженных вкусовых пристрастий и избыточному употребле­
нию таких продуктов в дальнейшем.
эпителий, содержащий около 10—20 млн рецепторов, расположенных
среди опорных клеток (рис. 4.4).
Рис. 4.4. Периферический отдел обонятельного анализатора:
А — строение носовой полости (1 — нижний носовой ход,
2, 3, 4, — нижняя, средняя и верхняя носовые раковины,
5 — верхний носовой ход); Б — строение носового эпителия
(1 — тело обонятельной клетки, 2 — опорная клетка, 3 — булава,
4.6. ОБОНЯТЕЛЬНАЯ СЕНСОРНАЯ СИСТЕМА:
АНАТОМО‑ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ И ВОЗРАСТНЫЕ
ОСОБЕННОСТИ
Обоняние, т.е. способность ощущать запахи, является таким же
древним чувством, как и вкус. У животных оно имеет большое значе­
ние не только для дистантного опознания пищи, но и в организации
межви­довых и внутривидовых взаимодействий (отношения хищника
и жертвы, выявление соперников или половых партнеров, взаимодей­
ствие родителей и детенышей и т.п.). Обоняние у человека менее раз­
вито, чем у большинства млекопитающих, но и у него рецепторные
клетки данного анализатора очень чувствительны, для их возбуждения
достаточно контакта с единичными молекулами пахучих веществ.
Периферический отдел обонятельной сенсорной системы рас­
положен в верхнезадней полости носа, где находится обонятельный
166
4 — волоски, 5 — обонятельные нити)
Источник: Леонтьева М., Маринова К. Анатомия и физиология детского
организма (Основы учения о клетке и развитии организма, нервная система,
опорно-двигательный аппарат). М. : Просвещение, 1986.
На поверхности каждого обонятельного рецептора имеются во­
лоски, увеличивающие площадь контакта с молекулами пахучих ве­
ществ. Волоски погружены в слой слизи и находятся в постоянном
движении.
Проводниковый отдел представлен обонятельным нервом, обо­
нятельной луковицей, обонятельным трактом, ядрами миндалевидного
комплекса больших полушарий.
Центральный отдел — крючок, зубчатая извилина гиппокампа,
прозрачная перегородка и обонятельная извилина (см. рис. 4.3).
167
Можно видеть, что ядра вкусового и обонятельного анализаторов
тесно связаны между собой, а также со структурами мозга, ответственны­
ми за формирование эмоций и долговременной памяти, поэтому нор­
мальное функциональное состояние вкусового и обонятельного анализа­
торов важно для полноценного развития высших психических функций.
Возрастные особенности. Периферический отдел обонятельного
анализатора начинает обособляться у двухмесячного эмбриона. К вось­
мому месяцу внутриутробного развития его созревание завершается,
и новорожденный способен реагировать на запахи (например, запах
молока) мимикой, движениями тела, изменением частоты дыхания и
сердцебиения сразу после рождения. Проводниковая и центральная
части созревают к четвертой неделе постнатального развития. Со вто­
рого месяца у ребенка вырабатываются условные рефлексы на запахи,
в два-три месяца появляется возможность выработки дифференциров­
ки обонятельных раздражителей.
Обонятельная чувствительность у детей ниже, чем у взрослых, она
достигает максимума в период полового созревания и начинает сни­
жаться после 45 лет. Адаптация к запахам у детей, напротив, происходит
быстрее, что увеличивает возможность отравления детей сероводородом,
бытовым газом, парами нитрокрасок и т.п.
А
Б
В
Г
Д
Рис. 4.5. Рецепторы кожи:
А — пластинчатое тельце Фатера — Пачини (1 — наружная колба,
2 — нервное окончание); Б — осязательное тельце Мейснера;
4.7. КОЖНО-МЫШЕЧНАЯ СЕНСОРНАЯ СИСТЕМА:
АНАТОМО-ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ И ВОЗРАСТНЫЕ
ОСОБЕННОСТИ
Периферический отдел кожно-мышечной сенсорной системы
представлен весьма разнообразными рецепторами, которые можно
классифицировать по структуре, месту расположения и характеру вос­
принимаемого раздражителя. По сложности структуры различают
свободные, несвободные неинкапсулированные и инкапсулированные
рецепторы. По месту расположения выделяют кожные рецепторы
(рис. 4.5) и проприорецепторы (рецепторы мышц, сухожилий и суста­
вов) (рис. 4.6); по характеру воспринимаемого раздражителя — термо­
рецепторы (тепловые и холодовые), разнообразные механорецепторы
и ноцицепторы (рецепторы боли).
Органом чувств этой сенсорной системы является поверхность
тела человека, его мышцы, суставы.
Проводниковый отдел представлен многочисленными афферент­
ными волокнами, нейронами спинного мозга, ядрами продолговатого
мозга и таламуса.
168
В — свободные нервные окончания; Г — осязательное тельце
Меркеля; Д — колба Краузе
Источник: Леонтьева М., Маринова К. Анатомия и физиология детского
организма (Основы учения о клетке и развитии организма, нервная система,
опорно-двигательный аппарат). М. : Просвещение, 1986.
Центральный отдел расположен в теменной доле: первичная
кора — в заднецентральной извилине, вторичная — в верхнетеменной
дольке (см. рис. 4.1).
Рецепторы разных частей тела посылают нервные импульсы
к строго определенным нейронам постцентральной извилины, поэтому
над ее поверхностью можно изобразить «чувствительного гомунку­
луса», отражающего взаимное расположение представительств рецеп­
торов разных органов в первичной коре этого анализатора (рис. 4.7).
В верхней части заднецентральной извилины находится проекция ре­
цепторов ног и туловища, далее — рук, еще ниже головы. Величина
проекционных зон неодинакова, она пропорциональна значению функ­
ций, выполняемых данным органом.
169
А
Б
Рис. 4.6. Рецепторы мышц и сухожилий:
А — чувствительная и двигательная иннервация скелетной мышцы
(1 — сухожилие мышцы, 2 — сухожильные рецепторы Гольджи,
3 — свободные нервные окончания, 4 — тельца Фатера — Пачини,
5 — чувствительные нервные волокна, 6 — двигательное нервное волокно,
7 — капсула нервно-мышечного веретена, 8 — мышечные волокна нервномышечного веретена с чувствительными нервными окончаниями);
Б — мышечное волокно нервно-мышечного веретена (1 — полярная
область, 2 — экваториальная область, 3 — область миотрубки, ядерная
сумка, 5 — основное мышечное волокно)
Источник: Леонтьева М., Маринова К. Анатомия и физиология детского
организма (Основы учения о клетке и развитии организма, нервная система,
опорно-двигательный аппарат). М. : Просвещение, 1986.
170
Возрастные особенности. Кожно-мышечный анализатор разви­
вается достаточно быстро, в первую очередь тактильная чувствительность: свободные нервные окончания в коже появляются уже на вось­
мой неделе эмбрионального развития (с этого возраста регистрируется
двигательная реакция на прикосновение к коже), инкапсулированные
рецепторы — на третьем месяце эмбриогенеза. В развитии кожной чув­
ствительности ярко выражена гетерохронность: раньше всего рецепто­
ры появляются в коже губ, затем — в подушечках пальцев рук и ног,
далее в коже лба, щек, носа и т.д. У новорожденных тактильные рецеп­
торы распределены как у взрослых, но их количественное и качествен­
ное развитие продолжается до 17—20 лет, особенно в первые годы
жизни.
Количество рецепторов возрастает в зависимости от наличия воз­
действия на тот или иной участок кожи. Так, количество рецепторов на
подошвенных поверхностях стопы возрастает, когда ребенок осваивает
ходьбу, количество рецепторов на ладонях возрастает по мере развития
функций руки.
Новорожденный реагирует на прикосновения общей двигательной
реакцией, локальные ответные реакции появляются с полутора-двух
месяцев при раздражении кожи головы. Условные рефлексы на при­
косновения вырабатываются на первом-втором месяце жизни, диффе­
ренцировки — с трех месяцев.
Температурная чувствительность хорошо развита к моменту
рождения, морфологическое развитие рецепторов практически завер­
шено. Новорожденный реагирует на холодовые реакции гримасой не­
удовольствия, криком, тепло действует успокаивающе. Опережающе
развивается температурная чувствительность слизистых оболочек по­
лости рта и гортани, лица. При этом чувствительность к охлаждению
выше, чем к перегреванию. К одному-двум годам температурная чув­
ствительность приближается к уровню взрослых, но терморегуляция
развита слабо (см. главу 7), поэтому высок риск нарушения здоровья
ребенка при его переохлаждении или перегревании. Опасность пере­
грева у новорожденного обусловлена тем, что базальный уровень тепло­
продукции на единицу массы тела в 1,4 раза выше, чем у взрослых,
функции потовых желез незрелы. Риск переохлаждения связан с малой
массой тела, большей, чем у взрослых относительной площадью поверх­
ности тела, а также с отсутствием сократительного термогенеза.
Проприоцептивная чувствительность развивается медленнее.
Мышечные рецепторы развиваются с двух с половиной — трех месяцев
эмбриональной жизни, сухожильные — с трех с половиной — четырех,
к моменту рождения они в основном сформированы, но продолжают
171
ребенок не способен локализовать болевые ощущения от раздражения
рецепторов внутренних органов.
Таким образом, кожно-мышечная сенсорная система достаточно
хорошо развита уже к моменту рождения. Эту особенность необходимо
учитывать при воспитании ребенка. Массаж, физические упражнения,
воздушные и водные процедуры вызывают раздражение кожных и
проприо­рецепторов и создают мощный поток нервных импульсов,
который через неспецифический путь активирует все области коры
больших полушарий, обеспечивая тем самым необходимые условия
для успешной выработки условных рефлексов и развития психической
деятельности ребенка.
4.8. ВЕСТИБУЛЯРНАЯ СЕНСОРНАЯ СИСТЕМА:
АНАТОМО‑ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ И ВОЗРАСТНЫЕ
ОСОБЕННОСТИ
Рис. 4.7. Корковый центр общей чувствительности (чувствительный
«гомункулус») (по Пенфилду и Расмуссену)
Источник: Сапин М., Билич Г. Анатомия человека : учебник для студентов
биологических специальностей вузов. М. : Высшая школа 1989.
развиваться до 12—15 лет. Миелинизация проводящих путей наиболее
активно происходит с восьми-девяти месяцев эмбриогенеза до конца
первого года жизни. Только с миелинизацией волокон кожно-мышеч­
ного анализатора становится возможна функция ходьбы.
В полтора-два месяца младенец осуществляет лишь грубый анализ
проприоцептивных сигналов, о чем свидетельствует малая точность
движений: 80—140°. Точность движений возрастает к трем месяцам
жизни, когда появляются координированные движения рук.
Болевая чувствительность. Несмотря на то что болевые реакции
можно вызвать даже у плода, латентный период ответных реакций
у новорожденного велик, болевая чувствительность у ребенка остает­
ся ниже, чем у взрослого, до шести-семи лет. Такая особенность увели­
чивает риск травматизации детей. Кроме того, вплоть до двух-трех лет
172
Вестибулярная сенсорная система играет ведущую роль в про­
странственной ориентировке человека. Она ответственна за формиро­
вание ощущений, возникающих при изменении положения головы
относительно поля тяготения, а также при ускорениях, возникающих
в процессе прямолинейного или вращательного движения. Импульсы
от вестибулярных рецепторов рефлекторно вызывают перераспределе­
ние тонуса скелетной мускулатуры, что обеспечивает сохранение равно­
весия тела, поддержание позы.
Периферический отдел вестибулярной системы морфологически
тесно связан с периферическими структурами слухового анализатора —
это вестибулярный аппарат внутреннего уха, представленный пред­
две­рием, где расположены рецепторы, чувствительные к положению
головы относительно гравитационного поля, и полукружными кана­
лами, рецепторы которых чувствительны к ускорению.
Проводниковый отдел: вестибулярные волокна преддверно-улиткового нерва, вестибулярные ядра продолговатого мозга, ядра мозжеч­
ка и таламуса.
Центральный отдел расположен в коре теменной (постцентраль­
ная извилина) и височной долей (задние отделы верхней и средней
височной извилины) (см. рис. 4.1).
Возрастные особенности. Периферические структуры вестибу­
лярной сенсорной системы закладываются одновременно со структу­
рами слухового анализатора, на четвертой неделе эмбриогенеза. Мие­
линизация проводникового отдела происходит на четвертом месяце
173
эмбрионального развития, тогда же оформляется вестибулярное ядро
продолговатого мозга. С этого времени у плода можно вызвать тониче­
ские рефлексы с рецепторов вестибулярного аппарата.
У новорожденных четко выражены такие рефлексы, как нистагм
(непроизвольные быстрые ритмические движения глазных яблок),
реакции на положение головы в пространстве и на ускорение. Выпря­
мительные рефлексы, обеспечивающие удержание головы, сидение,
стояние, и лифтные рефлексы, вызывающие перераспределение мы­
шечного тонуса конечностей при движении вверх и вниз, формируются
на первом году жизни.
Уже с 20—21-го дня вырабатываются условные рефлексы на по­
ложение тела при кормлении грудью, рефлексы на покачивание —
с 12—16-го дня.
Возбудимость этого анализатора у детей выше, чем у взрослых.
Его стимуляция активирует кору больших полушарий и способствует
психическому развитию.
из жировых клеток, содержащих пигмент. Волоски и ушная сера вы­
полняют защитную функцию.
На границе между наружным и средним ухом находится барабанная перепонка. Это очень тонкая мембрана (около 0,1 мм), снаружи
покрытая эпителием, а изнутри — слизистой оболочкой. Барабанная
Общий вид
Наружный слуховой проход
4.9. СЛУХОВАЯ СЕНСОРНАЯ СИСТЕМА: АНАТОМОФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ И ВОЗРАСТНЫЕ ОСОБЕННОСТИ
С возникновением речи слуховая сенсорная система у человека
приобретает особое значение, обеспечивая не только возможность реа­
гирования на звуки окружающего мира, но и социальное взаимодей­
ствие. Акустические (звуковые) сигналы, представляющие собой коле­
бания воздуха разной частоты и силы, возбуждают слуховые рецепторы,
от которых сенсорная информация передается по проводниковым пу­
тям в слуховую область коры мозга. Как упоминалось выше, орган
слуха связан с органом равновесия, который участвуют в поддержании
определенной позы тела.
Периферический отдел слуховой сенсорной системы представлен
сложно устроенным органом чувств и состоит из трех частей: наружно­
го, среднего и внутреннего уха (рис. 4.8).
Наружное ухо включает ушную раковину и наружный слуховой
проход.
Ушная раковина предназначена для улавливания звуковых коле­
баний, которые далее передаются по наружному слуховому проходу
к барабанной перепонке.
Наружный слуховой проход у взрослого имеет длину около 24 мм,
он выстлан кожей, снабженной тонкими волосками и особыми пото­
выми железами, которые выделяют ушную серу. Ушная сера состоит
174
Срез улитки
Поперечный срез канала улитки
Рис. 4.8. Орган слуха
Источник: Хрипкова А.Г., Антропова М.В., Фарбер Д.А. Возрастная физи­
ология и школьная гигиена: пособие для студентов педагогических институтов
М. : Просвещение, 1990.
175
перепонка расположена наклонно, при воздействии на нее звуковых
волн начинает колебаться при любом звуке соответственно его частоте
и амплитуде.
Среднее ухо представлено барабанной полостью в виде малень­
кого плоского барабана неправильной формы, на который туго на­тя­
нута колеблющаяся перепонка, и слуховой (евстахиевой) трубой.
Среднее ухо отделено от внутреннего перепонкой овального окна
преддверия.
Полость среднего уха заполнена воздухом, в нем расположены
соединенные между собой слуховые косточки — молоточек, наковальня, стремечко. Рукоятка молоточка сращена с барабанной перепонкой,
головка молоточка суставом соединена с наковальней, которая также
с помощью сустава подвижно соединена со стремечком. Основание
стремечка находится у перепонки овального окна преддверия. К стре­
мечку прикреплена стременная мышца, регулирующая его движение.
Слуховые косточки — не что иное, как система рычагов, усиливающая
звуковые колебания барабанной перепонки: давление звуковой волны
возрастает в 30—40 раз и передается на перепонку овального окна пред­
дверия, где звуковая волна трансформируется в колебания эндолимфы — жидкости, заполняющей полости внутреннего уха.
Посредством слуховой (евстахиевой) трубы барабанная полость
соединена с носоглоткой. Функция слуховой трубы заключается в вы­
равнивании давления на барабанную перепонку изнутри и снаружи,
что создает наиболее благоприятные условия для ее колебания. По­
ступление воздуха в барабанную полость происходит во время глотания
или зевания, когда просвет трубы открывается и давление в глотке и
барабанной полости выравнивается.
Внутреннее ухо представляет собой костный лабиринт, внутри
которого находится перепончатый лабиринт из соединительной ткани.
Между костным и перепончатым лабиринтами имеется жидкость —
перилимфа, а внутри перепончатого лабиринта — эндолимфа.
В центре костного лабиринта расположено преддверие, спереди
от него улитка, а сзади — полукружные каналы. Костная улитка — спи­
рально извитой канал, образующий 2,5 оборота вокруг стержня кони­
ческой формы. От стержня отходит костная спиральная пластинка,
которая делит полость канала на две части, или лестницы.
В улитковом ходе, внутри среднего канала улитки находится зву­
ковоспринимающий аппарат — кортиев, или спиральный, орган (рис.
4.9). Он имеет базальную (основную) пластину, состоящую из 24 тыс.
тонких фиброзных волоконец различной длины, очень упругих и сла­
бо связанных друг с другом. Вдоль базальной пластины в пять рядов
176
располагаются опорные и чувствительные волосковые клетки, которые
являются собственно слуховыми рецепторами.
Рис. 4.9. Схема кортиева (спирального) органа
1 — покровная пластинка; 2, 3 — волосковые клетки; 4 — опорные
клетки; 5 — улитковый нерв; 6 — основная пластинка
Источник: Хрипкова А.Г., Антропова М.В., Фарбер Д.А. Возрастная физи­
ология и школьная гигиена: пособие для студентов педагогических институтов.
М. : Просвещение, 1990.
Рецепторные клетки имеют удлиненную форму. Каждая волоско­
вая клетка содержит 60—70 мельчайших волосков (длиной 4—5 мкм),
которые омываются эндолимфой и контактируют с покровной пластиной.
Слуховая сенсорная система воспринимает звук различных тонов.
Высота звука определяется его частотой, или числом колебаний за 1 с.
Частота измеряется в герцах (Гц). Чем больше частота звука, тем звук
выше.
Сила звука пропорциональна амплитуде колебаний звуковой
волны и измеряется в белах (чаще применяется децибел, дБ).
Человек может услышать звуки от 12—24 до 20 тыс. Гц. У детей
верхняя граница слуха достигает 22 тыс. Гц, у пожилых людей она
ниже — около 15 тыс. Гц.
Звук улавливается ушной раковиной, направляется по наружному
слуховому проходу к барабанной перепонке. Колебания барабанной
177
перепонки передаются через среднее ухо. Посредством системы рычага
три слуховые косточки усиливают звуковые колебания и передают их
жидкости, находящейся между костным и перепончатым лабиринта­
ми улитки. Волны, достигая основания улитки, вызывают смещение
основ­ной мембраны, с которой соприкасаются волосковые клетки.
Клетки начинают колебаться, вследствие чего возникает рецепторный
потенциал, возбуждающий окончания нервных волокон. Эластичность
основной мембраны на разных участках не одинакова. Вблизи оваль­
ного окна она уже и жестче, далее — шире и эластичнее. Волосковые
клетки в узких отрезках воспринимают звуки с высокими частотами,
а в более широких — с низкими.
Различение звуков начинается на уровне рецепторов. Сила звука
кодируется числом возбужденных нейронов и частотой их импульса­
ции. Внутренние волосковые клетки возбуждаются при большой силе
звука, наружные — при меньшей.
Проводниковый отдел. От волосковых клеток нервные импульсы
передаются в спиральный ганглий, оттуда по слуховому (преддверноулитковому) нерву в слуховые ядра продолговатого мозга. Затем ин­
формация поступает к нижним буграм четверохолмия (средний мозг),
внутренним коленчатым телам (промежуточный мозг), а от них —
в большие полушария.
Центральный отдел слухового анализатора расположен в височ­
ной доле. Первичная слуховая кора занимает верхний край височной
извилины, она окружена вторичной корой (см. рис. 4.1). Смысл услы­
шанного интерпретируется в ассоциативных зонах. У человека в цен­
тральном ядре слухового анализатора особое значение имеет зона
Вернике, расположенная в задней части верхней височной извилины.
Эта зона отвечает за понимание смысла слов и является центром сен­
сорной речи.
При длительном действии сильных звуков возбудимость звуко­
вого анализатора понижается, а при длительном пребывании в тиши­
не — возрастает.
Возрастные особенности. Формирование периферического от­
дела слуховой сенсорной системы начинается рано — на четвертой
неделе эмбрионального развития. У пятимесячного плода улитка уже
имеет форму и размеры, характерные для взрослого человека. На ше­
стом месяце пренатального развития заканчивается дифференциация
рецепторов, отмечаются шевеления плода в ответ на звуковые раздра­
жители.
У новорожденного имеет место относительная глухота, связан­
ная с особенностями строения уха. Наружный слуховой проход у но­
178
ворожденных короткий и узкий и поначалу расположен вертикально.
До одного года он представлен хрящевой тканью, которая в дальнейшем
окостеневает, этот процесс длится до 10—12 лет. Барабанная перепонка
расположена почти горизонтально, она намного толще, чем у взрослых.
Полость среднего уха у новорожденного заполнена амниотической
(околоплодной) жидкостью, что затрудняет колебания слуховых косто­
чек. С возрастом эта жидкость рассасывается, и полость заполняется
воздухом. Слуховая (евстахиева) труба у детей шире и короче, чем
у взрослых, и через нее в полость среднего уха могут попадать микробы,
жидкости при насморке, рвоте и др. Этим объясняется довольно частое
у детей воспаление среднего уха (отит).
Миелинизация проводникового отдела происходит медленно и
заканчивается лишь к четырем годам.
Слуховая зона коры формируется на шестом месяце внутриутроб­
ной жизни. Особенно интенсивно первичная сенсорная кора развива­
ется на протяжении второго года жизни, развитие продолжается до семи
лет.
С первых дней после рождения ребенок реагирует на громкие
звуки вздрагиванием, изменением дыхания, прекращением плача. Уже
с трех-пяти недель звуки становятся условно-рефлекторными раздра­
жителями, но стойкие условные рефлексы вырабатываются лишь с двух
месяцев. В два-три месяца ребенок начинает дифференцировать каче­
ственно разные звуки, в три-четыре — различает высоту тона однород­
ных звуков, разница между которыми составляет один-два тона, а к семи
месяцам — даже 3/4 и 1/2 музыкального тона.
Порог слышимости также изменяется с возрастом. У детей ше­
сти — девяти лет он составляет 17—24 дБ, у 10—12-летних — 14—19 дБ.
Наибольшая острота слуха достигается к среднему и старшему школь­
ному возрасту (14—19 лет). У взрослых порог слышимости лежит
в пределах 10—12 дБ.
Чувствительность слухового анализатора к различным частотам
неодинакова в разном возрасте. У взрослых до 40 лет наибольший порог
слышимости отмечается при частоте 3 тыс. Гц, в 40—50 лет — 2 тыс. Гц,
после 50 лет — 1 тыс. Гц, причем с этого возраста понижается верхняя
граница воспринимаемых звуковых колебаний.
179
4.10. ГИГИЕНА СЛУХА
Функциональное состояние слухового анализатора зависит от дей­
ствия многих факторов окружающей среды. Специальной тренировкой
можно добиться повышения его чувствительности. Например, занятия
музыкой, танцами, фигурным катанием, спортивной и художественной
гимнастикой вырабатывают тонкий слух. С другой стороны, физическое
и умственное утомление, высокий уровень шумов, резкие колебания
температуры и давления значительно снижают чувствительность орга­
нов слуха.
Гигиена слуха — система мер, направленная на охрану слуха, соз­
дание оптимальных условий для нормального функционирования и
развития слухового анализатора.
Шумы влияют на организм специфически и неспецифически.
Специфическое действие проявляется нарушением слуха, неспецифи­
ческое — разного рода отклонениями со стороны ЦНС, вегетативной
реактивности, эндокринными расстройствами, нарушением функцио­
нального состояния сердечно-сосудистой системы и пищеваритель­
ного тракта. Наибольшее отрицательное воздействие шум оказывает
на неокрепший организм детей и подростков.
Шум до 40 дБ не влияет на функциональное состояние ЦНС, а
воздействие шума в 50 дБ уже вызывает у учащихся ухудшение слухо­
вой чувствительности, снижение внимания, вследствие чего они до­
пускают много ошибок при выполнении различных заданий. Решение
арифметических задач при шуме в 50 дБ требует на 15—55%, а при шуме
в 60дБ — на 80—100% больше времени, чем до воздействия шума. Воз­
действие шума интенсивностью в 90 дБ в течение часа у лиц молодого
и среднего возраста приводит к снижению остроты зрения, увеличива­
ет латентный период зрительного и слухового анализаторов, ухудшает
координацию движений. У детей наблюдаются более резкие нарушения
нервных процессов в коре, формирование запредельного торможения,
появляются головные боли, бессонница и др.
Учителям и родителям необходимо помнить, что чрезмерные
шумы могут вызвать нервно-психические расстройства у детей и под­
ростков. И поскольку дети значительную часть времени проводят
в школе, выполнение гигиенических мероприятий по снижению шума
является обязательным условием. Снижение уровня «школьного» шума
достигается комплексом строительных, архитектурных, технических
и организационных мероприятий.
Согласно требованиям санитарно-эпидемиологических правил и
нормативов, регламентирующих гигиенические требования к условиям
180
и организации обучения в общеобразовательных учреждениях, уровень
шума на участке и в здании общеобразовательного учреждения не дол­
жен превышать 60 дБА (величина дБА — уровень звукового давления,
измеренный в дБ при помощи шумомера, содержащего корректирую­
щую цепочку). Именно поэтому здания общеобразовательных учреж­
дений размещают на внутриквартальных территориях микрорайона,
удаленных от межквартальных проездов с регулярным движением
транспорта на расстоянии не менее 100 м. Размещение зданий учреж­
дений на внутриквартальных проездах с периодическим (нерегуляр­
ным) движением автотранспорта допустимо при условии соблюдения
расстояния от границы участка учреждения до проезда не менее 25 м.
Звукоизолирующие функции выполняют зеленые насаждения,
которые высаживают по всему периметру участка вдоль ограждения.
Деревья высаживают на расстоянии не менее 15 м, а кустарники —
не менее 5 м от здания учреждения. Озеленение участка должно со­
ставлять не менее 50% площади его территории. Такой источник шума,
как физкультурно-спортивную зону, размещают на расстоянии не менее
25 м от здания учреждения, за полосой зеленых насаждений.
Архитектурно-планировочные решения здания должны обеспечи­
вать отделение учебных помещений от общешкольных, являющихся
источниками шума (спортивных и актовых залов, пищеблока, адми­
нистративно-хозяйственных помещений). Например, спортивный зал
размещается обычно на первом этаже. В крупных городах в условиях
высокой плотности застройки его допускается размещать на втором
этаже при условии расположения не над учебными помещениями.
В этом случае необходимо обеспечить выполнение шумо- и виброизо­
лирующих мероприятий.
Помимо неблагоприятной звуковой среды частыми причинами
нарушения слуха являются травмы и воспалительные заболевания.
Профилактика повреждений слухового прохода и барабанной пере­
понки у детей первых лет жизни во многом связана с правильным
осуществлением гигиенического ухода за наружным ухом. Уши ребен­
ка следует регулярно, но бережно очищать, помня, что ушная сера об­
ладает бактерицидными свойствами и выполняет защитную функцию.
Поэтому убирают ушную серу из ушной раковины, но не из слухового
прохода, при этом используют сухие тампоны или турунды из мягких
материалов. Недопустимо использовать для этих целей спички, шпиль­
ки и т.п. При образовании серной пробки извлечь ее должен медицин­
ский работник.
К сожалению, у детей, особенно первых лет жизни, достаточно
часто развивается отит — воспаление среднего уха. Это связано с тем,
181
что, как упоминалось выше, евстахиевы трубы у детей относительно
короткие и широкие, и при воспалительных заболеваниях носоглотки
патогенные микроорганизмы легко попадают в среднее ухо. Риск раз­
вития отита возрастает, если при заболеваниях носоглотки (насморке,
воспалении миндалин) применяется лишь симптоматическое лече­
ние, либо лечением вообще пренебрегают, считая эти заболевания не­
существенными. Отит опасен тем, что затронутые воспалительным
процессом структуры среднего уха могут быть необратимо повреждены,
и это может привести к снижению и даже потере слуха. Профилактика
отита заключается в закаливании, своевременном лечении заболеваний
ротовой полости и носоглотки, использовании соответствующих по­
годным условиям головных уборов.
4.11. ЗРИТЕЛЬНАЯ СЕНСОРНАЯ СИСТЕМА:
АНАТОМО‑ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ И ВОЗРАСТНЫЕ
ОСОБЕННОСТИ
Рис. 4.10. Строение глаза:
1 — белочная оболочка; 2 — роговица; 3 — хрусталик; 4 — ресничное
тело; 5 — радужная оболочка; 6 — сосудистая оболочка;
7 — сетчатка; 8 — слепое пятно; 9 — стекловидное тело; 10 — задняя
Зрение у человека играет ведущую роль в получении информации
об окружающем мире. С его помощью мы получаем информацию о сме­
не дня и ночи, различаем окружающие нас предметы, движение живых
и неживых тел, различные графические и световые сигналы. Зрение
очень важно для трудовой деятельности человека.
Периферическим отделом зрительной сенсорной системы явля­
ется глаз, который расположен в углублении черепа — глазнице.
Сзади и с боков он защищен от внешних воздействий костными
стенками глазницы, а спереди — веками. Глаз состоит из глазного яб­
лока и вспомогательных органов глаза: глазодвигательных мышц,
слезных желез, век. Слезная железа выделяет жидкость, предохраняю­
щую глаз от высыхания. Равномерное распределение слезной жидкости
по поверхности глаза происходит за счет мигания век.
Глазное яблоко ограничено тремя оболочками — наружной, сред­
ней и внутренней (рис. 4.10).
Наружная оболочка глаза — склера, или белочная оболочка. Это
плотная непрозрачная ткань белого цвета, толщиной около 1 мм, в пе­
редней части она переходит в прозрачную роговицу, через которую
в глазное яблоко проникает свет.
Под склерой расположена сосудистая оболочка глаза, толщина
которой не превышает 0,2—0,4 мм. В ней содержится большое количе­
ство кровеносных сосудов. В переднем отделе глазного яблока сосу­дис­
тая оболочка переходит в ресничное (цилиарное) тело и радужную
182
камера глаза; 11 — передняя камера глаза; 12 — зрительный нерв
оболочку (радужку). Вместе эти структуры составляют среднюю обо­
лочку. В зависимости от содержания в радужной оболочке пигмента
меланина ее цвет может колебаться от серого и голубого до коричнево­
го, почти черного. Цветом радужной оболочки определяется цвет глаз.
Если пигмент отсутствует (таких людей называют альбиносами), то
лучи света могут проникать в глаз не только через зрачок, но и через
ткань радужки. У альбиносов глаза имеют красноватый оттенок, зрение
понижено.
В центре радужной оболочки располагается отверстие — зрачок,
его диаметр может изменяться, отчего в глазное яблоко попадает боль­
шее или меньшее количество света. Просвет зрачка регулируется мыш­
цей, находящейся в радужке.
В ресничном теле расположена мышца, связанная с хрусталиком
и регулирующая его кривизну.
Хрусталик — прозрачное, эластичное образование, имеющее фор­
му двояковыпуклой линзы. Он покрыт прозрачной сумкой, по всему
его краю к ресничному телу тянутся тонкие, но очень упругие волокна.
Эти волокна держат хрусталик в растянутом состоянии.
В передней и задней камерах глаза находится прозрачная жидкость,
которая снабжает питательными веществами роговицу и хрусталик.
183
Желеобразная прозрачная масса, которой заполнена полость глаза по­
зади хрусталика, называется стекловидным телом.
Глаз — чрезвычайно сложная оптическая система, которую можно
сравнить с фотоаппаратом, где объективом выступают все части глаза,
а фотопленкой — сетчатка. Оптическая система глаза представлена
роговицей, передней и задней камерами глаза, хрусталиком и стекло­
видным телом. Благодаря оптической системе глаза на сетчатке фоку­
сируются лучи света, давая реальное уменьшенное перевернутое
изображение.
Каждая из структур оптической системы имеет свой показатель
оптической силы. Оптическая сила выражается в диоптриях. Одна
диоптрия (дптр) равна оптической силе линзы, которая фокусирует
параллельные лучи света в точке, удаленной на расстояние 1 м после
прохождения линзы. Оптическая сила системы глаза составляет 59 дптр
при рассматривании далеких предметов и 70,5 дптр при рассматривании
близких предметов. Оптическая сила глаза неодинакова для близких и
далеких предметов благодаря аккомодации — способности глаза четко
видеть предметы на разном расстоянии. Фокусировка происходит
за счет изменения кривизны хрусталика: при рассматривании близко­
го предмета он становится выпуклым за счет сокращения ресничной
мышцы, а при рассматривании удаленного — более плоским, за счет ее
расслабления. Преломляющие свойства нормального глаза называют
рефракцией.
Световоспринимающим аппаратом является внутренняя оболоч­
ка глаза — сетчатка, или ретина. Это тонкая (0,2—0,3 мм), весьма слож­
ная по строению оболочка, в которой находятся светочувствительные
клетки, или рецепторы — палочки и колбочки (рис. 4.11).
Колбочки являются рецепторами цветного зрения, палочки —
черно-белого. Колбочки сосредоточены в основном в центральной об­
ласти сетчатки — в желтом пятне. По мере удаления от центра количе­
ство колбочек уменьшается, а палочек — возрастает. На периферии
сетчатки имеются только палочки. У взрослого человека насчитывает­
ся 6—7 млн колбочек, количество палочек в 10—20 раз больше. Свето­
чувствительность палочек намного выше, чем у колбочек, поэтому
полноценное различение цветов возможно лишь при ярком освещении,
а сумеречное зрение является черно-белым.
Местом наилучшего видения является желтое пятно, и особенно
его центральная ямка. Такое зрение называют центральным. Остальные
части сетчатки участвуют в боковом, или периферическом, зрении.
Центральное зрение позволяет рассматривать мелкие детали предметов,
а периферическое — ориентироваться в пространстве.
184
Пигментный
слой
Палочки
Колбочки
Нейроны
сетчатки
Рис. 4.11. Схема строения сетчатки
Источник: Хрипкова А.Г., Андропова М.В., Фарбер Д.А. Возрастная физи­
ология и школьная гигиена: пособие для студентов педагогических институтов.
М. : Просвещение, 1990.
В палочках содержится особый пигмент — зрительный пурпур,
или родопсин, в колбочках — пигмент фиолетового цвета йодопсин,
который нужен для восприятия красного цвета. В сумерках при слабом
освещении человек видит за счет зрительного пурпура. Распад зритель­
ного пурпура под действием света вызывает возникновение импульсов
возбуждения в окончаниях зрительного нерва и является начальным
моментом передачи афферентной информации в зрительный нерв.
Зрительный пурпур на свету распадается на белок опсин и пигмент
ретиналь — производное витамина А. В темноте витамин А превраща­
ется в ретиналь, который соединяется с опсином и образует родопсин,
т.е. происходит восстановление зрительного пурпура. Следовательно,
источником зрительного пурпура является витамин А.
185
Недостаток в организме человека витамина А нарушает образова­
ние зрительного пурпура, что вызывает резкое ухудшение сумеречного
зрения, так называемую куриную слепоту (гемералопию).
Зрительное ощущение возникает не сразу с началом раздражения,
а после некоторого скрытого периода (0,1 с). Оно не исчезает с прекра­
щением действия света, а остается в течение некоторого времени, не­
обходимого для удаления из сетчатки раздражающих продуктов рас­
пада светореактивных веществ и их восстановления.
Возбуждение палочек и колбочек вызывает появление нервных
импульсов в волокнах зрительного нерва. Рецепторы сетчатки быстро
адаптируются под действием световых раздражителей, поэтому глаз
не может длительно различать предметы, изображение которых проеци­
руется на одни и те же рецепторы. Видеть неподвижные предметы че­
ловеку позволяют непрерывные мелкие колебательные движения глаз,
которые совершаются постоянно, на протяжении 25 мс каждое. Напри­
мер, у лягушек колебательных движений глаз нет, поэтому они видят
только те предметы, которые перемещаются. Отсюда ясно, насколько
велика роль движений глаз в обеспечении зрения.
Электромагнитные волны вызывают определенные цветовые
ощущения, которые соответствуют следующим длинам волн: красный —
620—760 нм, оранжевый — 510—585 нм, голубой — 480—510 нм, фиоле­
товый — 390—450 нм.
Проводниковый отдел зрительной сенсорной системы представ­
лен зрительным нервом, ядрами верхних бугров четверохолмия средне­
го мозга, ядрами латеральных коленчатых тел промежуточного мозга
(рис. 4.12).
Таламус
Медиальная
лобная извилина
Свод
Теменнозатылочная
борозда
Поясная
извилина
Клиновидная
извилина
Мозолистое тело
Крючок
Парагиппокампальная
извилина
Центральный отдел зрительного анализатора расположен в за­
тылочной доле, причем первичная кора лежит в окрестностях шпорной
борозды, в коре язычковой и клиновидной извилин (см. рис. 4.12).
Вторичная кора располагается вокруг первичной.
Нормальное зрение осуществляется двумя глазами — биноку­
лярное зрение является объемным, позволяет определять расстояние
до предметов. Левым и правым глазом человек видит неодинаково —
на сетчатке каждого глаза получаются разные изображения. Но оттого,
что изображение возникает на идентичных точках сетчатки, человек
воспринимает предмет как единое целое. Если лучи от рассматривае­
мого предмета попадут на неидентичные (несоответственные) точки
сетчатки, то изображение предмета окажется раздвоенным. Чтобы лучи
от предмета попали на идентичные точки, необходима конвергенция —
сведение осей зрения на предмете. Она достигается работой глазодви­
гательных мышц.
Нарушения зрения. Среди дефектов зрения наиболее часто встре­
чаются различные формы нарушения рефракции оптической системы
глаза или нарушения нормальной длины глазного яблока. В результате
лучи, идущие от предмета, преломляются не на сетчатке.
При слабой рефракции глаза вследствие нарушения функций
хрусталика — его уплощения, или при укорочении глазного яблока
изображение предмета оказывается за сетчаткой. Люди с такими нару­
шениями зрения плохо видят предметы на близком расстоянии; этот
дефект называют дальнозоркостью. При этом дефекте зрения помога­
ют очки с собирательными двояковыпуклыми стеклами, которые улуч­
шают остроту зрения и снижают излишнее напряжение аккомодации
глаз (рис. 4.13).
Шпорная борозда
Зубчатая
извилина
Борозда
гиппокампа
Язычковая извилина
Рис. 4.13. Схема рефракции:
Рис. 4.12. Медиальная поверхность коры больших полушарий
186
а — в дальнозорком глазу; б — в нормальном; в — в близоруком
187
При усилении физической рефракции глаза, например из-за по­
вышения кривизны хрусталика или удлинения глазного яблока, изо­
бражение предмета фокусируется впереди сетчатки, что нарушает
восприятия удаленных предметов. Этот дефект зрения называют близорукостью (см. рис. 4.13). При близорукости назначают очки с рас­
сеивающими двояковогнутыми линзами.
Астигматизм — отклонение рефракции, при котором прелом­
ляющие поверхности в разных меридианах имеют разную кривизну.
В результате лучи, попадающие на эти поверхности, не одинаково пре­
ломляются и не сходятся в одной точке.
Частичное нарушение цветового зрения получило название дальтонизма (по имени английского химика Дальтона, у которого впервые
был обнаружен этот дефект). Дальтоники, как правило, не различают
красный и зеленый цвета, они им кажутся серыми разных оттенков.
Около 4—5% всех мужчин страдают дальтонизмом. У женщин он встре­
чается реже — 0,5%. Для обнаружения дальтонизма используют специ­
альные цветовые таблицы.
Возрастные особенности. Что касается дорецепторных структур
периферического отдела, то у новорожденного диаметр глазного ябло­
ка составляет 16 мм, а его масса — 3 г. Рост глазного яблока продолжа­
ется после рождения. Интенсивнее всего оно растет первые пять лет
жизни, менее интенсивно — до 9—12 лет. У взрослых диаметр глазного
яблока составляет около 24 мм, вес — 8 г.
Зрачок у новорожденных узкий. В шесть — восемь лет из-за пре­
обладания тонуса симпатических нервов, иннервирующих мышцы
радужной оболочки, зрачки становятся широкими, что увеличивает
риск солнечных ожогов сетчатки. В восемь — десять лет зрачок вновь
сужается. В 12—13 лет быстрота и интенсивность зрачковой реакции
на свет становятся такими же, как у взрослого человека.
У новорожденных форма глазного яблока более шаровидная,
чем у взрослых, в результате в 90% случаев у них отмечается даль­
нозоркая рефракция (см. рис. 4.13). При этом у новорожденных и
детей дошкольного возраста хрусталик более выпуклый и более элас­
тичный, чем у взрослого, его преломляющая способность выше
(табл. 4.1).
Это позволяет ребенку, несмотря на дальнозоркую рефракцию,
четко видеть предмет на меньшем расстоянии от глаза, чем взросло­
му (в десять лет расстояние до ближайшей точки ясного видения со­
ставляет 7 см, в 30 лет — 14 см). Однако привычка рассматривать пред­
меты таким образом может привести к развитию близорукости и
косоглазия.
188
Таблица 4.1
Возрастные изменения величины аккомодации нормального
глаза
Возраст,
лет
Средняя величина
аккомодации, дптр
Возраст, лет
Средняя величина
аккомодации, дптр
10
14,6
25
9,2
12
13,6
30
7,7
15
12,0
40
4,9
18
11,2
50
2,1
20
10,6
60
1,0
Повышенная растяжимость и эластичность склеры у детей спо­
собствует легкой деформации глазного яблока, что важно при форми­
ровании рефракции глаза. Например, если ребенок играет, рисует
или читает, излишне приблизив предметы к глазам или низко наклонив
голову, то из-за постоянного напряжения аккомодации и конверген­
ции соответствующие мышцы гипертрофируются, давление жидкости
на переднюю стенку глазного яблока возрастает, оно удлиняется и раз­
вивается близорукость (см. рис. 4.13).
Так, в пять — семь лет дальнозоркость отмечается почти у 70%
детей, близорукость — почти у 4%. В дальнейшем, из-за увеличения
нагрузки на зрительный анализатор при обучении к 14—17 годам доля
дальнозорких снижается до 31%, а близоруких — возрастает до 11,4%.
При развитии близорукости школьник плохо видит написанное
на классной доске, просит пересадить его на первые парты, в кино или
в театре стремится занять место поближе к экрану или сцене. При чте­
нии он сильно склоняет голову во время письма, прищуривает глаза,
рассматривая предметы. Чтобы сделать изображение на сетчатке более
четким, он сильно приближает рассматриваемый предмет к глазам, вы­
зывая тем самым значительную нагрузку на мышечный аппарат глаза.
Нередко мышцы не справляются с такой работой, и один глаз отклоня­
ется в сторону виска — возникает косоглазие. Близорукость может
развиться также вследствие таких заболеваний, как рахит, туберкулез,
ревматизм.
В пожилом возрасте из-за ухудшения аккомодации и потери эла­
стичности хрусталика формируется старческая дальнозоркость.
Клеточные элементы сетчатки начинают формироваться на шес­
той — десятой неделе внутриутробного развития, окончательное мор­
фологическое созревание происходит к 10—12 годам. В процессе раз­
вития организма существенно меняются цветоощущения ребенка.
189
У новорожденного в сетчатке функционируют только палочки, обе­
спечивающие черно-белое зрение. Количество колбочек невелико и они
еще незрелые. Распознавание цветов в раннем возрасте зависит от яр­
кости, а не от спектральной характеристики цвета. По мере созревания
колбочек дети сначала различают желтый, потом зеленый, а затем
красный цвета (уже с трех месяцев удавалось выработать условные
рефлексы на эти цвета). Полноценно колбочки начинают функциониро­
вать к концу третьего года жизни. В школьном возрасте различительная
цветовая чувствительность глаза повышается. Максимального развития
ощущение цвета достигает к 30 годам и затем постепенно снижается.
Миелинизация проводящих путей начинается на восьмом-девятом
месяце внутриутробного развития, а заканчивается к третьему-четвер­
тому году жизни.
Корковый отдел зрительного анализатора в основном формиру­
ется на шестом-седьмом месяце внутриутробной жизни, окончательно
он созревает к семилетнему возрасту.
Ребенок в первые месяцы после рождения путает верх и низ пред­
мета. Если ему показать горящую свечу, то он, стараясь схватить пламя,
протянет руку не вверх, а вниз.
Несмотря на то что на сетчатке изображение получается перевер­
нутым, мы видим предметы в нормальном положении благодаря повсе­
дневной тренировке зрительной сенсорной системы. Это достигается
образованием условных рефлексов, показаниями других анализаторов
и постоянной проверкой зрительных ощущений повседневной практи­
кой. Реакция на форму предмета отмечается уже у пятимесячного ре­
бенка. У дошкольников первую реакцию вызывает форма предмета,
затем его размеры и уже в последнюю очередь — цвет.
Поле зрение интенсивно увеличивается. К семи годам его размер
составляет приблизительно 80% размера поля зрения взрослого. Раз­
мер поля зрения определяет пропускную способность зрительного
анализатора — объем информации, воспринимаемой человеком в еди­
ницу времени — и, следовательно, учебные возможности ребенка.
В процес­се онтогенеза пропускная способность зрительного анализа­
тора изменяется (табл. 4.2).
Сенсорные и моторные функции зрения развиваются одновре­
менно. В первые дни после рождения движения глаз не синхронны,
при неподвижности одного глаза можно наблюдать движение другого.
Способность фиксировать взглядом предмет формируется в возрасте
от пяти дней до трех-пяти месяцев.
Острота зрения с возрастом повышается, улучшается и стереоско­
пическое зрение (бинокулярное, объемное).
190
Таблица 4.2
Пропускная способность зрительного анализатора у детей
и подростков
Возраст, лет
Пропускная способность зрительного анализатора,
бит/с
Девочки
Мальчики
7—8
1,00
1,09
10—11
2,18
2,06
12—13
2,53
2,12
13—14
2,90
2,60
17—18
3,38
2,65
19—22
3,13
2,88
Для сравнения приведем данные по остроте зрения (в условных
единицах) у детей разного возраста:
„„ одна неделя — 0,004—0,002;
„„ один месяц — 0,008—0,003;
„„ один год — 0,3—0,6;
„„ три года — 0,6—1,0;
„„ пять лет — 0,8—1,0;
„„ 7—15 лет — 0,9—1,0.
В семь-восемь лет глазомер у детей значительно лучше, чем у до­
школьников, но хуже, чем у взрослых; половых различий не имеет.
В дальнейшем у мальчиков линейный глазомер (восприятие длины,
расстояния) становится лучше. Стереоскопическое зрение к 17—22
годам достигает своего оптимального уровня, причем с шести лет у де­
вочек острота стереоскопического зрения выше, чем у мальчиков.
4.12. ГИГИЕНА ЗРЕНИЯ
Зрительное утомление снижает работоспособность детей, что от­
ражается на их общем состоянии. Профилактика нарушений зрения
основывается на создании оптимальных условий для работы органа
зрения, большое значение имеет правильный режим труда и отдыха,
школьная мебель, отвечающая физиологическим особенностям уча­
щихся, достаточное освещение рабочего места и др. Существенное роль
играет и питание, степень его сбалансированности по содержанию пи­
щевых веществ и особенно витаминов.
191
Формированию и прогрессированию близорукости способствует
дефицит света. У учащихся, мало или совсем не бывающих на воздухе
в околополуденное время, когда интенсивность ультрафиолетовой
радиации максимальна, нарушается фосфорно-кальциевый обмен.
В результате уменьшается тонус глазных мышц, что при высокой зри­
тельной нагрузке и недостаточной освещенности способствует разви­
тию близорукости и ее прогрессированию. В условиях Заполярья,
при постоянном искусственном освещении в период полярной ночи,
в тех школах, где уровень освещенности на рабочих местах в 5—10 раз
ниже гигиенических нормативов, у детей и подростков близорукость
развивается чаще.
Острота зрения и устойчивость ясного видения у учащихся суще­
ственно снижаются к окончанию уроков, и такое снижение тем резче,
чем ниже уровень освещенности. С повышением уровня освещенности
у детей и подростков увеличивается быстрота различения зрительных
стимулов, возрастает скорость чтения, улучшается качество работы.
При хорошем освещении у нормально слышащих детей и подростков
обостряется острота слуха, что также благоприятствует работоспособ­
ности, положительно сказывается на качестве работы. Наиболее значи­
тельное улучшение указанных показателей у школьников отмечается
после работы в условиях освещенности, равной 250 лк и более. Но из­
быточная освещенность, резкий солнечный свет неблагоприятно ска­
зываются на состоянии зрительных функций и работоспособности.
Максимально допустимым уровнем естественной освещенности счита­
ется 2 тыс. лк.
На развитие близорукости влияет учебная нагрузка, которая свя­
зана с необходимостью рассматривать объекты на близком расстоянии.
Во время чтения для отдыха глаз каждые 40—60 мин необходимо делать
перерыв на 10—15 мин; для снятия напряжения аппарата аккомодации
глаз детям рекомендуют посмотреть вдаль. Особое внимание следует
уделять организации работы за компьютером, а также просмотру теле­
визионных передач.
Требования к естественному и искусственному освещению, орга­
низации видов деятельности, вызывающих напряжение зрительной
сенсорной системы, отражены в санитарно-эпидемиологических правилах и нормативах, регламентирующих гигиенические требования
к условиям и организации обучения в общеобразовательных учрежде­
ниях.
Освещение может быть естественным, с помощью дневного света,
и искусственным, т.е. с помощью люминесцентных ламп, ламп накали­
вания и др. Равномерно рассеянное освещение учебных помещений
192
наиболее благоприятно влияет на зрительные функции и работоспособ­
ность, в отличие от неравномерного естественного и искусственного
освещения, с блескостью рабочих мест.
Что касается естественного освещения, то в учебных помещениях
должно быть боковое левостороннее светораспределение (т.е. окна
должны быть расположены слева от рабочих мест учащихся), так как
при другом расположении источников естественного света тень от ве­
дущей правой руки затеняет рабочую поверхность. К такому светора­
спределению нужно стремиться и при организации рабочего места
учащегося для выполнения домашних заданий.
Уровни естественного освещения определяются коэффициентом
естественного освещения (далее — КЕО), который является процент­
ным отношением внутреннего освещения в учебном помещении к на­
ружному рассеянному освещению (в люксах); КЕО учебного помеще­
ния определяется для наиболее удаленной от окна горизонтальной
поверхности, находящейся на высоте 0,8 м от уровня пола (т.е. для наи­
менее освещенного рабочего места учащегося). Нормируемый уровень
КЕО составляет при боковом освещении не менее 1,5%, предельно до­
пустимое нижнее значение — 1,35% (для кабинетов информатики и
вычислительной техники — 1,2%). При верхнем или комбинированном
освещении нормируемый уровень КЕО существенно выше — 3,5—4%.
Искусственная освещенность в учебных помещениях создается
системой общего освещения. При этом система общего освещения
обеспечивается потолочными светильниками. Светильники с люминесцентными лампами должны располагаться параллельно светонесу­
щей стене на расстоянии 1,2 м от наружной стены и 1,5 м от внутренней.
Для общего освещения классов и учебно-производственных мастерских
следует использовать люминесцентные светильники. Использование
новых типов ламп и светильников должно согласовываться с местными
центрами санэпиднадзора. Следует обратить внимание, что использо­
вание ламп накаливания для освещения учебных помещений нецеле­
сообразно.
Уровень искусственной освещенности на рабочих плоскостях
от системы общего освещения должен быть не менее 500 лк. Следует
отметить, что и при выполнении домашнего задания в условиях ис­
кусственной освещенности она должна быть достаточной и общей
или комбинированной (общей с использованием настольных светиль­
ников).
В условиях городской застройки повышенной плотности допуска­
ется использовать систему совмещенного освещения (естественного и
искусственного) с нормируемым КЕО — 1,3%, предельно-допустимым
193
значением — 1,17%. В этом случае уровень освещенности от искусствен­
ных источников света в учебных помещениях должен составлять не
менее 600 лк. При совмещенном освещении учебных помещений сле­
дует предусматривать раздельное включение рядов светильников, рас­
положенных параллельно светопроемам.
Светопроемы (проемы окон) учебных помещений должны быть
оборудованы регулируемыми солнцезащитными устройствами: жалю­
зи, тканевыми шторами светлых тонов, сочетающихся с цветом стен и
мебели. Недопустимо использование штор (занавесок) из тюля, штор
с ламбрекенами, из поливинилхлоридной пленки и других штор или
устройств, ограничивающих естественную освещенность или выделя­
ющих вредные летучие вещества.
Для максимального использования дневного света не следует за­
крашивать оконные стекла или размещать на подоконниках широко­
листные цветы, снижающие уровень естественного освещения. Высота
цветов не должна превышать 15 см (от подоконника). Цветы рекомен­
дуется размещать в переносных цветочницах высотой 65—70 см от пола
или подвесных кашпо в простенках окон. Следует отметить, что запы­
ленные стекла могут задерживать до 30—40% световых лучей, поэтому
необходимо следить за их чистотой (учащиеся к мытью окон привле­
каться не должны).
Освещенность помещения зависит и от отражающей способности
внутренних поверхностей (стен, потолка, мебели). Значение средне­
взвешенного коэффициента отражения (далее — КО) внутренних
поверхностей помещения должно быть равным 0,5. В условиях плотной
городской застройки необходимо предусматривать более светлую от­
делку помещений — средневзвешенный КО должен быть не менее 0,6.
С учетом этого требования для отделки учебных помещений ис­
пользуют материалы и краски, создающие матовую поверхность. Стены
учебных помещений окрашивают в цвета, обладающие максимальной
отражающей способностью и оказывающие благоприятное воздействие
на динамику нервных процессов и умственную работоспособность:
светлые тона желтого (КО — 0,6), бежевого, розового, зеленого (КО —
0,46), голубого. Для дверей, оконных рам используется белый цвет
(КО — 0,8—0,9).
Учебные помещения должны быть обеспечены непрерывной ин­
соляцией (подвергаться воздействию прямых солнечных лучей) про­
должительностью не менее:
2,5 часа в северной зоне (севернее 58° с.ш.);
2 часа в центральной зоне (58° с.ш. — 48° с.ш.);
1,5 часа в южной зоне (южнее 48° с.ш.).
194
Допускается отсутствие инсоляции в кабинетах рисования, черче­
ния, физики, химии, учебных помещениях с использованием компью­
терной техники, а также спортивных и тренажерных залах. Для выпол­
нения этого требования размещение зданий общеобразовательных
учреждений должно обеспечивать ориентацию окон учебных помеще­
ний на южные, юго-восточные и восточные стороны горизонта.
На северные стороны горизонта могут быть ориентированы окна
кабинетов черчения, рисования, а также помещение кухни; ориентация
кабинета информатики — на север, северо-восток.
Профилактическое ультрафиолетовое облучение обучающихся
следует проводить в районах севернее 57,5° с.ш. и в районах с загряз­
ненной атмосферой. Для этого используют облучательные установки
длительного действия или кратковременного (фотарии) в соответствии
с рекомендациями по проведению профилактического ультрафиолето­
вого облучения людей с применением источников ультрафиолетового
излучения.
Гигиена чтения. Чтение для учащихся первых — четвертых клас­
сов является весьма сложной деятельностью, сопровождающейся боль­
шим напряжением зрения. У детей, осваивающих чтение, число об­рат­
ных движений глаз в 10 раз больше, чем у старших учащихся. Это
обусловлено частыми потерями читаемого текста и необходимостью
возвра­щения к уже прочитанному, поэтому глазодвига­тельные мышцы
испытывают большую нагрузку. С учетом этой осо­бенности и других
результатов физиологических исследований непре­рыв­ная продолжительность чтения составляет для учащихся первого клас­са 7—10 мин,
второго класса — 15 мин и третьего класса — 20—25 мин.
Физиологичной удаленностью глаз от книг при чтении и тетрадей
при письме для учащихся первых — четвертых классов является рас­
стояние 24—25 см, для подростков, юношей и девушек — 30—35 см.
Трудность чтения усугубляется, если полиграфическое оформление
учебников не отвечает требованиям гигиены.
Оптимальной рабочей позой, снижающей статическую нагрузку
и облегчающей процессы чтения и письма, является поза с небольшим
наклоном вперед в грудной части корпуса (угол наклона — 170°). За­
труднены чтение и письмо как при большем наклоне корпуса, так и при
прямой позе, которую педагоги необоснованно часто требуют от уча­
щихся. Учащиеся должны иметь возможность изменять позу во время
занятий.
Гигиена письма. Становление навыка письма требует длитель­
ного времени, что обусловлено морфофункциональными особеннос­
тями детей. Письмо, как и чтение, вызывает у них быстрое утомление
195
зрительного анализатора и кисти руки, которая у младших школьников
еще анатомически и функционально незрела.
Написание букв у учащихся первого — второго классов требует
большого времени. В середине учебного года в первом классе время
написания элемента буквы в среднем требует у учащихся шести лет
5,20 с и семи лет — 1,98 с. В третьем классе в середине учебного этот
показатель уменьшился у детей, начавших обучение с шести лет, в 4,4
раза, а у начавших обучение с семи лет — в 2,5 раза.
Во время письма быстро развивается утомление, нарушаются
правильное положение руки и правильная посадка за партой (учени­
ческим столом). Регистрация процесса письма и запись биоэлектриче­
ской активности мышц руки и мышц, удерживающих правильную позу
учащихся шести и семи лет, позволили объективно выявить предельно
допустимую непрерывную и общую продолжительность письма
на уроке. Без ущерба для правильного развития кисти правой руки и
эффективного формирования навыка письма его общая продолжительность на уроке в первых — вторых классах не должна превышать 7 мин,
а длительность непрерывного письма — 3 мин.
На уроке и дома целесообразно прерывать письменную работу
гимнастикой для пальцев: производить сжимание и разжимание кисти.
Такое упражнение, повторяемое 2—3 раза, повышает работоспособность
детей, содействует развитию мелких мышц кисти и совершенствованию
координации точных движений небольшой амплитуды.
Наилучший эффект дают физкультпаузы, во время которых вы­
полняются не только указанная гимнастика для пальцев рук, но также
дыхательные упражнения, сгибание и разгибание позвоночника в по­
ясничном и шейном отделах. На протяжении урока таких пауз в млад­
ших классах рекомендуется две, в средних классах — одна.
Овладению навыком письма способствуют специальные трениро­
вочные упражнения, в частности штриховка в различных направлени­
ях: слева направо, справа налево, сверху вниз, по горизонтали. Вырезы­
вание, лепка, рисование, развивающие точность и координацию
движений, также весьма полезны.
Использование в учебном процессе технических средств обучения (далее — ТСО). В современный учебный процесс все более вклю­
чаются ТСО. Плотность уроков с их использованием существенно по­
вышается за счет сокращения времени на малоэффективную работу.
Но при использовании ТСО необходимо учитывать, что многие из них
создают высокую нагрузку на зрительный анализатор, являются допол­
нительным источником электромагнитных полей, а также теплового и
ионизирующего излучений, воздействие которых на организм детей и
подростков зачастую изучено недостаточно.
196
Физиолого-гигиенические исследования показали, что работа
за компьютером неблагоприятно действует на зрение, снижает работо­
способность, вызывает у учащихся в 85% случаев чувство усталости
и боль в глазах. Объективно после двух часов работы у учащихся стар­
ших классов регистрировались ухудшение функции ближнего зрения,
падение умственной работоспособности (в большей мере, чем после
трудных, утомительных уроков математики, физики, химии), напря­
жение функционального состояния сердечно-сосудистой системы.
Изменение функции ближнего зрения у учащихся после работы с ис­
пользованием мониторов связано с падением способности циллиарной
мышцы к максимальному сокращению (показатель ближайшей точки
аккомодации снижается в 5 раз).
Хотя все типы излучений от мониторов в 10 раз ниже предельно
допустимых нормативов, установленных для взрослых операторов,
следует, учитывая повышенную чувствительность организма подрост­
ков, юношей и девушек к факторам риска для здоровья, строго выпол­
нять требования гигиены в использовании ТСО.
Длительность непрерывного применения ТСО в учебном процес­
се устанавливают в соответствии с требованиями санитарных правил и
норм (далее — СанПиН) (табл. 4.3)
Таблица 4.3
Длительность непрерывного применения различных ТСО
на уроках
Классы
Первый — второй
Непрерывная длительность использования,
не более, мин
кинофильмов
телепередач
компьютера
15—20
15
15
Третий — четвертый
15—20
20
15
Пятый — седьмой
20—25
20—25
20
Восьмой — одиннадцатый
25—30
25—30
25
После установленной длительности занятий на компьютере не­
обходимо проводить комплекс упражнений для профилактики утомле­
ния глаз, а в конце урока — физические упражнения для профилактики
общего утомления.
Количество уроков с использованием ТСО в течение недели
не долж­но быть больше четырех в начальных классах и шести в средних
и старших. Оптимальное количество занятий с использованием компь­
ютера в течение учебного дня для обучающихся в первом — четвертом
197
классах составляет один урок, в пятом — восьмом — два урока, в девя­
том — одиннадцатом классах — три урока.
Изображение на экране монитора должно быть четким, контраст­
ным, не иметь бликов и отражений рядом стоящих предметов. Рас­
стояние от глаз до экрана компьютера должно быть не менее 50 см.
Одновременно за компьютером должен заниматься один человек.
При проведении ТВ-уроков важно рассаживать учащихся в пре­
делах оптимальной зоны просмотра, чтобы не была видна строчная
структура изображения (не ближе 2 м и не далее 5,5 м от экрана теле­
визора, диагональ которого 59 см); следует иметь в классе два телеви­
зора, ибо в оптимальную зону просмотра попадает только 10—12 чело­
век (или шесть — восемь, если диагональ экрана 49 см); устанавливать
телевизоры несколько выше уровня глаз сидящих учащихся (120 см
от пола до нижнего края экрана); освещать верхним светом класс, если
он затемнен; напоминать учащимся, чтобы они время от времени пе­
реводили взгляд от экрана на окружающие предметы, так как это
уменьша­ет напряжение зрения; не организовывать просмотров свыше
шести раз в неделю. После ТВ-уроков следует проводить занятия, ко­
торые не требуют большого зрительного напряжения учащихся, это
не должны быть уроки чтения, черчения и труда.
Одним из сравнительно широко исследованных гигиенистами
ТСО является учебное кино. Показано, что эффективность зрительно­
го восприятия существенно зависит от яркости изображения. Величи­
на последней определяется полезным световым потоком проектора,
характеристиками экрана и объекта проекции, поэтому необходимо
обеспечивать требуемые условия просмотра: удаление центра экрана
от пола в классной комнате на 1,5 м, в зале — на 2 м; расстояние пер­вого
ряда зрителей от экрана 3,4 м (при демонстрации кинофильма в классе
нужно пересаживать учащихся с первых парт); угол (образованный
линией взора и перпендикуляром, опущенным в центр экрана), под ко­
торым зритель с любого места видит экран (центр), не должен превы­
шать 25°; демонстрация фильмов должна проводиться при таком за­
темнении, при котором посторонняя засветка заметно не снижает
контрастности изображения.
Организация рабочего места в школе и дома. Для предупреж­
дения нарушений зрения необходимо правильно организовать рабочее
место ученика. В профилактике расстройств зрения имеет большое
значение расстояние от глаз до верхней и нижней строк на странице
книги или тетради. При их расположении на горизонтальной рабо­
чей поверх­ности расстояние до этих строк разное, форма хрусталика
должна изменяться, чтобы текст мог быть ясно различим, это вызывает
198
утомление зрения. Наклон крышки ученического стола или парты
в 12—15° облегчает работу школьника, так как при расположении на на­
клонной плоскости верхняя и нижняя строки страницы находятся
приблизительно на одинаковом расстоянии от глаз, поэтому на всех
уроках, где ребята пишут и читают, крышка парты (стола) должна,
если это предусмотрено конструкцией, переводиться из горизонталь­
ного положения в наклонное. Дома также желательна наклонная крыш­
ка стола, за которым ребенок готовит уроки. Если же таковой нет, то
хорошо было бы изготовить деревянную подставку с соответствующим
наклоном. Уголок школьника лучше всего располагать ближе к окну, а
стол для занятий ставить таким образом, чтобы естественный свет падал
слева от ребенка (если он не левша). Мебель должна соответствовать
размерам тела учащегося (см. главу 12).
Для профилактики нарушений зрения используется офтальмотренаж — система упражнений для глаз, которые выполняются два-три раза
в течение учебного дня и во время производственной работы, связанной
с большим напряжением зрения. В основе упражнений лежит много­
кратный (15—20 раз в течение 3 мин) перевод взора с мелкого (3—5 мм)
предмета, удаленного от глаз на 20 см, на другой предмет, находящийся,
как и первый, на линии взгляда, но на расстоянии 7—10 м от глаз.
В тренировочные упражнения также включают направленные
движения (10—15 раз) глазных яблок в течение 1—1,5 мин по контурам
начертанных геометрических фигур — кругов и эллипсов. Сначала вы­
полняют движения глазных яблок по горизонтальной (вправо — влево)
и вертикальной линиям (вверх — вниз). Длина горизонтальной линии —
58 см, вертикальной— 46 см. Затем производят движение глазных яблок
по внутреннему и наружному эллипсам (слева направо, справа налево),
по левому и правому внутренним кругам (рис. 4.14).
Рис. 4.14. Офтальмотренаж по эллипсам и кругам
199
Для профилактики близорукости также необходимы и ежегодные
медицинские осмотры учащихся врачом-офтальмологом. Больными
близорукостью считаются дети, у которых миопическая рефракция со­
ставляет 3,25 дптр и выше, а острота зрения с коррекцией — 0,5—0,9
условных единиц.
В тяжелых случаях близорукость сопровождается изменения­
ми сетчатки, что ведет к падению зрения и даже отслойке сетчатки.
Поэтому детям, страдающим близорукостью, необходимо строго вы­
полнять предписания офтальмолога. Своевременное ношение очков
школьниками является обязательным. Близоруким детям рекоменду­
ются занятия физической культурой только по специальной програм­
ме. Им противопоказано выполнение тяжелой физической работы, а
также длительное пребывание в согнутом положении с наклоненной
головой.
Профилактика воспалительных болезней и травматизма глаз.
Важную роль в охране зрения играет защитный аппарат глаз (веки,
ресницы), который требует бережного ухода, соблюдения гигиениче­
ских требований и своевременного лечения.
Общую глазную заболеваемость принято подразделять на невос­
палительные и воспалительные болезни. Распространенность невос­
палительных болезней глаз существенно ниже, чем воспалительных.
Недостаточная сформированность навыков личной гигиены, непра­
вильное использование косметических средств может привести к та­
ким воспалительным заболеваниям, как конъюнктивиты, блефариты
(воспаление век), воспаление слезных желез и другим заболеваниям
органов зрения. С возрастом у детей и подростков увеличивается ча­
стота травм глаз.
К мерам профилактики заболеваний глаз среди школьников пре­
жде всего относится строгое соблюдение правил личной гигиены: частое
мытье рук с мылом, использование личных полотенец, наволочек, но­
совых платков с частой их сменой.
В случаях возможного непосредственного воздействия интенсив­
ной ультрафиолетовой радиации или высоких уровней яркости от ос­
вещенных поверхностей обязательно использование специальных за­
щитных очков.
Профилактика травм глаз у школьников включает строгое соблю­
дение ими правил в процессе выполнения различных поделок на уроках
ручного труда, во время обработки дерева и металла, постановки опытов
по химии.
Для проведения всех этих работ учащиеся обеспечиваются следу­
ющим:
200
соответственно их росту (высоте рабочей поверхности от пло­
щади пола) рабочими местами, достаточными по площади и
освещенности;
„„ защитными очками, необходимыми во время рубки металла и
работы на токарном, фрезерном, сверлильном станках;
„„ приспособлениями, обеспечивающими правильную уборку
рабочего места после работы.
„„
4.13. ДВИГАТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗАТОР.
РАЗВИТИЕ ПРОИЗВОЛЬНЫХ ДВИЖЕНИЙ
Произвольные, т.е. контролируемые сознанием, движения осу­
ществляются за счет сокращения поперечнополосатой мускулатуры
лица, конечностей, всего туловища. Они составляют разнообразный и
обширный класс движений.
Произвольные движения и действия относятся к наиболее слож­
ным психическим функциям человека. Они могут быть как самостоя­
тельными двигательными актами, так и средствами, с помощью которых
реализуются различные формы поведения. Произвольные движения
входят в состав устной и письменной речи, трудовых навыков и т.д.
Их роль во взаимодействии человека с внешним миром и социумом
сложно переоценить.
Современное представление о природе и роли произвольных дви­
жений сформировалось благодаря трудам таких отечественных уче­
ных, как И.М. Сеченов, И.П. Павлов, П.К. Анохин, А.Н. Леонтьев,
А.Р. Лурия и другие.
В XIX веке великий российский физиолог И.М. Сеченов в книге
«Рефлексы головного мозга» обосновал материальную основу произ­
вольной регуляции движения, рассматривая произвольные действия как
сложные рефлексы, центры которых расположены в головном мозге.
Термин «двигательный анализатор» был введен в физиологию
И.П. Павловым в 1911 г. для обозначения совокупности централь­
ных нервных структур, которые формируют целенаправленные реакции
в ответ на внешние раздражения. Деятельность двигательного анали­
затора в отличие от других имеет эфферентный характер.
Нервные импульсы в центральном отделе анализатора распростра­
няются от третичной (префронтальной) двигательной коры лобных
долей, где межнейронными взаимодействиями формируется замысел
(программа) движения, его цель, стратегия, к вторичной (премотор­
ной) коре. Деятельность вторичной коры направлена на формирование
201
тактики, конкретной «кинетической (двигательной) мелодии», времен­
ной последовательности движения. От вторичной коры нервные им­
пульсы «стекаются» к первичной (моторной) коре, где расположены
пирамидные клетки, передающие возбуждение через мотонейроны
спинного мозга к конкретным скелетным мышцам (см. рис. 4.1).
Систему построения движений И.П. Павлов назвал анализатором
для того, чтобы подчеркнуть участие в организации произвольных
движений сложных афферентных механизмов.
Взгляды И.П. Павлова на роль сенсорной информации в синтезе
и реализации двигательных актов были подтверждены и развиты фи­
зиологами ХХ в. Так, А.Р. Лурия на основе анализа двигательных
функций у больных с локальными поражениями головного мозга сделал
вывод, что помимо собственно двигательных моторных зон в состав
коркового звена двигательного анализатора входят:
„„ постцентральная теменная кора, обеспечивающая анализ кож­
но-кинестетической информации, поступающей от органов
движения;
„„ задние затылочные и теменно-затылочные области коры, обе­
спечивающие зрительный контроль и пространственную орга­
низацию движения;
„„ височная кора, особенно левого полушария, отвечающая за слу­
ховое обеспечение речевых моторных актов, а также участвую­
щая в регуляции движений посредством внешней и внутренней
речи;
„„ префронтальная и премоторная лобная кора, программирую­
щие, организовывающие и контролирующие движения.
Таким образом, двигательный (кинестезический) анализатор —
это сенсорно-моторная система, осуществляющая анализ и синтез ре­
цепторной информации о движениях и положении тела и его частей
от проприоцепторов, кожных рецепторов, вестибулярного аппарата,
зрительных и слуховых центров. Он моделирует и контролирует дви­
жения посредством постоянного сличения потока афферентных им­
пульсов с заранее созданным образом — планом движения.
Двигательный анализатор участвует в поддержании постоянного
тонуса (напряжения) мышц тела и координации движений.
Нельзя однозначно сказать, где осуществляется центральная ин­
теграция информации от рецепторов разной модальности и формиру­
ется образ тела и его частей. Тактильные, проприоцептивные и вести­
булярные сигналы сходятся, во-первых, к нейронам моторной коры,
во-вторых, к нейронам соматосенсорной коры, в-третьих, к нейронам
теменно-затылочной коры головного мозга.
202
К эфферентным (исполнительным) механизмам произвольных
движений относятся две взаимосвязанные системы: пирамидная и экс­
трапирамидная. Корковые отделы этих систем составляют сенсомотор­
ную зону коры головного мозга.
Пирамидная система (кортикоспинальная система, пирамидный
путь) — это система нервных структур, участвующих в сложной и тон­
кой координации двигательных актов. У низших позвоночных пира­
мидной системы нет, она появляется только у млекопитающих и до­
стигает наибольшего развития у человека, образуя эфферентную часть
двигательного анализатора.
Пирамидный путь — это система нервных структур, участвующих
в сложной и тонкой координации двигательных актов. Пирамидный
путь начинается от пирамидных нейронов сенсомоторной области коры
головного мозга. Их аксоны образуют прямые, без переключений в ни­
жележащих отделах головного мозга, нисходящие пути к рефлекторным
двигательным центрам спинного мозга, по которым передается инфор­
мация от коры головного мозга.
Волокна пирамидного пути в пределах головного мозга дают от­
ветвления к ядрам черепно-мозговых нервов. Далее они входят в состав
передних и боковых столбов спинного мозга, передавая импульсы через
вставочные нейроны мотонейронам.
Важной особенностью пирамидного пути является то, что его во­
локна перекрещиваются, переходя на противоположную сторону
(большая часть в продолговатом мозге, меньшая — в спинном), поэтому
возбуждение пирамидных нейронов левого полушария мозга вызывает
сокращение мышц правой стороны тела, и наоборот.
В составе пирамидной системы человека около 1 млн нервных
волокон. Они делятся в основном на толстые, или быстропроводящие,
и тонкие, или медленнопроводящие волокна. Толстые волокна обеспе­
чивают быстрые фазические движения. Тонкие волокна ответственны
за тоническое состояние мышц. Повреждение пирамидной системы
ведет к параличам (отсутствию произвольных движений), парезам
(ослаблению произвольных движений), патологическим рефлексам.
Эти нарушения могут исчезнуть в результате усиления активности
экстрапирамидной системы.
Экстрапирамидная система — совокупность структур мозга, рас­
положенных в больших полушариях и стволе головного мозга и уча­
ствующих в управлении движениями, минуя пирамидную систему.
Это наиболее эволюционно древняя система моторного контроля.
К экстрапирамидной системе относятся базальные ганглии, ядра
среднего мозга, черная субстанция, ретикулярная формация моста и
203
продолговатого мозга, ядра вестибулярного комплекса и мозжечок.
Одни образования этой системы не имеют непосредственного выхода
к моторным центрам спинного мозга, другие связаны с ними проводя­
щими путями и служат обязательной станцией переключения потока
импульсов, который направлен от головного мозга к мотонейронам.
Импульсы, распространяющиеся по волокнам экстрапирамидной
системы, могут достигать мотонейронов как через прямые моносинап­
тические связи, так и через переключения в различных вставочных
нейронах спинного мозга.
Экстрапирамидная система имеет большое значение в поддержа­
нии позы и мышечного тонуса, в координации движений, в локомоции
(т.е. совокупности согласованных движений, благодаря которым живое
существо меняет положение в пространстве). Она тесно связана с кон­
тролем мышц туловища и конечностей. Экстрапирамидная система
участвует в эмоциональных проявлениях (смех, плач). При поражении
этой системы нарушаются двигательные функции, например могут
возникнуть гиперкинезы (чрезмерные насильственные непроизвольные
движения), паркинсонизм, снижается мышечный тонус.
Возрастные особенности движения и его регуляции. Возрастные
изменения регуляции движений связаны с постепенным и гетерохрон­
ным созреванием отдельных ее компонентов и проявляются в виде
последовательной смены различных способов реализации моторной
задачи.
В младенческом возрасте происходит интенсивное развитие мо­
торики от первых движений, позволяющих изменять положение голо­
вы, туловища и конечностей, к целенаправленным осознанным дви­
жениям. Индивидуальные сроки развития движений определяются
не только врожденной программой, но и целенаправленной работой
взрослых с ребенком.
Один месяц: первые попытки ребенка удержать голову при верти­
кальном положении тела; беспорядочные движений рук и ног на фоне
повышенного мышечного напряжения; непроизвольные ползательные
движения.
Два месяца: ребенок поворачивает голову и глаза за движущимся
предметом; следит взглядом за предметом в горизонтальном, вертикаль­
ном направлениях и по кругу; имитирует мимику взрослого; поднима­
ет голову и грудь, когда лежит на животе.
Три месяца: ребенок поворачивает голову в сторону источника
звука, переворачивается со спины на бок и на живот, стоит при под­
держке за подмышки, но при этом подгибает ножки. Непроизвольное
ползание исчезает, ребенок начинает удерживать предметы в кулачке,
204
моргать, если объект приближается к лицу. Он может находиться в вер­
тикальном положении (при поддержке) до 6 мин. Движения рук у мла­
денца более свободны и целесообразны, он смотрит на свои руки,
стремится удержать предмет в поле зрения.
Четыре месяца: исчезает гипертонус мышц, ребенок уверенно
держит голову, когда его поднимают. Он поворачивается со спины
на живот, сидит при поддержке за обе руки, хватает и удерживает
игрушки, открывает рот, когда подносят ложку с едой, бутылочку.
Пять месяцев: ребенок самостоятельно сидит 1—5 мин, повора­
чивается с живота на спину. Он способен удерживать одновременно
по предмету в каждой руке, хватательные движения «петлеобразные»
с частыми промахами. Когда кисть ребенка раскрывается до захвата
предмета, число движений увеличивается. Движения еще не точны,
раскоординированны, что связано со значительным мышечным напря­
жением.
К концу первого полугодия появляются элементы произвольной
регуляции движения младенца.
Шесть месяцев: ребенок самостоятельно сидит, у него возникает
зрительный контроль за движениями рук, повышается точность хвата­
тельных движений, снижается мышечное напряжение.
Семь месяцев: при поддержке за подмышки ребенок способен со­
вершать попеременные шагательные движения, самостоятельно сидеть.
Он тянет в рот бутылочку, ложку, игрушки, бросает и поднимает их.
Поднимается на четвереньки, встает на колени, держась за опору, пере­
кладывает предметы из одной руки в другую, тянется к взрослому
на руки, следит за движениями руки.
Восемь месяцев: младенец встает с поддержкой, ходит с опорой,
сидит, самостоятельно садится и ложится. У него появляются коорди­
нированные движения двух рук (хлопает в ладони), наблюдаются
осознанные попытки сложить кубики, пирамидку. Пытается передви­
гаться ползком.
Девять месяцев: ребенок пытается стоять и ходить без опоры,
садит­ся из вертикального положения, встает на колени. У него снижа­
ется мышечное напряжение, совершенствуются движения рук, ног,
туловища, но все движения еще не очень точны и нестабильны. Ребе­
нок начинает ходить с опорой, осуществляет произвольные двигатель­
ные действия, собирает игрушки, складывает, стучит для извлечения
звука.
Десять месяцев: младенец встает и ходит с опорой. У ребенка
улучшается координация движений рук, появляется захват пальцами,
он активно играет с игрушками.
205
Одиннадцать-двенадцать месяцев: ребенок поднимается и ходит
без опоры. Он садится, ложится, встает, координирует движения рук.
У него наблюдается предварительная подготовка пальцев рук к форме
объекта, «петлеобразные» движения с промахами сменяются более
точными движениями с «прямым приближением» к предмету, появля­
ются хватательные движения вслепую за счет предварительного наце­
ливания.
Таким образом, в течение первого года жизни идет интенсивное
развитие опорно-двигательного аппарата, мышечной системы, а также
формирование всех структур системы управления движениями.
В раннем возрасте (от года до трех лет) у ребенка существенно
усложняются манипуляторные действия с предметами. Произвольные
двигательные действия базируются на развитии двигательной корковой
зоны, нейронный аппарат которой в этом возрасте достигает значитель­
ной степени зрелости, и лобных отделов, где дифференцируются вста­
вочные нейроны, нарастает длина и разветвленность дендритных
сплетений.
В этом возрасте формируются предметные действия. Ребенок
осваивает большое количество так называемых инструментальных
движений: учится есть вилкой и ножом, работать ножницами, расчесы­
ваться, мыть себя губкой (мочалкой), выполнять графические движения
и пр. В год-полтора дети получают эмоциональное подкрепление от са­
мого процесса движений руки и способности «рисовать». Движения
ребенка в раннем возрасте еще нестабильные, часто спонтанные. К трем
годам инструментальные движения становятся более определенными
и менее разбросанными; ребенок способен выполнять координирован­
ные действия двумя руками: складывать кубики, мозаику, пирамидки.
Структурно-функциональное созревание теменных отделов коры
больших полушарий обеспечивает контроль положения тела в про­
странстве и позных компонентов движений, что способствует улучше­
нию пространственной ориентировки. В формировании произвольной
двигательной деятельности ребенка все большее значение приобретает
речевая инструкция.
В дошкольном возрасте (с трех до шести-семи лет) совершенству­
ется и становится более устойчивой структура локомоций и перемеще­
ний рук при игровых и бытовых ситуациях, однако вплоть до семи лет
в биодинамике движений верхних и нижних конечностей у детей при­
сутствуют лишние колебания и неравномерность скорости. С трех-четы­
рех лет улучшается координация движений, дети сравнительно легко
и без ошибок выполняют попеременные движения ногами, что связано
с созреванием отделов ЦНС, ответственных за координацию движений.
206
В три с половиной — четыре года ребенок уже умеет держать ка­
рандаш и довольно свободно манипулировать им. В этом возрасте со­
вершенствуется зрительно-пространственное восприятие, что позволя­
ет детям при копировании передавать пропорции фигур, ограничивать
протяженность линий и рисовать их относительно параллельными.
Рисунки детей отличаются разнообразными сюжетами, они не только
рисуют, но и пытаются писать буквы, подписывая свои рисунки.
Период с четырех до семи лет является этапом активного освоения
и совершенствования новых инструментальных движений.
В шесть лет дети хорошо копируют простейшие геометрические
фигуры, соблюдая их размер, пропорции. Штрихи становятся более
четкими и ровными, овалы завершенными. К концу дошкольного воз­
раста детям доступны любые графические движения, штрихи и линии.
Регулярные занятия рисованием позволяют им совершенствовать
движения, тренировать зрительную память и пространственное вос­
приятие, что создает основу для успешного обучения письму.
С четырех лет можно целенаправленно формировать движения
в процессе обучения ребенка, увеличивается роль слова. Для того чтобы
ребенок правильно усвоил способ движения, недостаточно подражания
или показа, необходима также специальная организация его деятель­
ности под руководством взрослого. При этом сочетание словесной
инструкции и наглядного показа дает наиболее эффективный результат.
С четырех до семи лет уменьшается количество необходимых
упражнений для формирования нового двигательного действия.
В шесть-семь лет ребенок начинает осваивать один из самых слож­
ных двигательных навыков — письмо. Трудность формирования этого
навыка заключается не только в сложности этого действия, но и в не­
сформированности мелких мышц кисти и пальцев, незавершенности
окостенения костей запястья и фаланг пальцев, несовершенстве нервномышечной регуляции, поэтому необходимо в процессе обучения выде­
лить основные ориентиры движения к письму, а также включить в этот
процесс анализ траекторий каждого движения и игровую мотивацию.
Младший школьный возраст (семь — десять лет) — оптимальный
период для развития и формирования произвольных движений. На этом
этапе возрастного развития особенно благоприятны предпосылки
для формирования и совершенствования сложных произвольных дви­
жений.
К семи годам расширяются связи двигательной области головно­
го мозга с одним из важных центров регуляции движений — мозжеч­
ком и подкорковыми образованиями. Двигательный анализатор пре­
терпевает существенные возрастные преобразования. Это относится
207
как к рецепторному аппарату, так и к двигательной корковой зоне.
С семи до 12—14 лет завершается морфологическое созревание двига­
тельной коры мозга. В этом же возрасте достигают полного развития
чувствительные и двигательные окончания мышечного аппарата.
Для качественной реализации моторной программы при выпол­
нении движений (особенно на начальных этапах формирования навы­
ков) необходим напряженный зрительный контроль, который является
ведущим компонентом обратной связи в процессе формирования про­
извольных движений. По мере совершенствования двигательного на­
выка в регуляции движений более значимой становится проприоцептивная информация. При этом, управляя движениями, зрительная и
проприоцептивная системы могут решать функционально разные за­
дачи. Взаимодействие этих систем складывается как в ходе возрастно­
го развития, так и в процессе совершенствования конкретной двига­
тельной деятельности.
Роль различных видов чувствительности при различных двига­
тельных действиях неоднозначна. Для точных действий необходим
постоянный зрительный контроль. Воспроизведение движений, не
требующее точности или оценки качественных показателей, становит­
ся лучше при отключении зрительной афферентации.
В дошкольном возрасте достигает наибольшего совершенства
механизм кольцевого регулирования, предполагающего получение
информации от органов чувств о каждом этапе движения для выполне­
ния последовательности движений. Но ему на смену приходит уже
более сложный и экономичный механизм центральных команд, под­
разумевающий выполнение автоматизированной, выученной последо­
вательности движений без постоянного получения информации об эта­
пах ее реализации. В десять лет этот механизм считают освоенным.
Ребенок может реализовывать движения нового класса, которые каче­
ственно иначе строятся и управляются. Резко увеличивается скорость
двигательных реакций.
Подростковый возраст (с 11—12 до 14—16 лет) отличается большой
индивидуальной вариативностью движений, индивидуальной специфи­
кой их формирования и развития. На этом этапе онтогенеза происходит
интенсивное формирование связей в системе регуляций движений.
Одиннадцать лет — возраст совершенствования способности цен­
тральных структур к интеграции афферентных и эфферентных сигна­
лов, обеспечивающей высокое качество биодинамических характерис­
тик движения. Точностные движения 11-летних детей наиболее близки
к движениям взрослых, отличаясь только по показателю точности и
максимальным значениям скоростей и ускорений. Совершенствование
208
управления движениями происходит не только посредством улучшения
количественных и качественных параметров движения (максимальной
скорости, точности) и приближения их к показателям взрослых, но и
посредством совершенствования механизма взаимодействия мышц
сгибателей и разгибателей. Это взаимодействие обеспечивает точное
соответствие программируемых характеристик движения конкретным
пространственным условиям.
Зрительно-моторные функции, которые обеспечивают точность
многих двигательных действий, достигают достаточно высокого уровня
развития к 13—14 годам, приближаясь к показателям взрослых.
К 13—16 годам функции афферентного контроля движений всту­
пают в стадию завершающего развития. В младшем школьном возрасте
ведущим видом коррекции хода движений была зрительная информа­
ция, а в 13—15 лет — мышечная чувствительность. При этом наиболее
интенсивный прирост точности движений характерен для движений,
выполняемых обеими руками.
Период полового созревания и связанное с ним изменение функ­
ционального состояния организма определяет специфику центральной
регуляции движений на этом этапе развития, несколько замедляя ее
совершенствование и даже ухудшая ее в периоды наиболее интенсивной
гормональной перестройки всех функций организма.
В период полового созревания менее эффективны и тренирующие
воздействия, с помощью которых в другие возрастные периоды можно
значительно улучшить пространственную точность движений.
К концу подросткового возраста в процесс регуляции движений
специализированно вовлекаются отделы коры больших полушарий:
„„ лобные — программируют двигательные действия;
„„ центральные — непосредственно участвуют в управлении дви­
жениями;
„„ затылочные — осуществляют зрительный афферентный конт­
роль.
Специфика включения этих зон коры в реализацию деятельности
определяется прежде всего выбором стратегии регуляции движений.
ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ
1. В чем различие понятий «анализатор», «сенсорная система» и «орган
чувств»?
2. Составьте схему общего плана строения анализатора и сенсорной системы.
3. В чем значение сенсорных систем для развивающего организма?
4. Что такое сенсорная депривация, каковы ее причины и последствия?
209
5. Каковы общие особенности строения и функции периферического отдела
сенсорной системы? Каково значение вспомогательных образований и
рецепторного аппарата?
6. Сформулируйте общие особенности строения и функции проводящего
отдела сенсорной системы. В чем заключаются морфологические и функ­
циональные различия специфического и неспецифического пути?
7. Каковы общие особенности строения и функции центрального отдела
сенсорной системы? Каковы особенности строения и функций первичной,
вторичной, третичной сенсорной коры?
8. Составьте схему «Мозговая организация ощущений и восприятия».
9. Что такое адаптация анализаторов, каково ее значение? Приведите примеры.
10. Расскажите о тренировке анализаторов и ее значении, приведите примеры.
11. В чем сходство и различия контактных и дистантных сенсорных систем?
12. Заполните таблицу ««Виды сенсорных систем»:
Название
Периферический отдел
сенсорной вспомогарецепторы,
системы
тельные
их располоструктуры, жение,
их значение воспринимаемый стимул
ПроводникоЦентральный отдел
вый отдел:
первичная вторичная
нервы и
кора
кора
подкорковые
ядра специфического пути
13. Охарактеризуйте значение и возрастные особенности вкусовой и обоня­
тельной сенсорных систем.
14. Охарактеризуйте значение и возрастные особенности кожно-мышечной
сенсорной системы.
15. Охарактеризуйте значение и возрастные особенности вестибулярной
сенсорной системы.
16. Охарактеризуйте значение и возрастные особенности слуховой сенсорной
системы.
17. Опишите строение и возрастные особенности оптической системы глаза.
18. Охарактеризуйте значение и возрастные особенности рецепторного ап­
парата и функций зрительной сенсорной системы.
19. Каковы факторы, влияющие на развитие слуха?
20. Расскажите о профилактике нарушений слуха.
21. Каковы гигиенические требования к звуковому режиму общеобразова­
тельных учреждений?
22. Каковы факторы, влияющие на развитие зрения?
23. Расскажите о нарушениях зрения, их причинах и профилактике.
24. Каковы гигиенические требования к освещенности учебных помещений?
25. Расскажите о гигиене чтения и письма.
26. Расскажите о профилактике заболеваний и травм глаз.
27. Каковы морфофункциональные особенности двигательного анализатора?
28. Каковы возрастные особенности регуляции произвольных движений?
210
ГЛАВА 5
ВОЗРАСТНЫЕ И ИНДИВИДУАЛЬНОТИПОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ
ПСИХИЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
5.1. ОЩУЩЕНИЯ И ВОСПРИЯТИЯ — ОСНОВА ВСЕХ
ПСИХИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
Любой психический процесс начинается с воздействия раздражи­
теля на рецепторы (органы чувств), в результате чего формируется
ощущение («чувствование»), а завершается действием, обращенным
на предметный мир. Согласование ощущений с действиями лежит
в основе построения поведения. Термином ощущения обозначается ряд
процессов, которые обеспечивают отражение в сознании субъекта раз­
личных качеств (свойств) объективного мира при непосредственном
контакте с ним. Ощущения классифицируются по модальности (специ­
фике ощущений), на что указывают их названия: зрительные, слуховые,
обонятельные, осязательные, вкусовые, соматостатические (ощуще­
ние своего тела и относительного расположения его частей), кинестетические (ощущение движения), вестибулярные (комплекс ощущений,
обусловленных положением головы и всего тела в пространстве, ощу­
щения направления движения, ускорения и вибрации), органические
(связанные с внутренними органами), болевые, температурные.
По отношению к объекту отражения различают ощущения дистантные (зрительные, слуховые, обонятельные) и контактные (вкусо­
вые, кинестетические, тактильные, вестибулярные, органические).
Ощущения имеют ряд характеристик.
1. Нижний и верхний абсолютные пороги ощущения — минималь­
ная и максимальная сила раздражителя, которая способна вызвать
эффект. Нижние и верхние абсолютные пороги не являются постоян­
ными и могут изменяться в зависимости от функционального состояния
организма, видов деятельности, возраста индивида, значимости сенсор­
ной информации. С возрастом, до юношеского периода увеличивается
диапазон порогов ощущения, а в пожилом и старческом — снижается.
2. Порог различения, или дифференциальный, разностный порог,
характеризующийся минимальным приростом величины раздражителя,
который вызывает едва заметные изменения ощущения. Чем меньше
211
эта величина, тем легче человек замечает малейшую разницу в оттенках
цветов, в высоте или силе звуков, в интонациях голоса и т.д. Как и аб­
солютный, дифференциальный порог подвержен влиянию самых раз­
личных факторов. В процессе развития организма способность диффе­
ренцировать ощущения развивается.
3. Интенсивность и длительность, которые определяются силой и
продолжительностью действия раздражителя, а также функциональ­
ным состоянием нервной системы. Сохранение ощущения по окончании
действия стимула получило название последействия.
4. Возникновение ощущения не совпадает с началом воздействия
раздражителя. Между ними есть очень короткий промежуток времени,
называемый латентным (скрытым) периодом ощущения. Его величина
неодинакова для разных видов чувствительности. Для зрительных об­
разов он составляет 160—240 мс, для слуховых — 120—180 мс, для
тактильных — 130 мс, для вкусовых — 50 мс.
Ощущения могут изменять свои характеристики в зависимости
от различных внешних факторов и состояния организма. Различают
два вида изменения чувствительности — адаптацию и сенсибилизацию.
Адаптация характеризуется понижением чувствительности, ко­
торое происходит при длительном действии сенсорного стимула или
повышении силы действующего раздражителя. Так, при переходе
из темного в ярко освещенное пространство или при длительном пребы­
вании на свету происходит снижение абсолютной зрительной чувстви­
тельности.
Сенсибилизация (лат. sensibilis — чувствительный) — это повы­
шение чувствительности, которое может возникать вследствие умень­
шения силы сенсорного стимула или при изменении состояния нервной
системы или всего организма.
Большинство предметов, явлений, процессов нельзя адекватно
описать, рассматривая их по частям, на уровне ощущений. При воз­
действии того или иного стимула на организм возникают не только
отдельные ощущения, но и целостный субъективный образ этого раз­
дражителя. Термином восприятие, или перцепция (лат. perceptio — вос­
приятие, представление), обозначается и завершенный целостный об­
раз, и процесс его формирования (перцептивный процесс). Восприятие
— это не только объединение ощущений в единую композицию: оно
включает в качестве компонентов движения, эмоции, память, внимание,
мышление, речь и развивается в процессе активных действий индивида.
Восприятие — активный процесс познания человеком действительности.
Формирование ощущений и восприятия основано на работе сен­
сорных (анализаторных) систем (см. главу 4).
212
5.2. ХАРАКТЕРИСТИКА И ВОЗРАСТНЫЕ ОСОБЕННОСТИ
ВНИМАНИЯ
5.2.1. Общие сведения
Высшая нервная и психическая деятельность человека всегда ха­
рактеризуется определенной направленностью и избирательностью.
Внимание — это направленность психической деятельности на какойлибо объект или явление и сосредоточенность на нем. Внимание можно
уподобить лучу прожектора, который ярко освещает ту или иную об­
ласть. Как познавательный психический процесс оно тесно связано
с направленностью личности, ее установками, интересами и потреб­
ностями. При возрастании значимости объекта внимание становится
более углубленным, степень сосредоточенности, концентрации на нем
резко повышается, сам объект становится более четким, ясным. Следо­
вательно, внимание осуществляет взаимосвязь личности и объекта,
на который оно направлено. Двусторонность внимания проявляется
в том, что, с одной стороны, оно направляется на объект, а с другой, —
объект привлекает внимание. Это обусловливается не только поведе­
нием и личностными особенностями самого субъекта, но и особенно­
стями, свойствами объекта.
Механизм формирования внимания рассматривают с позиции
модели фильтра. Согласно этой модели большая часть поступающей
в мозг сенсорной информации, не представляющей в текущий момент
интереса для данного конкретного индивидуума, попросту отсекается,
или отфильтровывается. Напротив, информация, на восприятие кото­
рой настроен субъект, вызывает активацию соответствующих отделов
мозга даже в случае поступления очень слабого сигнала. Считается, что
в основе работы такого фильтра лежат процессы облегчения работы
нейронов, вовлеченных в восприятие данного вида информации.
Физиологической основой внимания являются процессы возбуж­
дения и торможения и особенности их движения и взаимодействия
в коре головного мозга. Направленность высшей нервной и психической
деятельности человека всегда связана с возбуждением одних корковых
участков и торможением других. Среди возбужденных участков коры
выделяется тот, который в данный момент имеет наибольшее значение,
он начинает господствовать над всеми остальными. Так обеспечивается
избирательность нашей деятельности и осуществляется контроль за ее
протеканием, поэтому мы можем долгое время удерживать свое внима­
ние на каком-либо объекте.
213
Внимание играет важную роль: ограничивает поле восприятия,
направляет психическую деятельность, обеспечивает отбор информа­
ции, определяет последовательность ее анализа.
По возникновению и способу существования внимание делят
на три основных вида: непроизвольное, произвольное и послепроиз­
вольное. Их сравнительные характеристики представлены в табл. 5.1.
Таблица 5.1
Сравнительная характеристика основных видов внимания
Вид внимания
Условия
возникновения
Основные
характеристики
Механизмы
Непроизвольное
Действие сильного,
контрастного,
или значимого,
вызывающего
сильный эмоциональный отклик
раздражителя
Непроизвольность, легкость
возникновения
и переключения
Ориентировочный
рефлекс или
доминанта,
характеризующая
более или менее
устойчивый
интерес личности
Произвольное
Постановка
(принятие) задачи
Направленность
в соответствии
с задачей требует
волевых усилий,
утомляет
Ведущая роль
второй сигнальной
системы в формировании доминанты
Послепроизвольное
Вхождение в деятельность и возникающий в связи
с этим интерес
Сохраняется
целенаправленность, снимается
напряжение
Доминанта
Непроизвольное внимание — наиболее простое, онтогенетически
более молодое, возникающее само по себе, без сознательных усилий
личности, без предварительного намерения. Иногда этот вид внимания
называют непреднамеренным, пассивным, вынужденным. Непроиз­
вольное внимание возникает под влиянием внешних факторов (харак­
тера и качества раздражителя, его силы и интенсивности, новизны и
необычности в данной ситуации) и внутренних (общей направленности
личности на те или иные факторы или явления, благодаря которым они
и становятся привлекательными).
Главная побудительная сила непроизвольного внимания — новиз­
на. Чем больше выражена у человека познавательная потребность, тем
больше оснований ожидать активизации непроизвольного внимания
при изменениях окружающей действительности.
214
В отличие от непроизвольного, произвольное внимание управля­
ется волевым усилием, сознательно поставленной целью. Оно вырабо­
талось в результате трудовой деятельности, поэтому его называют еще
волевым, активным, преднамеренным. Причины произвольного внима­
ния по своему происхождению главным образом социальные. На орга­
низацию произвольного внимания влияют внешние условия: трудно
сосредоточиться в непривычных условиях, где очень много новых раз­
дражителей. Поэтому лучше работается тогда, когда рабочее место
подготовлено и сильные посторонние раздражители устранены. Иногда
дополнительные раздражители могут способствовать концентрации
внимания. Когда в ЦНС существует доминирующее возбуждение, по­
сторонние слабые раздражители создают дополнительные, не очень
сильные очаги возбуждения, которые притягиваются к главному и
укрепляют доминанту. Именно поэтому тихая музыка, незначитель­
ный рабочий шум помогают сосредоточиться. Общепризнанно, что
произвольное внимание существует только в деятельности, направля­
ется и корректируется ее целями и задачами, регулирует динамику
исполнения.
Таким образом, произвольное внимание выполняет свое основное
назначение — управлять психической сферой человека при решении
разнообразных практических и теоретических задач. Своевременная
активизация внимания — главное условие продуктивной работы, и здесь
большое значение имеет интерес, представляющий собой психологиче­
скую потребность личности в определенных видах деятельности как
источнике положительных эмоциональных переживаний.
Увлеченность приводит к перерастанию произвольного внимания
в особый вид внимания — послепроизвольное, отличительная особен­
ность которого — связь внимания с сознательной целеустремленностью.
Эта связь поддерживается сознательными интересами. С другой сто­
роны, при этом исчезает сознательное волевое усилие, необходимое
для сохранения внимания. Воля отходит на второй план, ее функции
принимает на себя интерес к делу, однако послепроизвольное внимание
не может возникнуть сразу, для его включения одного желания оказы­
вается недостаточно. Послепроизвольное внимание возникает только
как реакция на увлеченность делом и тем раньше, чем больше увлечен­
ность. Никакие призывы и инструкции не приведут к активизации
внимания, если человек не испытывает настоящего интереса к работе.
Послепроизвольное внимание характеризуется длительной сосредото­
ченностью, напряженной интенсивностью умственной деятельности,
высокой производительностью труда.
215
5.2.2. Основные свойства внимания
Концентрация внимания. Под концентрацией внимания понимают избирательную направленность психической активности на один
или несколько предметов познания. При этом внимание концентрируется на существенной информации, а несущественная — игнорируется. Концентрация внимания в таком случае состоит из двух взаимосвязанных частей — выделения существенного признака и
отсеивания несущественных раздражителей.
Объем внимания — способность воспринимать определенный
объем информации за короткий промежуток времени. Речь идет о коли­
честве не связанных между собой объектов (чисел, букв и т.п.). Объем
внимания становится значительно большим, если находящиеся в поле
внимания объекты связаны между собой в целостное смысловое един­
ство. Объем внимания, таким образом, — меняющаяся величина, кото­
рая зависит от того, насколько связаны между собой сама информация
и умение мысленно связывать и анализировать запоминаемый мате­
риал. Установлено, что при восприятии множества простых объектов
(букв, цифр, фигур и т.д.) за 0,07—0,1 с объем внимания у взрослого
человека равен пяти-семи элементам. Объем внимания младших школь­
ников очень ограничен, и основным условием его расширения являет­
ся формирование умения группировать, систематизировать, объединять
по смыслу воспринимаемый материал.
Переключаемость внимания — способность быстрого перехода
с одних объектов на новые в связи с изменившимися условиями. Спо­
собность к переключению обусловливает гибкость внимания. Скорость
переключения внимания у разных людей различна: одни легко и быстро
переходят от одной деятельности к другой, у других вхождение в рабо­
ту — трудная операция, требующая длительного времени и значитель­
ных усилий. Успешность переключения зависит от целого ряда условий,
в частности от особенностей предыдущей и последующей деятельности.
Так, успешность переключения значительно снижается при переходе
от легкой деятельности к трудной, от более интересной к менее инте­
ресной. Переходить к новой деятельности значительно труднее, если
не завершена предыдущая. Успешность переключения зависит также
от того, насколько было привлечено внимание к предыдущей деятель­
ности: при глубоком сосредоточении переключение достигается с тру­
дом. Большое значение имеет и то, насколько важна новая деятельность
для личности, насколько ясна ее цель.
Имеются существенные индивидуальные различия в переключении
внимания. Некоторые быстро и легко переходят от одной деятельности
216
к другой, для других это требует длительного времени и значительных
усилий. Предполагается, что индивидуально-типологические особен­
ности обусловлены различиями в подвижности нервных процессов.
Вместе с тем возможно повышение показателей переключения путем
упражнений.
Учебный процесс предполагает смену видов и форм активности
(смена предметов в течение школьного дня, этапность изучения мате­
риала на уроках), что вызывает необходимость переключения внимания
учащихся. Рациональное переключение внимания важно и с точки
зрения гигиены умственного труда, поскольку способствует поддержа­
нию работоспособности.
Распределяемость внимания тесно связана с объемом и переклю­
чаемостью внимания, а также с количеством объектов, одновременно
удерживаемых в сознании. Полагают, что очень быстрое переключение
внимания от одного объекта на другой создает видимость распределения
внимания между несколькими объектами одновременно.
Люди с высокой способностью к концентрации внимания и его
распределению могут одновременно успешно выполнять несколько
действий. Большое значение имеет распределение внимания в педаго­
гической деятельности. Учитель, объясняющий материал на уроке,
должен следить за содержанием своей речи, контролировать логику,
последовательность изложения и в то же время наблюдать за тем, как
воспринимают материал учащиеся. Ему необходимо контролировать
работу всего класса и каждого ученика в отдельности, реагировать
должны образом, если учащиеся отвлекаются, нарушают дисциплину.
При опросе учащихся нужно уметь слушать ответ одного ученика и
одновременно держать в поле зрения весь класс. Умение распределять
внимание в значительной степени определяется профессиональной
подготовкой учителя, хорошим знанием преподаваемого предмета, от­
работанностью плана урока и др.
Границы между объемом, распределением и переключением вни­
мания практически неуловимы, они являются сторонами единого акта.
Устойчивость внимания — время, в течение которого сохраняется
его концентрация. Результаты экспериментальных исследований сви­
детельствуют, что внимание подвержено непроизвольным периодиче­
ским колебаниям, равным 2—3 с, доходя до 12 с. Такое колебание свя­
зано с утомлением и адаптацией органов чувств к раздражителю.
Устойчивость внимания позволяет глубже сосредоточиться на изучае­
мом объекте. Для того чтобы внимание к какому-нибудь предмету под­
держивалось, содержание его должно изменяться и обновляться. Одно­
образие притупляет внимание, а монотонность его гасит.
217
Устойчивость внимания зависит от целого ряда условий: особен­
ностей материала, степени его трудности, известности, понятности, от­
ношения к нему со стороны субъекта — степени его интереса к данному
материалу и, наконец, индивидуальных особенностей личности. Устой­
чивость внимания меняется в течение длительной работы, и у учащихся
на протяжении урока наблюдаются: трудности сосредоточения и недо­
статочная устойчивость внимания в самом начале урока, затем возмож­
ность максимально длительного сосредоточения и некоторое ослабление
внимания к концу урока вследствие наступающего утомления.
Различные свойства внимания — его концентрация, объем, пере­
ключаемость и устойчивость — в значительной мере независимы друг
от друга.
5.2.3. Возрастные особенности внимания
В процессе развития ребенка механизмы, лежащие в основе непро­
извольного внимания, ориентировочные рефлексы, созревают раньше.
Непроизвольное внимание уже проявляется у новорожденных и груд­
ных детей и связано с активностью правого полушария. Формирование
произвольного внимания начинается с десятого месяца, обусловлено
социальными причинами и тесно связано с развитием речи и образова­
нием доминанты. Поэтому организация произвольного внимания у де­
тей до шести-семи лет значительно затруднена. Формирование произ­
вольного внимания на ранних этапах развития отличается у взрослых
и детей. Взрослый сам на основании поставленной цели выделяет объ­
ект из окружения, ребенок же принимает сигнал от взрослого, просле­
живает его жест, повторяет установки. Постепенно дети начинают само­
стоятельно ставить цели. По мере овладения речью поведение
подчиняется собственным речевым инструкциям.
Преобладающее значение непроизвольного внимания сохраня­
ется до четырех-пяти лет, но еще длительное время оно сказывается
при любой деятельности детей.
Морфологическая и функциональная основы произвольного вни­
мания формируются только к 12—13 годам, когда созревают участки
лобных долей, ответственные за его осуществление, и возникает локаль­
ная регулируемая активация нервных центров. Однако в пубертатный
период отмечено ослабление регулирующих корковых влияний на ак­
тивационные процессы и ухудшение внимания, его произвольной ре­
гуляции.
Таким образом, в педагогической деятельности необходимо учи­
тывать особенности физиологических механизмов произвольного и
218
непроизвольного внимания. В младших классах мобилизация внимания
учащихся на уроке или во внеклассной работе возможна с учетом акти­
вации механизмов непроизвольного внимания. Вместе с тем необходи­
мо постепенно формировать произвольное внимание ребят, используя
речевые инструкции, например: «Обратите внимание на..». Важно
помнить, что произвольное внимание хотя и связано с деятельностью
определенных структур головного мозга, в значительной мере находит­
ся под влиянием воспитательных воздействий. Они осуществляются
уже на ранних этапах жизни ребенка, когда мать направляет его внима­
ние, указывая на тот или иной предмет.
Анализ свойств внимания в онтогенезе свидетельствует об увели­
чении его концентрации, объема, устойчивости и переключаемости. Так,
объем внимания у ребенка в среднем охватывает не более двух-трех
объектов, а у взрослого человека он составляет в среднем примерно
четыре-шесть объектов за 0,1 с, максимум девять объектов. Устойчи­
вость произвольного внимания у детей 3—5 лет не превышает 3—5 мин,
у 6—9-летних детей — 6—10 мин, у 9—12-летних — до 15 мин. У под­
ростков устойчивость произвольного внимания снижается до 8—10 мин,
тогда как в юношеском возрасте она вновь возрастает, достигая дефи­
нитивного уровня — в среднем 20 мин. Это обусловлено изменением
силы нервных процессов в онтогенезе. В связи с повышением подвиж­
ности нервных процессов в онтогенезе увеличивается и переключае­
мость внимания. Указанные возрастные особенности следует учитывать
в процессе обучения.
При старении все характеристики произвольного внимания ухуд­
шаются в связи с описанными ранее изменениями нервных процессов —
силы и подвижности.
5.2.4. Расстройства внимания
Одним из нарушений внимания является рассеянность, которая
может проявляться в неспособности к длительному интенсивному со­
средоточению, в легкой и частой отвлекаемости. Рассеянность — одна
из причин снижения работоспособности и неорганизованного пове­
дения.
Причины рассеянности многообразны. Как устойчивая личностная
особенность рассеянность является показателем слабости произволь­
ного внимания и может быть результатом неправильного воспитания
(избалованность ребенка, безнаказанность, привычка к многообразию
впечатлений и др.). Бороться с такой рассеянностью можно посредством
формирования волевых качеств личности. Постоянная рассеянность
219
может объясняться плохим состоянием здоровья, общим расстройством
нервной системы ребенка. Рассеянность может носить и временный
характер — быть следствием чрезмерного эмоционального возбужде­
ния или переутомления. В последнем случае она чаще проявляется
в конце учебного дня и недели.
О рассеянности говорят и в случаях, когда человек, будучи углу­
бленным в работу, поглощенным своими мыслями, переживаниями,
ничего не видит и не слышит, кроме того, чем занят: не замечает окру­
жающего, не реагирует, например, на обращенные к нему вопросы.
Такая рассеянность вызвана ярко выраженной избирательностью
внима­ния, исключительной его концентрацией и интенсивностью.
Чрезмерно высокая концентрация на одном объекте может вести
к труднос­ти распределения и переключения внимания. В повседневной
жизни, в практической деятельности подобная рассеянность затрудня­
ет отношения человека с окружающим миром, поэтому ее рассматри­
вают как недостаток внимания.
В школьной жизни рассеянность проявляется в так называемых
ошибках не на правила (пропуск букв и слов при списывании, замена
знаков при математических расчетах и т.п.), в обнаруживающемся
на уроке отсутствии у ученика необходимых школьных принадлеж­
ностей (забыта нужная тетрадь, взят не тот учебник и т.п., в недостаточ­
ном включении ученика в ход урока и др.). У детей, особенно младшего
школьного возраста, рассеянность встречается довольно часто.
Помимо рассеянности выделяют и другие нарушения внимания.
К ним относятся чрезмерная его подвижность, т.е. постоянный пере­
ход от одного объекта и вида деятельности к другому, или, наоборот,
инертность, малая подвижность внимания, патологическая фиксация
на ограниченном круге представлений и мыслей. Такие нарушения
внимания наблюдаются при некоторых органических заболеваниях
мозга, прежде всего его лобных долей.
Психологически обоснованный учет качеств внимания, как и
его возможных расстройств и нарушений, — необходимое условие
для правильной организации познавательного процесса.
220
5.3. ХАРАКТЕРИСТИКА И ВОЗРАСТНЫЕ
ОСОБЕННОСТИ ПАМЯТИ
5.3.1. Общие сведения
Память — свойство головного мозга хранить следы воздействий,
отражений предметов и явлений внешнего мира, а также связи между
ними. Память — это основа способностей человека, без нее невоз­
можно приобретение знаний, формирование умений и навыков. В ос­
нове памяти лежат закономерности выработки условных рефлексов.
Феноменальная память была у Юлия Цезаря, Александра Македон­
ского, которые помнили имена всех своих солдат, а их было до 30 тыс.
А. Алёхин играл примерно на 30—40 шахматных досках с закрытыми
глазами.
Элементарной памятью обладают предметы неживой природы.
След времени на скалах — это своеобразная память, несущая информа­
цию об их возрасте. Широко известно свойство «памяти» ферромагнит­
ных пленок и т.д.
Чем же отличается память живой материи от памяти неживой?
Вероятнее всего, главное отличие живого состоит в способности к ак­
тивному, в первую очередь структурному воспроизведению информа­
ции, которое стало основой появления жизни. Процесс возникновения
жизни на Земле, вероятно, был связан со стабилизацией возникших
в отдаленные времена органических систем, а это могло стать возмож­
ным только в том случае, если появившаяся система запоминала свою
организацию и на этой основе постоянно ее воспроизводила.
Именно при зарождении жизни на нашей планете появилась древ­
нейшая память живого — генетическая память. Это память биологиче­
ского вида, согласно которой воспроизводится вся структурно-функ­
циональная организация его представителей, включая (для многих
видов) их поведение. Чем большую долю поведения определяет гене­
тическая память для данного вида животных, тем менее приспособлены
они к быстрым изменениям условий внешней среды.
Древняя генетическая память составляет самую значительную
часть памяти у любого организма, в том числе и высокоорганизованно­
го. Поэтому выяснение механизмов генетической памяти и выявление
ее материального носителя являются крупнейшим успехом в развитии
представлений о памяти живых объектов в целом.
В 1950-х годах было установлено, что носителями генетической
памяти являются нуклеиновые кислоты (Уотсон, Крик, 1953). Эти
221
вещества, особенно ДНК, имеют ряд свойств, которые обеспечивают
стабильность хранения информации. Генетическая информация может
меняться в результате мутагенеза (изменения) генов. Рассматривая
механизмы генетической памяти, следует отметить, что сохранение и
воспроизведение генетической информации невозможны без участия
белков-ферментов.
Вторая форма памяти, которая развивалась в процессе эволю­
ции и тесно связана с генетической, — иммунологическая память.
Она связана с популяцией клеток, способных распознавать чужеродные
для данного организма антигены и уничтожать их. Эти клетки распо­
ложены главным образом в системе лимфоидных органов. Основные
участники иммунного ответа — иммунокомпетентные Т- и В-лимфоциты.
Иммунологическая память, являясь более поздним эволюционным
приобретением, представляет собой развитие генетических механизмов
в отношении приспособляемости организма к антигенному разнообра­
зию внешней среды.
Наконец, третья форма памяти — нервная, обеспечивающая ин­
дивидуальные формы приспособления к изменениям окружающей
среды. Поскольку внешние воздействия запоминают даже однокле­
точные организмы, то неудивительно, что функция памяти отчетли­
во представлена на уровне отдельных нервных клеток. Тем не менее
нервна­я память — это свойство целого специализированного органа —
головно­го мозга животных и человека. Эта память появилась значи­
тельно позднее генетической.
Существуют различные виды нервной памяти. Один вид связан
с информацией, накопленной в процессе эволюции на протяжении
многих тысячелетий. Он определяет врожденные формы видового по­
ведения (инстинкты). Другой вид связан с индивидуальной информа­
цией, приобретаемой каждым организмом в течение жизни. В связи
с этим выделяют память видовую, передаваемую по наследству, и па­
мять индивидуальную, приобретаемую в процессе жизни. Описан
еще один вид памяти, промежуточный — запечатление (импринтинг).
Эта форма памяти наблюдается только в самый ранний период развития,
сразу после рождения.
Запечатление — это одномоментное установление очень специфи­
ческой связи с конкретным объектом внешней среды. Импринтинг
можно, например, наблюдать у новорожденных животных: они идут
за любым впервые увиденным движущимся объектом, принимая его
за собственную мать. Такие реакции сохраняются длительное вре­
мя. Это рассматривается как специфическая форма научения и дол­
говременного запоминания. Запечатление отличается от обычного
222
запо­минания тем, что длительное неподкрепление не ослабляет реак­
ции. Обнаружен критический период, когда импринтинг проявляется
максимально. Этот период различен для быстро и медленно развиваю­
щихся животных. У человека импринтинг наблюдается до шестиме­
сячного возраста. Этот вид памяти очень близок к наследственной
по прочности, неповреждаемости следа и неотвратимости своих про­
явлений.
Память — совокупность процессов запоминания, хранения и по­
следующего воспроизведения информации, полученной индивидом
на протяжении его онтогенеза.
Запоминание — это образование и закрепление в головном мозге
следов возбуждения и соответствующих нервных связей. При этом про­
исходит закрепление нового материала путем связывания его с приоб­
ретенным ранее. Запоминание бывает произвольное и непроизвольное.
В свою очередь произвольное запоминание делится на механическое (зазубривание) и осмысленное. Одно из важнейших условий
запоминания — повторение. Для улучшения запоминания необходимо
выделение основных мыслей, использование иллюстраций, составление
планов, схем, таблиц.
Сохранение — удержание информации в памяти; определяется
степенью участия материала в деятельности личности, т.е. важностью
для человека.
Воспроизведение — извлечение информации из памяти. При этом
происходит актуализация закрепленного материала путем извлечения
его из долговременной памяти и передача в оперативную. Это наиболее
трудный для человека процесс, который зависит от многих факторов,
особенно от прочности, важности, организованности и последователь­
ности извлекаемого материала. Воспроизведение объекта при повтор­
ном восприятии называется узнаванием. Воспроизведение образов
прошлого, определенных во времени и пространстве и эмоционально
окрашенных, называется воспоминанием.
5.3.2. Виды памяти
Существует несколько видов памяти, которые классифициру­
ются по характеру психической активности, преобладающей в дея­
тельности, характеру целей деятельности и продолжительности со­
хранения и закрепления материала. Все они представлены на рис. 5.1
и в табл. 5.2.
223
По характеру целей деятельности
Таблица 5.2
Непроизвольная — запоминание и
воспроизведение, в котором отсутствует специфическая цель что-то
запомнить или припомнить
Произвольная — запоминание и
воспроизведение, в котором
присутствует специальная цель
что-то запомнить или припомнить
Благодаря ей формируется основная
часть жизненного опыта человека
Благодаря ей человек получает
профессиональные и другие
специальные знания
По способу запоминания
Механическая основана на повто­
рении материала без его осмысле­
ния. Основной прием заучива­
ния — многократное повторение
Смысловая основана на установ­
лении в запоминаемом материале
смысловых связей
Цель — абсолютно точное и
неизменное воспроизведение
заучиваемой информации
Цель — сохранение выявленных
связей и зависимостей между
явлениями. Более продуктивна
и продолжительна по сравнению
с механической
По продолжительности сохранения и закрепления материала
Сенсорная
мгновенная
на уровне
рецепторов
Выбор
наиболее
значимой
информации,
обладает
неограниченной
емкостью
Кратковременная
очень краткое сохране­
ние материала после
однократного непро­
должительного вос­
приятия и немедленно­
го воспроизведения
(в первые секунды
после восприятия)
материала)
Играет роль в функционировании механизмов
накопления опыта
Оперативная
вид кратко­
временной
памяти.
Обслуживает
непосред­
ственно
осуществляе­
мые челове­
ком актуаль­
ные действия
Чтение,
списывание
Долговременная
длительное
сохранение
материала после
многократного
его повторения и
воспроизведен
Играет роль
в функционировании механизмов накопления
профессиональных знаний
Рис. 5.1. Характеристика различных видов памяти
224
Виды памяти по характеру психической активности,
преобладающей в деятельности
Определение
Примеры
Двигательная
Вид памяти
Запоминание и воспроизведение движений; лежит
в основе обучения бытовым,
спортивным, трудовым
навыкам, письменной речи
Игра в теннис, плавание,
вязание, игра на музыкальных
инструментах; развита
у спортсменов, танцоров
Эмоциональная
(впервые ввел
К.С. Станиславский)
Прочно сохраняет пережитые
человеком чувства. Особенность: быстрота формирования следов, особая их
прочность и непроизвольность воспроизведения
Воспроизводит чувственное
состояние при повторении
ситуации, при которой данное
состояние возникло впервые
(пережитый страх, радость,
гнев, т.д.)
Смысловая
(словеснологичес­кая)
Хранилище знаний, выраженных словами, символами,
значениями и отношениями
между ними в формулах и
алгоритмах (преобладание
II сигнальной системы)
Запоминание стихотворений,
рассказов, очерков; развита
у артистов, певцов, преподавателей, ученых
Образная
Разделяется на зрительную,
слуховую, тактильную,
обонятельную, вкусовую
(преобладание первой
сигнальной системы)
Запоминание лиц людей,
картин природы, музыкальных
мелодий, запахов и т.д. Развита у музыкантов,
писателей, художников,
дегустаторов
5.3.3. Теории и механизмы формирования памяти
В настоящее время имеется ряд теорий формирования памяти.
1. Гипотеза существования «центра памяти». Поиски возможной
локализации «центра» памяти привели к предположению, что участки,
ведающие функцией памяти, разбросаны диффузно в различных частях
головного мозга и удаление даже до 15—20% мозгового вещества не
приводит к утрате памяти. Более поздние исследования показали, что
«центром памяти» у человека может быть гиппокамп, расположенный
в подкорковой части височной области. Он, как оказалось, имеет непо­
средственное отношение к накоплению новой информации. В целом
ответственными за процесс закрепления следов памяти являются мно­
гие участки лимбической системы мозга.
2. Психологические теории памяти. Наиболее ранняя теория, воз­
никшая еще в ХVII в., — ассоциативная. В основе ее лежат ассоциации —
225
связи между различными психологическими феноменами. Сторонни­
ки этой теории представляют память как систему кратковременных и
долговременных, в различной степени устойчивых ассоциаций по смеж­
ности, подобию, контрасту, временной и пространственной близости.
Запоминание, сохранение и воспроизведение отдельных элементов
информации, согласно ассоциативной теории, происходит в определен­
ных логических, структурно-функциональных и смысловых ассоциа­
циях с другими.
3. Голографическая гипотеза. Ее сторонники считают, что любая
поступающая информация всегда взаимодействует с накопленной ранее
и как бы вливается во весь прошлый накопленный опыт. При этом про­
исходит перестройка всей памяти. Этот процесс возникает одновремен­
но во всех отделах головного мозга и принимает в нем участие не толь­
ко подкорка (ретикулярная формация), но и кора головного мозга.
4. Электрофизиологическая гипотеза. Согласно ей память обуслов­
лена повторной циркуляцией (реверберацией) нервных импульсов
по многочисленным нервным путям, составляющим замкнутые цепи,
с постоянным возвращением к определенным участкам. При повторной
циркуляции импульсов происходит изменение синаптических связей,
благодаря чему создается все более прочный след, лежащий в основе
долговременной памяти (мембрано-синаптическая теория).
5. Биохимические гипотезы допускают возможность изменений
на молекулярном уровне, возникающих под влиянием обучения и по­
ступления новой информации. При этом изменения, происходящие
в ДНК и РНК, приводят к образованию новых белков, ответственных
за накопление информации. Различие в механизмах кратковременной
и долговременной памяти заключается в том, что в процессе кратко­
временной памяти в результате возбуждения происходит циркуляция
электрических потенциалов. При формировании долговременной па­
мяти этот процесс сопровождается структурными изменениями РНК.
Механизмы формирования памяти в значительной степени свя­
заны с длительностью сохранения и закрепления информации (см.
табл. 5.2).
Мгновенная, или сенсорная, память представляет собой процесс,
осуществляемый в основном на уровне рецепторов. Это первый этап
обработки поступившей извне информации, в результате которой ор­
ганизм на очень короткое время удерживает довольно точную и полную
картину, воспринимаемую органами чувств. В данном процессе особую
роль играет ретикулярная формация, выделяющая в каждый момент
времени те входные сигналы, которые признаются важными для орга­
низма. Следы в сенсорной памяти сохраняются очень короткое время —
226
от 0,1 до 0,5 с. За это время решается вопрос, насколько важна по­
ступившая информация, как ее обрабатывать и сохранять. Если
по­ступившие сигналы не привлекли внимания высших отделов мозга,
то в течение указанного времени следы стираются и память заполняет­
ся новыми сигналами.
Главная особенность сенсорной памяти — ее практически неогра­
ниченная емкость. Запечатлевается (хотя бы кратковременно) все, что
фиксируется рецепторами. Следы сенсорной памяти стираются по экс­
поненте с постоянной времени около 150 мс, а сам след сохраняется
(во всяком случае для зрительной памяти) немногим более 500 мс.
Однако при некоторых условиях, независимо от сознания человека,
часть информации, содержащейся в сенсорной памяти, получает непо­
средственный доступ в долговременную память, где и сохраняется
в течение неопределенно долгого времени, возможно, всю жизнь.
Кратковременная память. Информация из сенсорной памяти,
которая привлекла внимание высших отделов мозга, переводится в кра­
тковременную память. В нее попадает только та информация, которая
соотносится с актуальными интересами и потребностями человека и
привлекает его внимание. Одной из первых гипотез о механизме крат­
косрочной памяти является гипотеза о механизме реверберации (цир­
куляции возбуждения по нейронным кольцам). В ее основу положены
анатомические данные о наличии в ткани головного мозга замкнутых
цепочек нейронов. Считается, что по таким цепочкам или кольцам, об­
разованным коллатералями одного и того же нейрона, могут циркули­
ровать импульсы в течение нескольких минут. Этого времени, как
предполагают, достаточно для синаптических процессов, переводящих
код импульсной активности в структурные изменения постсинаптиче­
ских мембран. Закрепление осуществляется через соответствующие
биохимические сдвиги, определяемые в основном гормональным фоном.
Через призму рассматриваемой гипотезы краткосрочная память
представляет собой процесс либо затухания (при отсутствии или сла­
бости неспецифической реакции), либо закрепления сенсорной энграм­
мы за счет изменения эффективности синаптической передачи и воз­
растания количества нейронов, сохраняющих информацию.
Своеобразие этого вида памяти в том, что она по сравнению с мгно­
венным следом уже существенно переработана. Длительность кратко­
временной памяти составляет примерно 20 с. Объем у взрослого чело­
века исчисляется в пределах 7 ± 2 единицы (у детей 3—5 лет — 2—4 ед.,
6—8 лет — 4—5 ед., 9—11 лет — 5—7 ед.). То есть без применения специ­
альных мнемонических приемов взрослый человек способен запомнить
в среднем, например, семь цифр, семь букв, семь названий предметов и
227
т.п. Ее особенностью является то, что вновь поступающая информация
при переполнении индивидуально ограниченного объема памяти час­
тично вытесняет хранящуюся там информацию, что приводит к безвоз­
вратной потере последней. Она забывается и не попадает в долговре­
менное хранилище. Такой процесс называется замещением. В частности,
это происходит, когда человек имеет дело с информацией, предъявля­
емой ему сразу в большом количестве и непрерывно. Предотвратить
замещение, удержать большой объем материала в кратковременной
памяти на более длительный срок и обеспечить перевод его в долго­
временную память можно путем сознательного повторения этого мате­
риала, проговаривая его. Чем дольше сохраняется информация в крат­
ковременной памяти, тем более прочным оказывается долговременный
след. Таким образом, можно произвольно управлять кратковременной
памятью.
Промежуточная память. Память, рассчитанную на хранение ин­
формации в течение определенного, заранее заданного интервала вре­
мени, называют промежуточной. Считается, что промежуточная па­
мять обладает значительно большей емкостью, чем кратковременная,
и сохраняет информацию в течение нескольких часов без повторения,
однако емкость промежуточной памяти также ограничена. Предпола­
гается, что очищение ее регистра происходит во время сна, когда крат­
ковременная память не занята поступающей внешней информацией.
Обработка и перевод информации из промежуточной памяти в долго­
временную осуществляются в два этапа. Первый этап — логическая
обработка информации — происходит в период медленного, классиче­
ского, сна. Второй этап — пересылка обработанной информации
в долговременную память — осуществляется в период быстрого, пара­
доксального сна.
Долговременная память. Из информации, которая находится
в промежуточной памяти, мозг отбирает то, что будет храниться в дол­
говременной памяти. Для переноса следов требуется от 15 мин до 1 ч.
Это время называется периодом консолидации.
Объем долговременной памяти и время хранения считаются прак­
тически неограниченными. Сюда же поступает при некоторых усло­
виях часть сенсорной информации без предварительной обработки.
С нейрофизиологической точки зрения в основе долгосрочной памяти
лежат пластические процессы в синаптическом аппарате и теле нейро­
на, связанные с выработкой медиаторов, повышением чувствительности
к ним нейронов, изменением синтеза белков в клетках и т.д.
В отличие от вышеупомянутого разделения памяти существует
достаточно аргументированное мнение о том, что вся информация,
228
поступа­ющая в мозг, запоминается. Забытое лишь уходит в подсоз­
нание, что не позволяет эту информацию извлечь, воспроизвести.
Этого эффекта можно добиться с помощью гипноза, некоторых хи­
мических веществ или электростимуляции определенных мозговых
структур.
Рассмотренные выше четыре вида памяти работают как единая
система, поскольку представляют последовательные этапы фиксации
энграммы (следа памяти), которая осуществляется при помощи про­
цесса консолидации.
Нарушение или ухудшение памяти (частичная или полная амнезия) могут быть вызваны многими причинами, как то: травма (пост­
травматическая амнезия); тяжелое заболевание; органическое пора­
жение головного мозга. Большую роль в ухудшении памяти играют
физические или умственные перегрузки, нарушение режима дня,
сдвиги биоритмов, нерациональное питание и другие причины.
5.3.4. Возрастные особенности памяти
Формирование памяти человека определяется наследственными
факторами и условиями среды, которые в процессе развития ребенка
тесно взаимодействуют. Из этого следует, что родители, воспитатели
и учителя должны обязательно обращать внимание на полноценное
развитие памяти у детей и подростков. Память, так же как и мышцы,
можно и нужно тренировать! Многочисленные примеры из жизни по­
казывают, что у людей, профессии которых требуют постоянной трени­
ровки памяти (например, у учителей, музыкантов, артистов, ученых,
политических деятелей), она всегда хорошая и долго сохраняющаяся.
Один из самых доступных и приятных способов тренировки памяти —
заучивание стихов. Достаточно заучивать ежедневно хотя бы одно
четверостишье, и через два-три года произойдет повышение объема
памяти. Особенно важное значение имеет подобный прием для развития
памяти у детей и подростков, и в дошкольной и школьной практике его
необходимо постоянно использовать.
Человеческая память различается как количественными, так и
качественными характеристиками. Такие особенности памяти, как
скорость, прочность, длительность, точность и объем запоминания
оцениваются количественными показателями. С возрастом эти показа­
тели возрастают, указывая на усиление всех видов памяти. Количествен­
но память начинает соответствовать уровню взрослых в 10—11 лет, хотя
в подростковом возрасте в связи с ухудшением работы нервных клеток
показатели памяти снижаются до уровня 7—8-летних детей.
229
Эмоциональная память существует уже у шестимесячного ребен­
ка. При запоминании подключение эмоциональной памяти обеспечива­
ет лучшее усвоение материала, что следует использовать при обучении.
Очень важно учитывать, какой вид памяти преобладает у челове­
ка. При доминировании зрительной памяти запоминание и воспро­
изведение информации происходят посредством зрительных образов и
представлений. Такой человек, чтобы освоить материал, обязательно
должен его прочесть, увидеть. Разговаривая, он часто пользуется пре­
дикатами визуального (зрительного) типа.
У людей с выраженной слуховой памятью ключом закрепления
информации служат акустические образы: им лучше один раз услышать,
чем несколько раз увидеть. В разговоре они используют аудиальные
(слуховые) предикаты.
Людям с преобладанием моторного типа памяти при запоминании
помогает процесс записывания информации, а также включение раз­
личных движений. Вспоминая, они воссоздают запечатленные движе­
ния и ощущения. При общении у них доминируют предикаты кинесте­
тического типа.
Среди лиц со зрительно-образным восприятием встречаются люди
с так называемым эйдетическим зрением, особенностью которых явля­
ется способность сохранять яркое точное видение образа после одно­
кратного зрительного восприятия информации. При этом возникающий
зрительный образ может сохраняться длительный период и при необ­
ходимости восстанавливаться в подробных деталях спустя многие годы.
Эйдетическая память чаще встречается в детском возрасте, по­
степенно с годами утрачивая свою остроту. Этот вид памяти, особенно
присущий художникам, в процессе ее постоянного использования мо­
жет совершенствоваться.
Для некоторых профессий эйдетическая память была бы очень
полезна и даже необходима, например в разведывательной, сыскной
деятельности, для проводников, геологов и т.д.
У ребенка до пяти-шести лет преобладает чувственно-образная
память, затем появляется и постепенно усиливается смысловая память,
которая развивается в процессе обучения и начинает доминировать
в 10—11 лет, поэтому в начальной школе для обучения необходимо со­
четать использование конкретных и словесных стимулов, воздейству­
ющих на образную и логически-смысловую память. Аналогично в дет­
ском возрасте в связи с определенным соотношением первой и второй
сигнальных систем механическая память преобладает над смысловой,
и только к периоду второго детства их баланс изменяется в пользу
смысловой.
230
Формирование и развитие определенных типов памяти во многом
зависит от характера профессиональной деятельности и типологиче­
ских особенностей ВНД.
Процессы памяти тесно связаны с эмоциональным состоянием,
настроением человека, особенностями его темперамента, характера,
интересами и потребностями. Высокий эмоциональный тонус в момент
восприятия информации располагает к прочному и более долговремен­
ному запоминанию. Не вызывает сомнения, что интересные и важные
для человека факты всегда запоминаются лучше.
Функциональная активность памяти зависит от возраста, а также
психического и физического состояния человека. В период стрессов,
болезней, в результате сильного утомления, поражений головного моз­
га работа памяти резко ухудшается. В свою очередь расстройства памя­
ти влияют на общее состояние человека и представление его о себе.
После 70 лет в большей степени поражается чувственно-образная
память по сравнению со смысловой вербальной. В наибольшей степени
снижается объем оперативной памяти, что обусловлено снижением
числа нейронов гиппокампа. Это приводит к ухудшению памяти на те­
кущие события при относительно сохранной памяти на события дале­
кого прошлого. Ослабляются процессы консолидации памяти, в связи
с чем затруднено долговременное запоминание и воспроизведение
новой информации. В этой ситуации требуется большой объем инфор­
мации разбивать на небольшие фрагменты.
5.3.5. Нарушения памяти
Нарушения памяти происходят при различных неблагоприятных
влияниях на ЦНС. Они возникают после черепно-мозговых травм,
перенесенных заболеваний мозга, при опухолях, хронических интокси­
кациях, сосудистых патологиях (гипертонической болезни, атероскле­
розе), хронических заболеваниях ЦНС, нарушениях в психической
сфере.
Наиболее частыми нарушениями памяти являются амнезии, агно­
зии, апраксии, афазии.
Амнезии — нарушение памяти на события, невозможность вспом­
нить то, что предшествовало потере памяти (в результате травмы, ал­
когольной интоксикации и т.д.), называется ретроградной амнезией. При этом, как правило, страдает информация, уже закрепленная
в долговременной памяти.
Антероградная амнезия (синдром Корсакова) характеризуется по­
терей способности к усвоению новой информации (нарушается процесс
231
консолидации памяти) при сохранности старой. Это приводит челове­
ка к полной дезадаптивности, инвалидизации и нередко заканчивается
трагически, если он оказывается в одиночестве. К потере памяти ведет
болезнь Альцгеймера, сопровождаемая старческим слабоумием, цере­
бральный атеросклероз. После 70 лет в большей степени поражается
чувственно-образная память по сравнению со смысловой вербальной.
В наибольшей степени снижается объем оперативной памяти, что об­
условлено снижением числа нейронов гиппокампа. В этой ситуации
требуется всю информацию разбивать на небольшие фрагменты для ее
сохранения.
Агнозии — нарушения восприятия — приводят к потере способ­
ности расшифровывать поступающую информацию. Например, при
зрительной агнозии человек, видя предмет, не может его распознать.
При слуховой агнозии не узнаются известные ранее мелодии и звуки.
Тактильная агнозия нарушает способность с закрытыми глазами опре­
делять хорошо знакомые предметы.
Апраксии — нарушения программированных движений — выра­
жаются в невозможности выполнить стереотипно привычные движе­
ния, такие как одевание, умывание, приготовление пищи и т.д.
Афазии — расстройства речи. Выделяют два вида афазий.
1. Нарушение передачи информации при помощи устной или
письменной речи. При этом теряется способность произносить слова,
хотя их значение понимается (чаще при повреждениях в лобной доле
мозга); нарушение письма (аграфия), когда человек не может коорди­
нировать движения во время акта написания при мысленном и словес­
ном понимании поставленной задачи.
2. Нарушение восприятия или расшифровки устной или письмен­
ной информации. Больной слышит сказанные ему слова, но не может
осмыслить и понять их значение (повреждение в задней части височной
доли мозга); нарушение чтения (алексия), когда человек теряет способ­
ность распознавать буквы и слова, хотя их зрительное восприятие
не теряется (повреждения в затылочной доле мозга).
В целом афазии приводят к нарушению способности пользования
языком.
Встречаются сочетания различных видов расстройств памяти.
232
5.4. ХАРАКТЕРИСТИКА И ВОЗРАСТНЫЕ
ОСОБЕННОСТИ ЭМОЦИЙ
5.4.1. Теории эмоций
Человеку и животным присуще то, что кардинально отличает их
от любого, самого умного искусственного устройства или машины.
Это эмоции — особая форма психической деятельности, которая в виде
непосредственного переживания отражает не объективные явления,
а субъективное к ним отношение. Слово «эмоция» (лат. еmovere — воз­
буждать, волновать) начали употреблять в XVII в., говоря о чувствах
(радости, желании, боли и т.д.) в отличие от мыслей. Эмоции не возни­
кают сами по себе, без причины. Источником эмоций является объек­
тивная действительность в ее соответствии с потребностями личности.
Одна из теорий, объясняющих возникновение эмоций, базируется
на концепции П.К. Анохина о функциональных системах — это био­
логическая теория эмоций. Как уже отмечалось ранее, функциональная
система формируется как аппарат для удовлетворения потребностей
организма. Организм может одновременно испытывать несколько по­
требностей, но всегда можно выделить главную, или доминирующую,
потребность, на основании которой и строится конкретное поведение
в данный момент. Механизм, с помощью которого организм обнаружи­
вает потребности, до конца не известен. Без сомнения, можно говорить
лишь о механизме обнаружения базальных физиологических потреб­
ностей. В большинстве случаев сдвиги констант внутренней среды
организма воспринимаются многочисленными интерорецепторами,
которые запускают соответствующие рефлекторные механизмы, или,
по П.К. Анохину, функциональные системы. Потребности могут осоз­
наваться, и тогда поведение приобретает характер волевых действий, а
могут оставаться и неосознанными, и тогда оно называется влечением,
или мотивом, или драйвом. Достижение полезного приспособительно­
го результата определяется не только мотивацией, выражающей до­
минирующую потребность, но также пусковым, обстановочным стиму­
лами и памятью (см. параграф 3.7).
Уже на стадии афферентного синтеза, несмотря на существование
мотивации, поведение, направленное на достижение существующей
потребности, может обрываться, если обстановочная информация пре­
пятствует ее реализации. В человеческом обществе подобных обстано­
вочных ограничений обычно бывает довольно много. Отсутствие воз­
можности реализовать биологическую или социальную потребность
233
приводит к возникновению отрицательных эмоций. Эмоции могут
возникать и на заключительной стадии функционирования системы —
при сопоставлении полученного результата с «эталоном», сформиро­
ванным в акцепторе результата действия. Если параметры результата
совпадают с «эталоном» или даже превышают его, происходит удовлет­
ворение потребности, и поведение завершается. При этом возникает
положительная эмоциональная реакция. Наоборот, в случае неудачи,
при несоответствии параметров результата тем, которые были заготов­
лены в акцепторе результата действия, развивается эмоциональная
реакция с отрицательным знаком. В этом варианте положительная
эмоциональная реакция — своего рода вознаграждение за удачно со­
вершенное действие, и наоборот, в случае неудачи отрицательная эмо­
ция — стимул к повторению действия, вплоть до достижения необхо­
димого результата. Если результат соответствует потребности, то
возникает состояние физиологического комфорта.
Теория П.К. Анохина раскрывает логику развития событий, свя­
занных с формированием некоторых эмоций, но не касается тонких
механизмов, лежащих в основе этого процесса.
Одна из наиболее интересных теорий возникновения эмоций, так
называемая потребностно-информационная теория, предложена оте­
чественным физиологом П.В. Симоновым. Согласно его концепции,
эмоции есть отражение мозгом какой-либо потребности, с одной сто­
роны, а с другой — вероятности ее удовлетворения, которую субъект
непроизвольно оценивает на основе врожденного и ранее приобре­
тенного индивидуального опыта. По Симонову, эмоция есть функция
потребности и информации обо всех средствах, необходимых для ее
удовлетворения. Таким образом, можно записать формулу эмоций:
Э = f [П (Ин – Ис), ...],
где Э — эмоция, ее степень, качество и знак;
П — потребность;
Ин — информация обо всех необходимых для удовлетворения по­
требности средствах;
Ис — информация о средствах, имеющихся в распоряжении в дан­
ный момент;
Ин – Ис — оценка вероятности (возможности) удовлетворения
потребности на основе врожденного и приобретенного опыта.
Положительные эмоции возникают при избытке имеющейся ин­
формации (Ис) по сравнению с необходимым (Ин) и ранее существую­
щим прогнозом или при возрастании вероятности достижения цели.
234
Естественно, что отрицательные эмоции возникают в противоположной
ситуации: Ис < Ин. Точки в квадратных скобках означают, что есть и
другие факторы, влияющие на эмоции: индивидуальные, типологиче­
ские характеристики человека, особенности его мотивационной сферы
и волевых качеств.
Острота эмоций зависит и от временного фактора. Если эмоция
сжата в рамках короткого временного отрезка, она может принять ха­
рактер взрывного, стремительно развивающегося аффекта; если время,
в течение которого она существует, не столь ограничено, она трансфор­
мируется в более или менее длительное настроение.
Для выяснения механизма возникновения эмоций важно понять,
какие структуры мозга ответственны за их возникновение. Установле­
но, что в мозгу у человека существуют зоны, электростимуляция кото­
рых вызывает эмоциональные реакции. К ним относятся прежде всего
некоторые зоны лимбико-ретикулярного комплекса среднего мозга, а
также ряд ядер зрительного бугра. Наиболее важную роль в механизме
формирования эмоций играют структуры гипоталамуса и образования,
относящиеся к лимбической системе (см. рис. 3.11).
Возбуждение, охватывающее элементы лимбической системы,
ретикулярной формации ствола и гипоталамуса, неизбежно распростра­
няется на кору больших полушарий. Именно в результате активации
клеток коры эмоции приобретают осознанную форму и формируется
способность их регуляции и контроля (полагают, что такие регулятор­
ные центры расположены в лобной доле коры). Их поражение приводит
к глубоким нарушениям эмоциональной сферы человека. Преимуще­
ственно развиваются два синдрома: эмоциональная тупость и растормаживание эмоций и влечений. При этом в первую очередь нарушают­
ся эмоции, связанные с сознательной деятельностью, социальными
отношениями, творчеством. Изучение функций левого и правого полу­
шарий обнаружило существование эмоциональной асимметрии мозга.
Левое полушарие ответственно за положительные эмоции, а правое —
за отрицательные. Поэтому правостороннее поражение коры головного
мозга сочетается с легкомыслием, беспечностью, а поражение левого —
с тревожностью и озабоченностью.
Механизм формирования эмоций также зависит от количества
того или иного медиатора, вырабатываемого в окончаниях различных
мозговых структур (серотонина, дофамина, норадреналина, гистамина,
вещества Р, глицина, гамма-аминомасляной кислоты, глютамина, вазо­
прессина, окситоцина и т.д.), и их соотношения в разных отделах мозга.
Так, установлено, что снижение уровня норадреналина и серотонина,
так же как повышение концентрации дофамина, вызывают развитие
235
депрессии, и наоборот. Существенную роль в возникновении эмоций
играют эндогенные опиоиды, морфиноподобные вещества, вызывающие
анальгезирующий (обезболивающий) эффект, состояние эйфории,
обес­печивают удовлетворение. Это является одной из причин форми­
рования психологической зависимости при употреблении веществ
подобного типа (наркотиков).
5.4.2. Классификация эмоций
Все эмоции подразделяются на положительные и отрицательные.
Первые возникают при удовлетворении потребностей (по П.К. Анохи­
ну) или при избыточном объеме информации, превышающем необхо­
димую для удовлетворения потребности (по П.В. Симонову). Вторые
возникают, соответственно, в противоположной ситуации. Положи­
тельные эмоции оказывают благотворное влияние на многие психофизиологические процессы в организме, стимулируя их (иммунорези­
стентность, память, работоспособность и т.д.). Положительные эмоции
способствуют концентрации всех резервов организма, необходимых для
быстрейшего достижения полезного эффекта. Они влияют на процессы
обучения и воспитания ребенка. Информация усваивается лучше, если
на уроках она подается эмоционально, ярко, в доброжелательном тоне,
на фоне психологического комфорта. Опасны для здоровья человека
отрицательные эмоции, поскольку они провоцируют состояние, обо­
значаемое в современной литературе как эмоциональный стресс. Он
вызывает повышение свертывания крови, развитие язв, подавление
иммунитета, что может приводить к развитию опухолевых процессов,
инфекционных заболеваний, инфарктам и т.д. Эмоциональный стресс
может быть вызван разными причинами: заболеваниями, социальными
и личностными конфликтами, информационными перегрузками, адап­
тацией к новым условиям и т.д.
Существует еще один важный признак, по которому можно клас­
сифицировать эмоции: эффект, который они производят на двигатель­
ную сферу человека и животных. По этому принципу эмоции делятся
на стенические и астенические. Например, страх, который следует
отнести к астеническим эмоциям, подавляет мышечную активность и
психическую деятельность, вызывает состояние ступора (оцепенения).
Стенические эмоции — ярость, гнев, напротив, стимулируют мышечную
и психическую деятельность, повышают кровяное давление, кровоток
в сердце, что, несомненно, важно, если предстоит борьба за выживание.
Кроме того, можно выделить низшие эмоции, возникающие при удов­
летворении физиологических потребностей (они присущи и человеку,
236
и животным), и высшие, связанные с удовлетворением социальных
потребностей человека.
На рисунке 5.2, в левой его половине, можно видеть далеко не
полный перечень разнообразных эмоций со знаком плюс или минус.
Эти эмоции обычно продолжаются от минут до часов, интенсивность
их со временем ослабевает и может плавно переходить в эмоциональный
фон, который называется настроением. С другой стороны, предшеству­
ющее настроение может оказывать существенное влияние на проявле­
ние той или иной эмоции, вплоть до полной ее отмены. Если какое-то
настроение преобладает в жизненных ситуациях того или иного инди­
видуума, оно может сказываться на личностных особенностях человека,
составляющих характер.
Рис. 5.2. Типы эмоций и эмоциональные состояния
Источник: Айзман Р.И., Тернер А.Я. Физиологические основы здоровья.
Новосибирск : ЛАДА, 2001.
Развитие эмоций в постнатальном онтогенезе находится в тесной
связи с формированием эмоциогенных зон головного мозга и общим
психическим развитием ребенка. Новорожденный уже способен ис­
пытывать чувства голода и насыщения, а также и другие реакции удо­
вольствия или неудовольствия, возникающие в результате действия
благоприятных или неблагоприятных раздражителей. Однако в этом
периоде преобладают отрицательные эмоции, которые стимулируют
реализацию биологических потребностей. Эти низшие эмоциональные
237
реакции, связанные с неудовлетворением биологических потребностей,
практически не отличаются от эмоций животных. Грудной возраст ха­
рактеризуется появлением на втором месяце положительных эмоций
(улыбки) при виде лица матери. В последующие месяцы расширяется
круг событий, вызывающих положительные эмоции, появляется смех.
Именно на этой биологической основе формируются все высшие
эмоции человека, обусловленные социальными потребностями. До­
минирование низших эмоций, связанных с деятельностью подкорковых
нервных структур, продолжается до трех лет и обусловлено слабостью
корковых нервных процессов и соответственно низким уровнем раз­
вития психики. Интересно, что на эмоциональную окраску речи дети
начинают реагировать много раньше, чем на ее смысл. Важнейшее
значение в развитии эмоций у детей имеет сенсорная и ориентировочная
деятельность, и особенно их общение со взрослыми.
По мере созревания высшей нервной структуры — коры голов­ного
мозга — происходит совершенствование психических процессов ребенка.
Приблизительно с трех-четырех лет постнатального развития на­
чинают интенсивно формироваться высшие человеческие эмоции. Но
в это время они еще слабы и часто уступают более сильным низшим
эмоциям. У детей дошкольного возраста лишение лакомства и пищи
еще способно вызвать более сильный эмоциональный эффект, чем
нравоучения о правилах поведения.
Большое значение в развитии эмоций в этом возрасте имеют игры
детей, восприятие игрушек и манипулирование ими. Мощным факто­
ром развития эмоций является также рисование. Этот период с двухтрех до шести-семи лет можно назвать возрастом аффективности
с бурным, но не стойким проявлением эмоций. В рассматриваемом
возрасте дети «эмоционально раздражимы», т.е. легко подвергаются
влиянию эмоций других. Например, в группе детсада заплакал ма­
лыш, и сейчас же его «поддерживают» другие. Такое бурное проявле­
ние эмоций, их аффективный характер, нестойкость связаны со слабо­
стью тормозного контроля со стороны высших отделов ЦНС. Поэтому
до шести-семи лет дети не могут контролировать свои эмоциональные
реакции, в связи с чем их поведение характеризуется непосредствен­
ностью. Это обусловлено недоразвитием лобных долей коры больших
полушарий, ответственных за контроль низших эмоциональных цен­
тров. Только в конце периода второго детства (10—12 лет) высшие
эмоции приобретают ведущее значение. Однако в пубертатном перио­
де снова наблюдаются резкие смены эмоциональных реакций, вы­ра­­­жен­
ная аффективность состояний, снижается корковый контроль за эмо­
циональным поведением. Важно подчеркнуть, что положительные
238
эмоции подкрепляют и закрепляют социализацию потребностей, по­
этому похвала, поощрение являются мощным стимулом для развития
личности. Окончательное формирование эмоционального статуса за­
вершается к 20—22 годам, когда завершается развитие высших корковых
отделов нервной системы.
В пожилом и старческом возрасте снижается общий эмоциональ­
ный фон, особенно выраженность положительных эмоций, что обуслов­
лено уменьшением активности обоих полушарий, особенно левого, и
социальными изменениями: потеря близких людей, уход из професси­
онального сообщества, утрата социальной значимости. В поведении
отмечается подавленность, печаль, тревоги, подозрительность и т.д.,
снижение активности и желания действовать. Таким образом, все функ­
ции эмоций — стимулирующая, компенсаторная, переключающая,
подкрепляющая, коммуникативная — снижаются, что сказывается на
психо-эмоциональном и функциональном состоянии организма.
5.4.3. Формы изменения эмоционального состояния
Гипертимия (эйфория) — эмоциональное состояние, характери­
зующееся повышенным настроением с гиперактивностью.
Гипотимия (апатия) — меланхолическое, сниженное настроение,
равнодушие.
Страсть — устойчивое глубокое и сильное чувство, определяющее
направление мыслей и поступков человека. Например, страсть к ком­
пьютерам, азартным играм и т.д.
Аффект — эмоциональная буря — кратковременная бурно про­
текающая эмоциональная реакция, которая носит характер эмоциональ­
ного взрыва.
Экстаз — восторг с потерей ориентировки в окружающей действи­
тельности.
Депрессия — угнетенное, подавленное настроение, характеризу­
ющееся комплексом эмоциональных (тревога, раздражительность,
безразличие, потеря интереса и т.д.), психических (замедленное мыш­
ление, пессимизм, мысли о самоубийстве и т.д.), физиологических (на­
рушения сна, аппетита, повышенная утомляемость и т.д.) и поведенче­
ских (пассивность, отказ от общения, развлечений, употребление
психоактивных веществ) проявлений.
Стресс — состояние перенапряжения при больших физических и
психических нагрузках.
Любые изменения эмоционального состояния вызывают наруше­
ния контроля поведения, истощение организма.
239
5.5. ВОЗРАСТНЫЕ ОСОБЕННОСТИ
ФОРМИРОВАНИЯ МЫШЛЕНИЯ
5.5.1. Общие сведения
Мышление представляет собой высшую форму отражения дей­
ствительности, и, по мнению И.М. Сеченова, в его основе лежит реф­
лекторный процесс. Мышление подчиняется общему закону всех пси­
хических процессов: возникает в результате внешних возбуждений и
отражает реальную действительность. Процесс отражения осуществля­
ется в результате аналитико-синтетической деятельности мозга, которая
составляет «реальную сторону» психики, т.е. познавательный процесс
представляет собой единство психических процессов, развивающихся
в динамике от ощущения к мышлению. Это единство обусловливается
тем, что даже самое отвлеченное мышление является «продолженным
анализом», «продолженным синтезом» и «продолженным обобщением»
чувственно отраженных внешних воздействий (И.М. Сеченов).
Рефлекторная теория мышления И.М. Сеченова была развита
в учении И.П. Павлова о двух сигнальных системах и об их взаимодей­
ствии; И.П. Павлов экспериментально доказал рефлекторную природу
мышления и открыл ее физиологическую основу — вторую сигнальную
систему.
Мысль развивается из ощущения, и язык есть главнейшее условие
перехода от чувственного отражения к абстрактному мышлению. Акты
мышления можно рассматривать как «формы психической деятель­
ности, которые, воплощаясь в слова, дают словесные образы, известные
всякому под именем предложений (или суждений) и силлогизмов».
Вследствие этой особенности рефлекторных процессов мышление есть
качественно новая, высшая форма отражения. Мышление вскрывает
закономерности, существенные связи объективного мира. Мысль как
рефлекторный процесс есть отражение объективного мира, и законы
отражательной работы мозга одинаковы для всех людей.
Рефлекторная теория позволила в какой-то степени понять не­
которые механизмы мышления. Речь идет прежде всего о материальном
субстрате мышления, взаимоотношении мышления, языка и речи,
связи чувственного и логического, соотношении слова и образа, связи
мышления и деятельности и т. д. Простейшим мышлением И.М. Сече­
нов считал мышление чувственными образами: элементарное мышле­
ние зарождается в «чувствовании». Возникновение образной мысли
можно наблюдать в тот короткий период раннего детства, когда ребенок
240
еще не овладел речью и когда мысль его протекает «в чувственных
конкретах». У детей это ступень, ведущая от первоначального, домыс­
лительного периода, к собственно человеческому, словесному мышле­
нию. Реальная действительность в это время отражается мозгом только
в виде непосредственных чувственных восприятий (зрительных, слу­
ховых, обонятельных, вкусовых и т.д.). Такое мышление, опирающееся
на чувственные образы, И.М. Сеченов назвал «предметным»; объекты
этого мышления — чувственные копии предметов внешнего мира, еще
не обозначенные словами. Умственное развитие каждого человека не­
пременно проходит «первоначальную школу предметного мышления».
Формирующиеся чувственные образы становятся основой элементар­
ного мышления, которое протекает в ощущениях.
Ряд этапов в чувственном познании выделял И.М. Сеченов. Пер­
вый этап при возникновении предметной мысли — различение пред­
метов, второй — сопоставление целых предметов, их частей и свойств
или признаков и их состояний, следующая ступень — установление
пространственных и временных связей. Способность узнавать предмет
предполагает знание его постоянных особых признаков. Сущность уз­
навания заключается в сопоставлении предмета с воспоминанием о нем
в виде чувственного образа. В процессе сопоставления детализируется
и обогащается чувственный образ. Узнавание есть чувственный перво­
образ сравнения, доступный даже животным. С того момента, как речь
дает возможность ребенку общаться с людьми, происходит величайший
перелом в его жизни; это общение неизмеримо расширяет его психиче­
ское развитие.
Слово является «средством общения» и условием развития мыш­
ления. «Когда мысль человека переходит из чувственной области во вне­
чувственную, речь становится необходимостью как система условных
знаков, развивающаяся параллельно и приспособительно к мышлению.
Слова придают „образ и форму“ элементам внечувственного мышления
и позволяют мыслить о тех отношениях и зависимостях, которые недо­
ступны непосредственному чувству».
Мысль получает прямое выражение в речевой деятельности, ста­
новясь доступной другим людям; через речь раскрывается мышление
человека. Действительность, отражающуюся в сознании человека, речь
облекает «в такую форму, при которой все наши душевные состояния
делаются доступными для других». Речь — это «выразитель чувствен­
ных процессов и идейных понятий», она — непосредственное воплоще­
ние того, что происходит в сознании.
Началом мысли является любое чувственное раздражение,
в том числе устная или письменная речь. Возможно и автоматическое
241
включение мыслительного процесса, особенно в случае возникновения
доминантного очага возбуждения в мозге. Анализ и синтез продолжа­
ются уже не над «чувственными продуктами», а над «абстрактными».
Воздействие слова, как и всех других чувственных впечатлений, вы­
зывает ответную реакцию, которая может выражаться или в движении,
или в его торможении, или в ответной речи. Внешний мир с его пред­
метными связями и зависимостями был и будет первичным фактором
в развитии мысли, но это не значит, что мысль, заимствуя свои элемен­
ты из действительности, только отражает их, как зеркало. Мысль —
не фотографический снимок с реальной действительности. Фотогра­
фическое отражение не позволило бы познать существенные связи,
которые составляют «пружины внешней жизни, придающие ее явлени­
ям определенное значение и смысл»I. Мышление абстрагирует общее
от единичного, отражая в понятиях сущность явлений. Благодаря это­
му оно глубже отражает единичное и конкретное, так как отвлекается
от побочных, случайных связей, маскирующих постоянные, закономер­
ные, объективно существующие связи предметов.
Процесс формирования мышления у ребенка происходит парал­
лельно с развитием речи. Вначале ребенок мыслит только конкретными,
чувственными образами, которые отражают слова-интеграторы первого порядка. Позднее он обозначает объекты мысли словом, в единичном
выделяя общее (слова-интеграторы второго порядка). С возрастом
обобщение развивается еще сильнее: объектом мысли становятся словаинтеграторы третьего порядка. Дальнейшее движение мысли в этом
направлении приводит к тому, что ее объекты все более удаляются
от «чувственной конкретики» к обобщенному понятию — таков путь
«продолженного обобщения» (слова-интеграторы четвертого порядка).
Так постепенно от познания единичного, конкретного, специфического
ребенок приходит к познанию общего, закономерного, существенного.
Соответственно происходит переход мысли от предметов к свойствам
и отношениям, т.е. главными объектами в мысли на место предметов
внешнего мира становятся признаки, состояния и отношения их друг
к другу.
Структурная организация мышления связана с активностью раз­
личных отделов коры больших полушарий: височных, лобных, теменнозатылочных и лимбических отделов головного мозга. Особое значение
в организации мышления придают ассоциативной коре, где текущая
информация, поступающая по различным каналам, объединяется с той,
что содержится в памяти. Так, ассоциативные поля теменной доли
I
Выготский Л.С. Мышление и речь. 5-е изд., испр. М. : Лабиринт, 1999.
242
осуществляют интеграцию сведений от специфического сомато-сен­
сорного центра со слуховой и зрительной информацией, поступающей
из височной и затылочной коры и со следом памяти, что делает воз­
можным, например, оценку положения тела и головы в пространстве.
Деятельность лобной коры позволяет интерпретировать эти сенсорные
раздражители в зависимости от конкретной ситуации. Двусторонние
связи лобной коры и лимбической системы обеспечивают эмоциональ­
ную оценку ситуации.
При старении эти процессы мышления могут сохраняться на уров­
не зрелого возраста или даже улучшаться за счет накопления индиви­
дуального опыта. Однако при некоторых нарушениях мозговой деятель­
ности (склероза сосудов головного мозга, болезни Альцгеймера,
инсульте и т.д.) возникают различные формы нарушений мышления.
Таким образом, мышление представляет собой процесс познава­
тельной деятельности человека, заключающийся в обобщенном и опос­
редованном отражении действительности (внешнего мира и внутренних
переживаний).
5.5.2. Основные формы мышления и его нарушения
Выделяют несколько форм мышления.
1. Наглядно-действенное (или конкретно-действенное) — наи­
более элементарная форма мышления, возникающая в практической
деятельности и являющаяся основой для формирования более сложных
форм. Его особенность заключается в том, что сам процесс мышления
представляет собой практическую деятельность, которую человек
осущест­вляет с реальными объектами внешнего мира. В раннем детском
возрасте (до трех лет) мышление в основном наглядно-действенное.
Ребенок анализирует и синтезирует познавательные объекты, по мере
того как руками практически разъединяет, расчленяет и вновь объ­
единяет, соотносит, связывает друг с другом те или иные предме­
ты, воспри­нимаемые в данный момент. Этот вид мышления наиболее
развит у людей, занятых созданием конкретных материальных про­
дуктов.
2. Наглядно-образное (конкретно-образное) мышление характе­
ризуется опорой на представления и образы. Его особенность в том, что
мыслительный процесс связан с восприятием человеком окружающей
действительности. Необходимые для мышления образы и представ­
ления человек черпает из кратковременной и оперативной памяти.
Эта форма мышления развита у детей в возрасте четырех — семи лет,
а у взрослых — среди лиц, занятых практической работой.
243
3. Абстрактно-логическое (теоретическое, понятийное) мышле­
ние — вид мышления, осуществляемый при помощи логических опера­
ций с понятиями. Оно начинает развиваться у детей в школьном воз­
расте. Мышление выступает здесь прежде всего в форме отвлеченных
понятий и суждений. Оно развивается в процессе усвоения школьни­
ками основ различных наук — математики, физики, истории — и имеет
огромное значение в их умственном развитии. Пользуясь этим видом
мышления, человек оперирует понятиями, производит действия в уме,
непосредственно не обращаясь к данным чувственного опыта, исполь­
зует уже сформированные у него знания, выраженные в форме поня­
тий, суждений, умозаключений. Наиболее развит этот вид мышления
у представителей точных наук.
4. Теоретическое образное мышление отличается от понятийного
тем, что для решения задачи используются образы и представления,
которые или непосредственно извлекаются из долговременной памяти,
или творчески воссоздаются воображением. Наиболее характерно тео­
ретическое образное мышление для работников искусства, вообще
людей творческого труда, имеющих дело с образами.
Оба вида теоретического мышления (образное и понятийное) до­
полняют друг друга, раскрывают разные стороны действительности.
Роль функциональной асимметрии мозга в мышлении. Правое
полушарие (особенно теменно-височная кора) обеспечивает конкретнообразное мышление (первая сигнальная система), лучшее решение
зрительно-пространственных задач, одномоментную целостную обра­
ботку информации, интуитивное мышление.
Левое полушарие (особенно лобная кора) обеспечивает абстрак­
тно-логическое мышление (вторая сигнальная система), лучшие воз­
можности по оценке времени, аналитическую, поэтапную обработку
информации, осознание информации.
Взаимодействие полушарий при решении разных задач может
осуществляться в форме антагонизма, синергизма и последовательной
переработки информации.
Выделяют три основные формы нарушений мышления.
1. Нарушения операций мышления, которые можно свести к двум
крайним вариантам:
1) снижение уровня обобщения;
2) искажение процессов обобщения.
Снижение уровня обобщения наблюдается при различных забо­
леваниях, сопровождающихся снижением интеллектуальной деятель­
ности (олигофрения, энцефалит, атеросклероз и др.), больные затруд­
няются в выделении существенных признаков предметов и явлений,
244
нарушаются процессы абстрагирования. Искажение процесса обобще­
ния наиболее характерно для шизофрении.
2. Нарушения динамики мышления можно разделить на два типа:
1) изменения скорости мышления;
2) инертность мышления.
Скорость мышления при патологии может ускоряться либо за­
медляться, (например, скачкообразное). Инертность мышления ха­
рактеризуется недостаточной подвижностью психических процессов.
К инертному мышлению относят вязкое мышление, для которого ха­
рактерны склонность к излишней детализации, неумение выделить
главное, тугоподвижность; мышление со стереотипами, которое про­
текает с повторением одних и тех же актов психической деятельности,
не связанных с решением какой-либо задачи (симптом «граммофонной
пластинки») и т.д.
3. Нарушения форм мышления. Эти виды нарушения мышления
наиболее многообразны. К ним относят:
„„ амбивалентное мышление, которое характеризуется одновре­
менным сосуществованием в сознании противоречивых, взаи­
моисключающих мыслей;
„„ паралогическое мышление, для которого характерно объедине­
ние противоречивых идей и образов, подмена одних понятий
другими;
„„ аутистическое мышление, при котором суждения больных обу­
словлены миром его внутренних переживаний, оторваны от дей­
ствительности;
„„ разорванное мышление, которое характеризуется неправиль­
ным, необычным, парадоксальным сочетанием представлений;
мысли больного текут как бы вразброд («словесная окрошка»);
„„ резонерское мышление, для которого характерны пустые, бес­
плодные, многословные и банальные суждения.
Перечисленные нарушения характерны для шизофрении, хотя
могут наблюдаться и при других психических заболеваниях и органи­
ческих заболеваниях головного мозга.
Формы нарушения мышления можно выявить с помощью раз­
личных, достаточно информативных методов.
245
5.6. ФОРМИРОВАНИЕ СОЗНАНИЯ В ОНТОГЕНЕЗЕ
5.6.1. Общие сведения
Сознание — высшая форма отражения реального мира, свойствен­
ная только людям и связанная с речью. Функция сознания заключает­
ся в обобщенном и целенаправленном отражении действительности,
в предварительном мысленном построении действий и предвидении
их результатов, в разумном регулировании и самоконтролировании
поведения человека. «Ядром» сознания является знание, содержани­
ем — реальный мир, те или иные его стороны, связи, законы; поэтому
сознание можно охарактеризовать как субъективный образ объектив­
ного мира.
Сознание возникло в эволюции на основе потребности членов
общества к общению, объединению усилий, передаче знаний в процес­
се совместной деятельности.
Процесс сознания как заключительный этап процесса познания
представляет собой сложный многоэтапный феномен восприятия, пере­
работки и создания новой информации, на каждом из этапов которого
складываются определенные формы причинно- следственной связи.
Физиологической основой сознания, согласно И.П. Павлову, является
оптимальная деятельность в данный момент «определенного участка
коры больших полушарий мозга, которая (если предположить, что
кости черепа прозрачны) в виде яркого пятна перемещается по поверх­
ности мозга»I.
Человеческое сознание вырабатывается в результате историчес­
кого развития. Возникновение сознания вне общества невозможно.
Основным условием возникновения и развития сознания является
соответствующий уровень биологической организации, наличие со­
циального окружения и коллективный труд. Дети, проживавшие и
развивавшиеся среди животных, не обнаруживают признаков сформи­
ровавшегося сознания.
Развитие сознания предполагает прежде всего обогащение его
новыми знаниями об окружающем мире и о самом человеке. Познание,
осознание вещей имеет различные уровни, глубину проникновения
в объект и степень ясности понимания. В основе сознания лежат все
рассмотренные ранее психофизиологические процессы, начиная от ощу­
щений и восприятия и заканчивая мышлением.
I
Павлов И.П. Двадцатилетний опыт объективного изучения высшей деятельности (по­
ведения) животных. М. : Наука, 1973.
246
Сознание базируется на коммуникации между людьми и разви­
вается по мере приобретения индивидуального жизненного опыта.
На базе потребностей, как биологических, так и социальных и иде­
альных (образцов), формируются неосознаваемые навыки и формы
поведения, знания, передаваемые другим индивидуумам, творческая
актив­ность, поведение, поэтому в сознании можно выделить две сто­
роны:
1) познавательную;
2) творческую, преобразующую.
Если первая составляющая определяет познание окружающего
мира и самого себя (самопознание), то вторая направлена на деятель­
ность по изменению окружающего мира и самого себя (самосозидание).
Социальный аспект сознания заключается в том, что оно высту­
пает в качестве способности к такой переработке знания, которая обе­
спечивает направленную передачу информации от одного лица к дру­
гому в виде абстрактных символов речи (языка) как главного средства
межличностной коммуникации.
Сознание наиболее сильно зависит от функций речевого полу­
шария (обычно левого). При поражении левого полушария сознание
утрачивается раньше и восстанавливается хуже, чем при поражении
правого («асимметрия сознания»).
Можно выделить ряд свойств сознания.
1. Ясность — способность четко выделять объекты внешнего мира,
их взаимосвязь, запечатлевать новое и воспроизводить имеющийся за­
пас знаний, осуществлять целенаправленную деятельность.
2. Объем — количество связей, возникающих в сознании в данной
конкретной ситуации.
3. Содержание — характер ассоциаций, являющийся результатом
отражения объективной реальности и взаимосвязи с прошлым опытом.
4. Непрерывность — способность осознавать связи между про­
шлым, настоящим и будущим.
По А.Р. Леонтьеву, сознание отличается от более низко организо­
ванных форм психической деятельности выделением своего собствен­
ного «я» из окружающего мира. Сознанию человека присущи такие
стороны, как самосознание, самоанализ, самоконтроль. А они форми­
руются, лишь когда человек выделяет себя из окружающей среды. Само­
сознание — важнейшее отличие психики человека от психики самых
развитых представителей животного мира и направлено на познание
человеком самого себя — самопознание.
Подсознание (синонимы: бессознательное, неосознанное) — это
в широком смысле все психические явления вне сферы сознания,
247
связанны­е с восприятием слабых, но мотивационно важных раздражи­
телей, которые не осознаются субъектом, но вызывают у него биоэлек­
трические, вегетативные и эмоциональные реакции, а также влияют
на поведение и психические функции. Под бессознательной деятель­
ностью понимают, с одной стороны, такие ее формы, когда человек
недостаточно осознает цель, задачи и последствия своей деятельности.
В осуществлении функций бессознательного ведущую роль играет
правое полушарие, способное осуществлять сложную когнитивную
деятельность, например правильно выбирать предмет, если его изобра­
жение или слово поступило в правое полушарие, анализировать от­
дельные предметы, но не способное их «назвать». Правое полушарие
может анализировать отдельные слова и даже «произносить» их, но не
в состоянии организовать их в предложения.
Сверхсознание, или интуиция, — научное и художественное твор­
чество, не контролируемое сознанием. Это создание нового из старых
элементов во внутреннем мире человека, трансформация и рекомбина­
ция следов памяти и создание из них новых комбинаций. Неосознанное
рекомбинирование ранее накопленного опыта происходит под влияни­
ем доминирующей потребности для поиска средств ее удовлетворения.
Отличие от подсознательного состоит в том, что сверхсознательное
создает никогда прежде не существовавшие знания. В отличие от сно­
видений оно не сводится к случайному рекомбинированию хранящих­
ся следов памяти.
Таким образом, сознание является результатом нейрофизиоло­
гических процессов, происходящих в определенных, но достаточно
обширных областях мозга (коре большого мозга, таламокортикальных
структурах, лимбической системе, ретикулярной формации ствола
мозга).
5.6.2. Этапы формирования сознания
Формирование сознания в онтогенезе обусловлено не только воз­
растными преобразованиями мозга и психофизиологических процессов,
протекающих в нем, особенно мышления, но и является результатом
воспитания и обучения. В развитии сознания от рождения ребенка
до зрелого возраста выделяется пять этапов (по Г.К. Ушакову):
1) до одного года — бодрствующее сознание;
2) от одного года до трех лет — предметное сознание;
3) от трех до девяти лет — индивидуальное сознание;
4) от девяти до 16 лет — коллективное сознание;
5) от 16 до 22 лет — рефлексивное, высшее социальное сознание.
248
Первый этап формирования сознания характеризуется появле­
нием выбора наиболее удовлетворяющих ситуаций. При этом наблю­
даются первые реакции на окружающую среду — первые элементы
сознания. Ребенок может оценивать наиболее приятную для него ситу­
ацию, например находиться на руках у матери или засыпать при пока­
чивании и др. В этом возрасте описаны своеобразные состояния сытого
бодрствования, при которых он не вступает в контакт с окружающими,
не реагирует на слова матери, хотя не спит и глаза у него открыты, ми­
мика ребенка выражает полное удовлетворение.
На втором этапе формирования сознания (предметное сознание)
главную роль играют непосредственные впечатления действительно­
сти. Сознание ребенка дополняется представлениями о предметах и
явле­ниях, объем этих представлений увеличивается с того периода,
когда ребенок начинает ходить, с появлением речи возникают обоб­
щения и отвлечения, элементы абстрагирования. На данном этапе
формирования сознания ребенок пока не улавливает взаимосвязь ре­
альных событий и предметов с прошлым и будущим, он живет только
в настоящем. На этом этапе он еще не выделяет себя из окружающей
среды, в его речи пока отсутствует местоимение «я», которое появля­
ется к третьему году жизни.
На третьем этапе формирования сознания (индивидуального)
появляются первые представления о пространстве и времени, что дела­
ет возможным выделение себя из окружающей среды, отделение себя
от других предметов действительности. Формируется способность
оценивать свое физическое «я» (соматопсихическое самосознание),
которая начинается с умения ребенка правильно идентифицировать
правую и левую стороны применительно к себе и окружающим (пятьшесть лет). Сознание собственного «я» в последующем развитии со­
вершенствуется и усложняется.
Для четвертого этапа формирования сознания (коллективного)
характерно появление более дифференцированных представлений
о предметах действительности, самом себе, простейших взаимоотно­
шениях в коллективе. В этом периоде становятся отчетливыми пред­
ставления об объектах пространства, о связи переживаемых в про­
шлом событий с настоящими. Обучение в старших классах школы
сопровождается участием подростков в общественных событиях и
появ­лением у них общественного, социального сознания. К 14—15
годам появляется способность оценивать свое психическое «я», раз­
вивается аутопсихическое самосознание. Полная идентичность, по­
стоянство своего «я» (самосознание) завершается к подростковому
возрасту.
249
На пятом этапе формирования сознания подросток приобрета­
ет новые качества, оно становится рефлексивным, на этом уровне
многообразные приобретенные знания оцениваются и соотносятся
с реальными событиями. Рефлексивное сознание обеспечивает пред­
видение не только всего хода развития событий, но и их последствий.
Зрелость сознания достигается к окончанию юношеского возраста, а
именно к 20—22 годам, по мере созревания всех основных психофи­
зиологических процессов и социального становления личности.
В юношеском возрасте (16—22 года) наблюдаются все варианты
нарушения сознания, характерные для зрелого организма.
5.7. ИНДИВИДУАЛЬНО-КОНСТИТУЦИОНАЛЬНЫЕ
ОСОБЕННОСТИ ПСИХИЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
5.7.1. Общие сведения
5.6.3. Нарушения сознания
Существуют следующие признаки нарушенного сознания:
„„ отрешенность от окружающего мира;
„„ дезориентировка;
„„ амнезия на период нарушенного сознания.
Под отрешенностью от окружающего мира следует понимать
утрату способности воспринимать происходящие события, анализиро­
вать, использовать прошлый опыт и делать соответствующие выводы,
а также нарушение анализа и синтеза происходящих событий.
Под дезориентировкой понимают нарушение ориентировки
в окружающем мире, во времени и по отношению к собственной лич­
ности.
Амнезия (потеря памяти) может быть тотальной, а может касать­
ся только определенных ситуаций, например больной не в состоянии
вспомнить реальные события, но помнит некоторые болезненные пере­
живания.
Нарушения сознания у детей, о которых можно судить по их по­
ведению, зависят от возрастного этапа формирования сознания.
Для детей в возрасте до трех лет наиболее характерно состояние
оглушенности, характеризующееся снижением активности всех психи­
ческих процессов. В таком состоянии ребенок заторможен, внимание
привлекается с трудом, он ни к чему не проявляет интереса, безразличен
к окружающим людям и предметам.
Для индивидуального периода формирования сознания наруше­
ния более разнообразны, однако преобладают состояния оглушенности.
Появляются кратковременные признаки сумеречного состояния со­
знания, автоматизированные движения и действия (жевание, чмоканье,
облизывание, перебирание пальцами и т.д.).
На этапе формирования коллективного сознания (9—16 лет) наи­
более характерны такие нарушения, как галлюцинации, иллюзии, аф­
фективные вспышки, приступы злобы, отчаяния, агрессивности.
250
Попытки связать отдельные свойства личности с физическими
особенностями человека известны еще с античных времен. Одна из пер­
вых типологических моделей была предложена Гиппократом, который
в зависимости от преобладания в организме человека одной из основных
жидкостей (слизи — «флегмы», крови — «сангвис», желтой желчи —
«холе» и черной желчи — «меланхоле») выделил четыре типа людей,
отличающихся предрасположенностью к определенным видам заболе­
ваний. Представления Гиппократа были развиты Клавдием Галеном,
в результате появилось понятие о темпераменте и его типах: флегматик,
сангвиник, холерик и меланхолик. Эти типологии широко использо­
вались в медицине, физиологии, психологии.
Темпераментом называют врожденные индивидуальные психо­
физиологические особенности человека — степень уравновешенности
и эмоциональной подвижности.
Психологи считают, что в чистом виде каждый тип темперамента
встречается редко. Большинство людей соединяют в себе четыре разных
типа, но какой-то из них превалирует.
Флегматика отличает сильная нервная система, преобладание
процесса торможения над возбуждением; низкая подвижность нервной
системы. Новые формы поведения у флегматиков формируются мед­
ленно, но являются стойкими. Как правило, флегматик редко выходит
из себя, ровен и спокоен в общении. Обычно это вдумчивые, миролю­
бивые, старательные люди. Флегматики предпочитают работать неза­
висимо, не в группе, неразговорчивы, в работе спокойны, не отвлекают­
ся, любят порядок, надежны и добросовестны. Особенно выигрывают
достоинства флегматика на стадии проектирования и подготовительной
работы, поскольку он ее хорошо планирует. Для флегматика характер­
на самая длинная фаза врабатываемости. На уровень своей наивысшей
работоспособности он выходит позже всех, соответственно дольше всех
оказывается работоспособным, так как фаза утомления у него наступа­
ет позже всех.
251
Сангвиник обладает средней по силе нервной системой, высокой
ее подвижностью, уравновешенностью нервных процессов. Он быст­
ро приспосабливается к новым условиям, сходится с людьми, общите­
лен. У сангвиника богатая и выразительная мимика, чувства легко
возникают и сменяются. Человеку с преобладанием сангвинического
темперамента свойственны открытость и доступность, а в некоторых
ситуациях хорошие организаторские качества. Однако их подвижность
может приводить к снижению работоспособности, поспешности в суж­
дениях и поступках.
Холерика отличает сильная нервная система, преобладание про­
цессов возбуждения над процессами торможения, высокая подвижность
нервной системы. Действия холерика обычно порывисты, он отлича­
ется повышенной возбудимостью, большой эмоциональностью. Холе­
рический темперамент проявляется в инициативности, энергичности,
активности. Людям с таким типом свойственна импульсивность, а
в некоторых случаях несдержанность, нетерпеливость, раздражитель­
ность. Холерики способны отдаваться делу со страстностью, но склон­
ны к бурным эмоциональным вспышкам. Для холерика характерна
нервная, импульсивная кривая работоспособности.
Меланхолики имеют слабый тип нервной системы, среднюю под­
вижность и неуравновешенность нервной системы. Людей с меланхо­
лическим типом темперамента отличает повышенная чувствительность,
сдержанность и обстоятельность. Проявление эмоций едва заметно. Это,
как правило, малообщительные, тревожные люди. Меланхолики точ­
но, аккуратно выполняют работу, хорошо ее планируют. Они сильнее
мотивированы на выполнение более простых операций, меньше устают
и раздражаются от повторений.
Научное объяснение темперамента с позиции взаимоотношения
нервных процессов было дано в классификации типов высшей нервной
деятельности И.П. Павлова.
5.7.2. Классификация типов высшей нервной деятельности
Индивидуальные особенности поведения человека, его убеждения,
взгляды, привычки складываются постепенно, в течение всей жизни.
Физиологическая основа этих особенностей — сложные системы услов­
ных рефлексов, образование которых зависит от окружающей среды
(семья, школа, социальный строй, практическая и общественно-исто­
рическая деятельность человека) и наследственных свойств ВНД ин­
дивидуума. Свойства ВНД — сила нервных процессов (возбуждения и
торможения), их уравновешенность (баланс) и подвижность.
252
Наиболее важное из этих свойств — сила нервных процессов,
которая характеризуется способностью нейронов выдерживать дли­
тельное возбуждение без перехода в состояние запредельного тормо­
жения при действии сильного раздражителя. Например, шум самолета,
не являясь сильным раздражителем для находящихся в нем взрослых
пассажиров, вызывает запредельное торможение у маленьких детей,
имеющих слабые нервные процессы. Способность выполнять длитель­
ную малоинтересную работу или кратковременную, но большой мощ­
ности, является косвенным признаком хорошей работоспособности
нейронов.
Показателем силы нервных процессов является «закон силы»,
который сформулировал И.П. Павлов. Согласно этому закону интенсив­
ность условного рефлекса возрастает с увеличением силы условного
раздражителя. Данная зависимость четко проявляется у индивидуумов,
обладающих сильными нервными процессами, тогда как у людей со сла­
быми нервными клетками «закон силы» нарушается: ответная реакция
на условный раздражитель, интенсивность которого повышается, либо
не изменяется, либо ослабляется (парадоксальный ответ).
Другим показателем силы нервных процессов является сопро­­
тивляемость к тормозящему действию посторонних раздражителей.
Со­гласно перечисленным показателям всех людей можно разделить
на два типа:
1) сильный;
2) слабый.
Баланс между процессами возбуждения и торможения также
лежит в основе классификации типов ВНД. Эти процессы могут быть
уравновешены, но могут и преобладать один над другим. У лиц со сла­
бым типом нервной системы легко развивается охранительное запре­
дельное торможение, поэтому у них невозможно рассмотреть свойство
уравновешенности процессов. У людей с сильным типом нервной си­
стемы могут быть уравновешенные и неуравновешенные процессы
возбуждения и торможения. Критерием уравновешенности нервных
процессов являются следующие показатели:
„„ интенсивность ориентировочной реакции;
„„ скорость угасания ориентировочной реакции при многократном
ее возникновении;
„„ скорость образования положительных и отрицательных услов­
ных рефлексов;
„„ скорость угасания условного рефлекса при его неподкреплении.
У лиц с преобладанием процесса возбуждения интенсивность
ориентировочной реакции очень высокая, а скорость угасания — низкая.
253
У таких людей сравнительно быстро вырабатываются положительные
условные рефлексы, но зато затруднено формирование всех типов
внутрен­него условного торможения, особенно дифференцировки.
У людей с уравновешенными процессами возбуждения и тор­мо­
же­ния как положительные, так и отрицательные рефлексы вырабаты­
ва­ются сравнительно легко. Не возникает особых затруднений и при
переделке рефлексов из возбудительного в тормозной и, наоборот,
из тормозного в возбудительный.
Подвижность нервной системы зависит от того, насколько быстро
происходят взаимопереходы процессов возбуждения и торможения.
Критериями подвижности являются эффективность выполнения ра­
боты скоростного характера, а также быстрота, четкость и точность
в выполнении при переходе от одного рода занятий к другому.
Таким образом, перечисленные свойства нервной системы лежат
в основе разделения всех людей на отдельные типы. Выделяют четыре
типа ВНД.
1. Сильный неуравновешенный (безудержный), характеризую­
щийся сильными нервными процессами и преобладанием возбуждения
над торможением (их неуравновешенностью).
2. Сильный уравновешенный подвижный (лабильный), отличаю­
щийся высокой подвижностью нервных процессов, их силой и уравно­
вешенностью.
3. Сильный уравновешенный инертный, имеющий при значитель­
ной силе нервных процессов их низкую подвижность.
254
Рис. 5.3. Схема типов ВНД, по И.П. Павлову
Аналогичную классификацию типов ВНД детского организма
создал Н.И. Красногорский.
I тип характеризуется достаточной силой нервных процессов,
нормальной возбудимостью, идеальным балансом между возбуждени­
ем и торможением и способностью к их быстрым взаимопереходам.
Соответственно этот тип назван сильным, оптимально возбудимым,
уравновешенным, быстрым (подвижным).
Дети с таким типом ВНД отличаются быстрым образованием ус­
ловных рефлексов и их легким угасанием при неподкреплении. Они
без труда переключаются с одного занятия на другое и выполняют их
с равным удовольствием, способны к тонким дифференцировкам, лег­
ко обучаются музыке, иностранному языку. Такие дети, как правило,
отличаются хорошим поведением и легко воспитуемы. Речевые реф­
лексы у них развиваются быстро, словарный запас богатый, речь сопро­
вождается жестикуляцией.
II тип — сильный, оптимально возбудимый, уравновешенный,
медленный. У таких детей легко образуются прочные условные рефлек­
сы, которые могут быстро угасать и снова образовываться. Беспрепят­
ственно вырабатываются все виды внутреннего торможения. Дети
дисциплинированны, с отличным поведением, они хорошо овладевают
всевозможными навыками. Речь правильная, с достаточно большим
словарным запасом; жестикуляция при разговоре отсутствует. Для этих
детей характерно активное отношение к трудностям: с большим подъ­
емом они берутся за выполнение сложных поручений и доводят их
до конца. От предыдущего типа их отличает некоторая медлительность
и увеличение времени рефлекса.
III тип именуется сильным, повышенно возбудимым, неуравнове­
шенным (безудержным). У этих детей деятельность подкорки преоб­
ладает над деятельностью коры больших полушарий, отсюда и неумение
управлять своими эмоциями, вспыльчивость. Короткие взрывы необо­
снованных возбуждений сопровождаются у них двигательным эффек­
том. Условные рефлексы образуются сравнительно медленно. Отрица­
тельные условные рефлексы из-за недостаточной силы тормозных
процессов формируются с трудом и неустойчивы. Учатся такие дети
неровно, часто удовлетворительно. Словарный запас у них богат, но
речь неровная, быстрая, с колеблющимися интонациями. Начало фра­
зы, как правило, бывает бойким, но постепенно накал снижается и речь
заканчивается тихо.
IV тип — слабый, пониженно возбудимый. Он характеризуется
слабостью возбудительных процессов в коре и в подкорковой обла­
сти. У таких детей деятельность первой и второй сигнальных систем
255
протекает на более низком уровне, чем у детей с другими типами ВНД.
Условные рефлексы образуются медленно, они неустойчивы и легко
поддаются внешнему торможению. Дети не переносят длительного
действия раздражителей, быстро утомляются и впадают в застойное
запредельное торможение. Речь тихая, медленная, словарный запас
небольшой. Незначительные перегрузки нередко приводят к развитию
утомления. Запредельное торможение развивается обычно в конце
учебной недели, в конце четверти или учебного года.
Между типами нервной системы и характером поведения, считал
И.П. Павлов, не может быть простого соответствия, так как поведение —
это «сплав» из наследуемых черт и приобретений, обусловленных
внешней средой. Свойства нервной системы не определяют никаких
форм поведения, но образуют почву, на которой легче формируются
одни формы поведения и сложнее — другие, поэтому трудно дать прак­
тическую оценку каждого из типов ВНД.
Типы ВНД определяются врожденными свойствами, но в процес­
се развития наследственные особенности нервной системы существен­
но преобразуются под влиянием окружающей среды, что связывают
с пластичностью нервной системы. Свойства нервных процессов могут
изменяться при тренировке. Например, у детей с неуравновешенными
нервными процессами их уравновешивания можно добиться воспита­
нием. Детям со слабым типом нужно оказывать особое внимание, по­
скольку у них может произойти так называемый срыв ВНД из-за дли­
тельного перенапряжения тормозного процесса.
Изучение типологических особенностей ВНД необходимо с целью
индивидуального подхода в обучении и воспитании детей.
Одинаковые педагогические подходы к учащимся с различными
типами нервной деятельности не будут адекватными для всех. Так, дети
с сильным типом нервной системы легче справляются с учебным мате­
риалом, чем дети со слабым типом. Ученики с инертным типом будут
дольше выполнять задания, а ребенок с преобладанием процессов воз­
буждения и их высокой подвижностью всегда будет непоседливым.
Учителю необходимо понимать, что детей с плохими типами ВНД
нет, и поэтому он может и должен помочь ученику развить необходи­
мые для успешного обучения качества нервных процессов, которые
будут способствовать воспитанию здоровой в психическом и физио­
логическом плане личности. Так, ученику со слабой нервной системой
увеличивать объем работы нужно постепенно, тем самым работоспособ­
ность его нервных клеток повысится; медлительного ученика можно
призвать ускорить выполнение заданий; школьнику с безудержным
типом помочь тренировать внутреннее торможение и т.д.
256
При всяком типе ВНД возможно возникновение неврозов. Силь­
ный тип может этому противостоять, у слабых в большинстве случаев
невротические реакции развиваются легче. Поэтому следует бережно и
тактично относиться к любому ребенку, учитывая его индивидуальность.
5.7.3. Типологические особенности ВНД детей
в зависимости от соотношения первой и второй
сигнальных систем
В связи с наличием у человека второй сигнальной системы и мыс­
лительной творческой деятельности И.П. Павлов предложил выделять
следующие типы ВНД на основе двух сигнальных систем:
„„ мыслительный;
„„ художественный;
„„ смешанный.
Для людей художественного типа характерно преобладание
конкрет­ного чувственно-образного мышления, основанного на дея­
тельности более развитой первой сигнальной системы действитель­
ности. Эти люди более склонны к синтезу. Представителями людей
с ярко выраженным художественным типом ВНД И.П. Павлов считал
Л.Н. Толстого, И.Е. Репина и других.
У людей мыслительного типа преобладает вторая сигнальная сис­
тема. Такие люди более склонны к аналитическому, абстрактному, от­
влеченному мышлению. К этому типу ВНД И.П. Павлов относил не­
мецкого философа Гегеля, английского ученого Ч. Дарвина и других.
У людей со смешанным типом в равной степени развиты первая и
вторая сигнальные системы. Люди этого типа склонны как к абстракт­
ному, так и к чувственно-образному мышлению. К этой категории
из числа выдающихся деятелей науки и искусства И.П. Павлов относил
Леонардо да Винчи — гениального художника и математика, анатома и
физиолога, немецкого поэта и философа Гёте, создателя периодической
системы элементов Д.И. Менделеева и других.
Таким образом, у взрослых людей в зависимости от соотношения
в деятельности первой и второй сигнальных систем выделяют три типа
ВНД.
Специальные исследования, проведенные в лаборатории А.Г. Ива­
нова-Смоленского, показали, что аналогичные типы ВНД есть и у детей.
Классификация ВНД детей, построенная с учетом функционирования
сигнальных систем, содержит четыре типа: А, Б, В, Г. В основе класси­
фикации лежит способность нервных процессов у детей к взаимопере­
ходам от одной сигнальной системы к другой.
257
На рисунке 5.4 представлена схема соотношения типов взаимо­
действия сигнальных систем взрослого (по И.П. Павлову) и ребенка
(по А.Г. Иванову-Смоленскому).
Тип В отличается затрудненным переходом из первой во вторую
сигнальную систему. Детям этого типа, имеющим в руках красивые
кубики, палочки и т.д., трудно перейти к математическим манипуляци­
ям с ними, поскольку у них преобладает чувственно-образное мышление
над абстрактным. На основе типа В, как правило, развивается взрослый
художественный тип.
Тип Г характеризуется затрудненным переходом из второй сиг­
нальной системы (развитой сильнее) в первую. Такой ребенок, успеш­
но справляясь с пересказом сюжета показанной ему картины, будет
испытывать значительные затруднения при обратной задаче: необхо­
димости представить, изобразить то, что было передано ему в словесной
форме. Дети этого типа имеют развитое абстрактное мышление, они
являются прототипом взрослого мыслительного типа.
Классификация вариантов психической деятельности людей была
разработана швейцарским психиатром, психологом, основоположником
позитивной психологии К.Г. Юнгом.
5.7.4. Классификация психологических типов
Рис. 5.4. Соотношение типов взаимодействия сигнальных систем
взрослого (по И.П. Павлову) и ребенка (по А.Г. Иванову-Смоленскому)
— первая сигнальная система;
— вторая; → — переход процесса
из одной сигнальной системы в другую; + — легкий переход
процессов; – — затрудненный переход процессов
Типы А и Б характеризуются одинаковой степенью развития первой
и второй сигнальных систем. В дальнейшем эти типы станут основой
для развития смешанного типа ВНД взрослого. Однако в детском пери­
оде типы А и Б отличаются друг от друга тем, что у детей типа А переход
нервных процессов из одной сигнальной системы в другую легко осу­
ществляется, тогда как у детей группы Б он затруднен (см. рис. 5.4).
Ребенок типа А от предметного, конкретного мышления без труда
переходит к абстрактному, и наоборот. Любуясь показанной ему яркой
картиной, он быстро переключается на устное изложение того, что
на ней изображено. Рассматривая эту же картину, ребенок с ВНД типа
Б не сразу перейдет от созерцания к изложению ее содержания.
258
Швейцарский психиатр Юнг (1875—1961), основоположник од­
ного из направлений глубинной психологии, классифицировал устой­
чивые, возможно, врожденные различия в поведении, способностях
людей, склонностях к заболеваниям, особенностях внешности. Учи­
тывая эти особенности, он описал восемь психологических типов лич­
ности. Юнг увидел, что одни люди лучше обрабатывают логическую
информацию (рассуждения, умозаключения, доказательства), а дру­
гие — эмоциональную (человеческие отношения, чувства). Одни обла­
дают более развитой интуицией (предчувствие, ощущение времени,
восприятие в целом, схватывание идей на лету), другие — более раз­
витыми ощущениями (восприятие внешних и внутренних сенсорных
раздражителей). В результате Юнг выделил следующие типы:
„„ мыслительный;
„„ чувствующий (эмоциональный);
„„ интуитивный;
„„ ощущающий (сенсорный).
Каждый из них может быть экстравертом (направленным на внеш­
ний мир и окружающих) или интровертом (направленным на свой мир,
себя, свои интересы).
В зависимости от характера ведущей психической функции
К.Г. Юнг различал два класса типов:
1) рациональные;
2) иррациональные.
259
К первым принадлежат мыслительный и эмоциональный типы;
ко вторым — интуитивный и сенсорный. Каждый из этих типов имеет
по две разновидности: мыслительный и эмоциональный типы — сенсор­
ную, или интуитивную, ориентацию; сенсорный и интуитивный — эмо­
циональную, или мыслительную.
Таким образом, Юнг выделил 16 типов. Люди в каждой группе
объединялись по признаку некой общности психических характеристик,
что позволило отнести их к характерному типу, обладающему устойчи­
вым набором свойств.
Представители мыслительных типов действуют под контролем
разума, логического расчета, осмысленных мотивов. Для чувствующих
типов основным мотивом деятельности и восприятия являются чувства
и эмоции. Общий признак этих двух типов — рациональность.
Ощущающие типы ориентируются на реальные события и дей­
ствия. Они обращают большее внимание на объективные факты, хоро­
шо приспосабливаются к действительным событиям. Интуитивные
типы обладают неким «шестым» чувством. В объектах и явлениях они
видят некий скрытый смысл, идею; они склонны к предсказанию буду­
щих событий; живут больше будущим и прошлым, чем настоящим.
Общим признаком этих двух типов является иррациональность, т.е.
опора не на разум, а на восприятие.
Каждая из психических функций может проявляться либо интровертированным, либо экстравертированным образом. Интроверт кон­
сервативен, предпочитает привычную домашнюю обстановку, близкие
отношения только с ограниченным числом людей. Поступки его не за­
висят напрямую от внешних воздействий, они определяются в первую
очередь его собственной внутренней установкой.
У людей с экстравертированной установкой интерес направлен
на внешний мир, внешняя реальность изначально оказывается более
важной и воспринимается непосредственно, она — источник помощи
или объект внимания. Они чаще производят впечатление активных,
деятельных, иногда экспансивных людей. При этом внешний мир ока­
зывает на поступки экстраверта более сильное воздействие, чем на ин­
троверта. Например, это может выражаться в том, что требования
конкретной общественной среды очень часто оказываются для экстра­
верта важнее, чем общечеловеческие нормы. Каковы бы ни были эти
требования, экстраверт может следовать им с одинаковым психологи­
ческим комфортом.
В СССР типология Юнга получила известность и развитие благо­
даря работам Аушры Аугустинавичюте. В ее типологии названия не­
которых психических функций изменены: ощущение — на сенсорику,
260
мышление — на логику, чувство — на этику. Аугустинавичюте исполь­
зовала также шкалу: «рациональность — иррациональность». К рацио­
нальному полюсу этой шкалы были отнесены функции логики и этики,
к иррациональному полюсу — функции сенсорики и интуиции. С ир­
рациональными функциями связано целостное восприятие и обработ­
ка информации, синтетический стиль мышления, с рациональными
функциями — дискретное, поэлементное восприятие и обработка ин­
формации, аналитический стиль мышления.
У любого человека присутствуют все психические функции, одна­
ко развиты они не одинаково. Более выраженная функция является
ведущей, доминирующей, остальные остаются подчиненными, а одна
из функций оказывается наименее развитой. Ведущая и подчиненная
функции относятся к разным полюсам одной психологической шкалы.
Например, если ведущая функция — логика, то подчиненная — этика,
и наоборот. Соответственно, если человек по ведущей функции логик,
то этика у него развита слабо. Если он сенсорик, то интуитивный путь
познания для него не выражен.
В типологии А. Аугустинавичюте четыре шкалы психических
функций:
1) рациональность — иррациональность;
2) логика — этика;
3) интуиция — сенсорика;
4) экстраверсия — интроверсия, которые в различных сочетаниях
образуют 16 типов.
Структуру того или иного психологического типа принято запи­
сывать в виде формулы, состоящей из буквенных обозначений ведущих
психических функций. Например, этико-сенсорный интроверт имеет
сильную этику и сенсорику, он интроверт, является типом рациональ­
ным.
Аугустинавичюте назвала модифицированную типологию К. Юнга
соционикой, считая, что каждый из типов имеет склонность к опреде­
ленному виду деятельности, выполняет в обществе определенную со­
циальную роль, что следует учитывать в профориентационной работе.
ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ
1. Дайте определения понятий «ощущение» и «восприятие».
2. Охарактеризуйте свойства ощущений и восприятия.
3. Каков физиологический механизм возникновения ощущений и воспри­
ятия?
4. Дайте определение понятия «внимание», охарактеризуйте его виды.
261
5. Каковы свойства внимания?
6. Расскажите о развитии внимания в онтогенезе.
7. Каковы возрастные особенности свойств внимания?
8. Охарактеризуйте расстройства внимания.
9. Подберите в литературе тесты для оценки внимания и определите уровень
своего произвольного внимания.
10. Расскажите о памяти, ее компонентах, видах и формах.
11. Расскажите о теории памяти.
12. Каковы механизмы формирования памяти?
13. Сформулируйте возрастные особенности памяти. Каковы формы ее на­
рушения?
14. Подберите в литературе тесты для оценки различных видов памяти и
определите собственный вид памяти.
15. Подготовьте реферат на тему «Развитие внимания и памяти у детей».
16. Дайте определение понятия «эмоции» и приведите их классификацию.
17. Приведите теории формирования эмоций и расскажите об их структурнофункциональных основах.
18. Каково значение положительных и отрицательных эмоций для здоровья?
19. Каковы возрастные особенности эмоций и формы изменения эмоциональ­
ного состояния.
20. Подготовьте реферат на тему «Способы регуляции эмоционального со­
стояния в зависимости от возраста».
21. Каковы физиологические основы мышления?
22. Как происходят процессы его формирования у детей?
23. Каковы основные формы мышления и связь мышления и функциональ­
ной асимметрии мозга?
24. Каковы основные формы нарушений мышления и особенности мышления?
25. Дайте определение понятия «сознание» и опишите его психофизиологи­
ческие механизмы.
26. Опишите структуру сознания, его основные компоненты и свойства.
27. Расскажите о подсознании и сверхсознании.
28. Каковы этапы формирования сознания в онтогенезе?
29. Расскажите о формах нарушения сознания в различные возрастные пе­
риоды.
30. Дайте определение понятия «темперамент», расскажите о видах темпера­
ментов.
31. Дайте характеристику типов ВНД, приведите классификацию типов ВНД,
по И.П. Павлову и Н.И. Красногорскому.
32. Дайте определение типологических особенностей ВНД в зависимости
от соотношения первой и второй сигнальных систем.
33. Приведите классификацию психологических типов по К. Юнгу.
34. Приведите соционическую классификацию личности по А. Аугустинави­
чюте.
35. Охарактеризуйте свой тип темперамента, ВНД, психотип, социотип, ис­
пользуя все вышеописанные классификации.
262
ГЛАВА 6
РАЗВИТИЕ ЭНДОКРИННОЙ
СИСТЕМЫ ЧЕЛОВЕКА
6.1. ПОНЯТИЕ ОБ ЭНДОКРИННОЙ СИСТЕМЕ
Эндокринная система представлена железами внутренней секре­
ции (эндокринными железами), в которых образуются биологически
активные вещества — гормоны (греч. hormao — возбуждать), выделяю­
щиеся непосредственно в кровь (во внутреннюю среду). К железам
внутренней секреции относятся:
„„ гипоталамус;
„„ гипофиз;
„„ эпифиз;
„„ щитовидная, вилочковая, околощитовидные железы;
„„ надпочечники.
Существуют также железы смешанной секреции, осуществляю­
щие внешнюю и внутреннюю секрецию: поджелудочная железа и по­
ловые железы (семенники у мужчин и яичники у женщин). В железах
смешанной секреции часть клеток выполняет внешнесекреторную
функцию, другая часть — внутрисекреторную. Так, часть клеток под­
желудочной железы вырабатывает гормоны инсулин и глюкагон, дру­
гие — поджелудочный сок. Половые железы вырабатывают не только
половые гормоны, но и половые клетки (яйцеклетки и сперматозоиды).
Кроме того, гормональные вещества образуются в желудке, две­
надцатиперстной кишке, почках, сердце и т.д. В слизистой оболочке
пилорического отдела желудка (место перехода желудка в двенадцати­
перстную кишку) образуется гормон гастрин, стимулирующий секре­
цию желудочного сока. В слизистой двенадцатиперстной кишки вы­
рабатывается гормональное вещество секретин, которое активизирует
функцию поджелудочной железы. Из экстрактов секретина образуется
гормон холецистокинин, стимулирующий моторную активность желч­
ного пузыря. В слизистой двенадцатиперстной кишки образуется также
энтерогастрон, оказывающий тормозное влияние на секретную и мо­
торную активность желудка. Почки выделяют гормон ренин, который
способствует превращению белка плазмы крови ангиотензиногена
в ангиотензин. Последний вызывает сужение кровеносных сосудов и
263
повышение кровяного давления. В предсердиях сердца образуется нат­
рийуретический гормон, стимулирующий выделение натрия почками.
На рисунке 6.1 представлены эндокринные железы человека и
вырабатываемые ими гормоны.
Гипоталамус
Важнейшая роль в регуляции активности всех желез внутренней
секреции принадлежит гипоталамо-гипофизарной системе.
Гипоталамус в зависимости от внешних воздействий и состояния
внутренней среды, во-первых, координирует все вегетативные процес­
сы организма, выполняя функции высшего вегетативного нервного
центра; во-вторых, через гипофиз регулирует деятельность эндокрин­
ных желез. Синтезированные в гипофизе гормоны поступают в соот­
ветствующие ткани и органы и изменяют их функциональную актив­
ность. Так осуществляется взаимосвязь нервной и эндокринной систем
(нервного и гуморального механизмов регуляции).
Вся полнота и тонкость приспособления организма к окружающей
среде происходит при тесном взаимодействии нервных и гуморальных
механизмов регуляции функции.
6.2. ОБЩИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ РАЗВИТИЯ
ЭНДОКРИННЫХ ЖЕЛЕЗ
Рис. 6.1. Эндокринные железы человека и вырабатываемые ими
гормоны
Гормоны принимают участие в регуляции роста и развития орга­
низма, обмена веществ и энергии, в координации всех физиологических
функций организма. Они также участвуют в механизмах передачи на­
следственной информации и определении периодичности некоторых
физиологических процессов организма — биологических ритмах (на­
пример, половые циклы у женщин).
264
Каждый период индивидуального развития характеризуется опре­
деленными особенностями приспособления (адаптации) организма
к среде, которые обеспечиваются нейрогуморальными механизмами.
В становлении эндокринных и нейроэндокринных взаимодей­
ствий наблюдается определенная последовательность: после закладки
и клеточной дифференцировки органов эндокринной системы начина­
ется синтез и секреция гормонов, затем формируются гормональные
взаимодействия между эндокринными железами и, наконец, устанав­
ливаются нейроэндокринные связи.
Пока нет возможности создать целостную картину возрастного
развития эндокринной системы организма, так как в онтогенезе гормо­
нальная регуляция жизненных процессов изменяется в зависимости
от многих факторов. Тем не менее установлено, что с возрастом изме­
няются:
1) уровень и качество секреции самих желез;
2) взаимосвязи между отдельными железами внутренней секреции;
3) нервная регуляция деятельности эндокринных желез, что вли­
яет на уровень их функциональной активности;
4) восприимчивость тканей к действию гормонов.
Общими закономерностями онтогенеза эндокринной системы
являются первоначальное прогрессивное развитие желез, их становле­
ние и развитие в эмбриогенезе и ранней молодости, более или менее
длительное сохранение максимальной функциональной активности
265
в молодом (иногда в зрелом) возрасте и, наконец, выраженная в разной
степени их старческая регрессия.
Железы внутренней секреции развиваются гетерохронно. Большая
часть гормонов начинает синтезироваться на втором месяце внутриут­
робного развития. Начало секреции гормонов периферическими эндо­
кринными железами не зависит от гормонов гипофиза. С появлением
в эндокринных железах рецепторов к гормонам гипофиза между ними
формируются прямые и обратные связи, окончательное становление
которых происходит после рождения.
В системе желез внутренней секреции имеются железы (эпифиз,
тимус, инсулярный аппарат поджелудочной железы, зародышевая и
глюкокортикоидная зоны коры надпочечников), достигающие макси­
мального развития уже в очень раннем онтогенезе. Ряд желез внутрен­
ней секреции (щитовидная и паращитовидные железы) достигают
наибольшего развития в поздней молодости и ранней зрелости. В этот
же период достигают наибольшей функциональной активности адено­
гипофиз (передняя доля) и нейрогипофиз (задняя доля). Позднее всех
желез внутренней секреции развиваются гонады (половые железы).
В раннем детстве задержана только секреция гонад и повышена
активность желез анаболического влияния (гипофиза, щитовидной,
поджелудочной). Период ранней молодости характерен высокой актив­
ностью преобладающей части эндокринных желез. Периоды поздней
молодости и ранней зрелости характеризуются максимальным функ­
циональным расцветом эндокринной регуляции организма. В этот пе­
риод лучше всего сбалансирована секреция как анаболических гормонов
(инсулина, соматотропного и полового), так и катаболических гормонов
(кортикостероидов, гормонов щитовидной и паращитовидной желез).
6.3. РАЗВИТИЕ ГИПОТАЛАМУСА И ГИПОФИЗА
6.3.1. Общие сведения
Гипоталамус является связующим звеном между центральной
нервной и эндокринной системами и играет важную роль в вегетативной
и нейрогуморальной регуляции. В гипоталамусе вырабатываются ней­
росекреторные гормоны — рилизинг-факторы, регулирующие деятель­
ность передней доли гипофиза (либерины — стимулируют, а статины
тормозят секрецию). В супраоптических и паравентрикулярных ядрах
гипоталамуса образуются нейрогипофизарные гормоны — вазопрессин
и окситоцин, поступающие в заднюю долю гипофиза.
266
Гипоталамус и гипофиз формируются на втором месяце эмбрио­
нального развития. У новорожденного имеются все ядра гипоталамуса,
но развитие их продолжается до четырех — семи лет. Связи гипотала­
муса с гипофизом в первые три месяца беременности не функциониру­
ют. Чувствительность к рилизинг-факторам появляется с 20-й недели
жизни плода. Секреция гормонов в гипофизе начинается в зародышевом
периоде развития организма.
6.3.2. Функциональное развитие гипофиза
Аденогипофиз
Соматотропный гормон (далее — СТГ). В гипофизе у эмбрионов
человека СТГ появляется на седьмой — девятой неделе и достигает
максиму­ма к 30—34-й неделе. В это время концентрация СТГ при­мерно
в 20 раз больше, чем у взрослых. Рецепторы для СТГ в тканях плода
не активны, основная его роль заключается в мобилизации жиров при не­
достаточном поступлении углеводов. У новорожденных и детей с одного
года в крови отмечается высокая концентрация СТГ, которая с возрастом
снижается, иногда отмечается юношеский подъем. СТГ обусловливает
рост костей в длину, ускоряет процессы обмена веществ, что приводит
к усилению ростовых процессов, увеличению массы тела.
Недостаток этого гормона проявляется в малорослости (ниже
1,3 м), задержке полового развития, пропорции тела при этом сохраня­
ются. Психическое развитие гипофизарных карликов обычно не на­
рушено. Избыток СТГ в детском возрасте ведет к гигантизму. В лите­
ратуре описаны гиганты, имевшие рост 2,83 м и даже более (3,2 м).
Гиганты характеризуются длинными конечностями, недостаточностью
половых функций, пониженной физической выносливостью. Избыточ­
ное выделение гормона после полового созревания ведет к акромегалии:
увеличиваются кисти и стопы, кости лицевой части черепа; усиленно
растут нос, губы, язык, подбородок, уши; голосовые связки утолщаются,
от чего голос становится грубым; увеличивается объем сердца, печени,
ЖКТ. Часто признаки акромегалии наблюдаются при беременности
в связи с некоторым увеличением секреции СТГ.
Адренокортикотропный гормон, или адренокортикотропин
(далее — АКТГ). Синтез этого гормона начинается рано, с восьмой не­
дели жизни плода, и достигает заметной выраженности к 20—22-й
неделе внутриутробной жизни. В последние недели развития плода
че­ловека интенсивность синтеза АКТГ в гипофизе превосходит синтез
гормона гипофизом взрослого человека в 4—5 раз. Кроме того, АКТГ
оказывает влияние на деятельность коры надпочечников, которое
267
устанавли­вается со второй половины антенатального периода; АКТГ
матери через плаценту не проникает. Увеличение количества АКТГ
в крови вызывает гиперфункцию коры надпочечников, что приводит
к нарушению обмена веществ, увеличению количества сахара в крови.
Развивается болезнь (Иценко — Кушинга) с характерным ожирением
лица и туловища и избыточно растущими волосами; нередко при этом
у женщин растут борода и усы, увеличивается артериальное давление
(далее — АД), разрыхляется костная ткань, что ведет подчас к самопро­
извольным переломам костей.
Гонадотропины — фолликулостимулирующий (далее — ФСГ),
лютеинизирующий (далее — ЛГ), пролактин (далее — ПРЛ) — регули­
руют развитие половых желез и органов и имеют особое значение
в пери­од внутриутробного развития, когда на 16-й неделе наступает
дифференциация наружных половых органов. У плодов и в крови ново­
рожденного концентрация гонадотропинов высокая. В течение первого
года жизни она снижается и сохраняется на одном уровне до подрост­
кового возраста. В период полового созревания их концентрация в кро­
ви увеличивается (в большей степени у девочек, чем у мальчиков),
обеспечивая рост и развитие гонад, секрецию половых гормонов, фор­
мирование репродуктивной функции.
Тиреотропный гормон, или тиреотропин (далее — ТТГ), обес­
печивает нормальное функционирование щитовидной железы и ока­
зывает стимулирующее влияние уже со второй трети периода внут­
риутроб­ного развития. В отсутствии гипофиза у плода наблюдается
недоразвитие щитовидной железы. Однако стимулирующее влияние
ТТГ на функции щитовидной железы у плода выражено слабее, чем
у взрослых; ТТГ матери через плаценту не проникает. После рождения
содержание ТТГ в крови резко возрастает. Усиление его секреции свя­
зано с адаптацией новорожденного к новым условиям жизни. В тече­
ние нескольких дней после рождения содержание ТТГ в крови ребенка
существенно снижается, однако у ребенка уже в раннем детском возрас­
те обнаружен достаточно высокий уровень секреции и содержания ТТГ
в крови, мало меняющийся у 12-летних детей и взрослых (у детей от од­
ного месяца до 12 лет содержание ТТГ в плазме крови практически оди­
наково). В подростковом возрасте отмечается всплеск секреции гор­мона.
Нейрогипофиз
Окситоцин и вазопрессин (антидиуретический гормон, далее —
АДГ) синтезируются нейросекреторными клетками ядер гипотала­му­са
и накапливаются в нейрогипофизе (задней доле). Нейрогипофиз четы­
рехмесячного плода человека уже обладает хотя и низкой, но хорошо
268
выраженной антидиуретической активностью (снижение моче­отделе­
ния). Однако у новорожденных только в редких случаях удается выя­
вить АДГ в плазме крови. Антидиуретическая активность вазопрессина
в первые два-три месяца жизни низка из-за нечувствительности почек
к гормону. В последующем антидиуретическая активность быстро по­
вышается и к году приближается к уровню взрослых. К этому же пери­
оду завершается созревание клеток нейрогипофиза. Окситоцин оказы­
вает специфическое действие на матку и молочные железы (стимулируя
сокращение мускулатуры и секрецию молочных желез) только после
завершения периода полового созревания.
6.4. РАЗВИТИЕ ЭПИФИЗА
Эпифиз, или шишковидное тело, крупнее у детей и женщин, чем
у мужчин, и достигает своего максимального размера и активности
в раннем детстве (пять — семь лет). Именно к этому периоду относится
приписываемое его гормону — мелатонину — сдерживающее влияние
на развитие половых желез. Позднее эпифиз подвергается значительной
инволюции — появляется так называемый эпифизный песок. В возрас­
те 15—20 лет он занимает 0,35% площади ткани железы. Секреция
адреногломерулотропина — другого гормона шишковидной железы,
влияющего на надпочечники, в онтогенезе даже повышается (период
молодости и ранней зрелости). Это способствует улучшению регуляции
выделения натрия и калия с мочой в раннем детстве и особенно в юно­
шеском возрасте.
6.5. РАЗВИТИЕ ЩИТОВИДНОЙ ЖЕЛЕЗЫ
Щитовидная железа является одним из важнейших органов вну­
тренней секреции человека. Особенно велико ее значение для развива­
ющегося, растущего организма.
Гормоны щитовидной железы — тироксин и трийодтиронин — не­
обходимы уже в период внутриутробной жизни как основные источ­
ники регуляции обмена углеводов, жиров, белков, минеральных ве­
ществ и воды. Рост, развитие и дифференциацию тканей гормоны
щитовидной железы обеспечивают через поддержание равновесия
между процессами ассимиляции и диссимиляции. Особое значение они
имеют в развитии нервной ткани, поскольку обеспечивают транспорт
аминокислот в мозг, синтез белков мозговой ткани, дифференцировку
269
коры и других отделов мозга, развитие синапсов. Действие гормонов
на термогенез и метаболизм у плода выражено меньше, чем в постна­
тальном периоде, что связано с недостаточным созреванием клеточных
рецепторов в разных тканях.
Среди эндокринных расстройств заболевания щитовидной желе­
зы в детском возрасте встречаются не так уж редко. Избыточная функ­
ция (гиперфункция) щитовидной железы (тиреотоксикоз) нередко
сопровождается увеличением ее размеров (зоб), что вызывает повы­
шение обмена веществ, исхудание, тахикардию (учащение сердцебие­
ния), раздражительность, быстрое наступление утомления, расстрой­
ство сна, плаксивость, пучеглазие. Снижение функции (гипофункция)
щитовидной железы в раннем детском возрасте приводит к кретинизму
(задержке роста, нарушению пропорций тела, отставанию в психиче­
ском развитии, задержке полового созревания). При внутриутробной
недостаточности тиреоидных гормонов ребенок рождается неполно­
ценным в умственном отношении (врожденный кретинизм). При ги­
пофункции щитовидной железы у взрослого человека формируется
микседема — заболевание, характеризующееся снижением обмена ве­
ществ, замедлением частоты сердечных сокращений, слизистым отеком
подкожной клетчатки. При дефиците тиреоидных гормонов тормозит­
ся образование кортиколиберина и снижается резистентность организ­
ма к стрессовым факторам.
У новорожденного ребенка выявлена высокая тиреоидная актив­
ность (физиологический гипертиреоз), длящийся около недели. Вто­
рой подъем активности отмечается к трем годам, а третий — в 12—15 лет,
что, по-видимому, связано с более высокими потребностями организма
в энергии. Секреция тиреоидных гормонов, а соответственно и основной
обмен у детей раннего возраста выше, чем у взрослых, вследствие высоких
потребностей организма в энергии, необходимой для интенсивного роста.
С возрастом масса нормальной щитовидной железы увеличивает­
ся: у новорожденных она составляет 1 г, в 16—20 лет — 25 г, в 21 год и
старше — 39—47 г.
6.6. РАЗВИТИЕ ПАРАЩИТОВИДНЫХ ЖЕЛЕЗ
Паращитовидные железы у человеческого эмбриона появляются
на ранних стадиях развития (в 1,5 месяца). Они выделяют паратгормон,
играющий вместе с витамином D и гормоном щитовидной железы
кальцитонином важную роль в регуляции кальциево-фосфорного об­
мена, поддерживая определенный баланс между уровнем кальция и
270
фосфора в крови и содержанием их в костной ткани, что особо важно
для развивающегося детского организма. У плода активность парат­
гормона появляется после десятой, а кальцитонина — после 14-й не­
дели. Материнские паратгормон и кальцитонин через плаценту не про­
ходят.
У новорожденных уровень кальция и фосфора в крови несколько
снижен, что иногда приводит к возникновению приступов, которые
характеризуются посинением кожных покровов, тремором мышц, их
напряжением, цианозом, тетанией (явление дефицита паратгормона).
Это обусловлено как функциональной незрелостью паращитовидных
желез, так и низкой реабсорбцией кальция в почках.
Гипофункция околощитовидных желез приводит к возникнове­
нию спазмофилии (повышению нервно-мышечной возбудимости, су­
дорожному сокращению дыхательных и глоточных мышц, размягчению
костей и другим трофическим расстройствам).
Гиперфункция их вызывает избыточное и раннее окостенение, а
также повышение уровня кальция в крови. Возникновению гиперфунк­
ции способствует переизбыток витамина D.
Функция околощитовидных желез на протяжении детского и под­
росткового периодов в общем не меняется.
6.7. РАЗВИТИЕ ВИЛОЧКОВОЙ ЖЕЛЕЗЫ (ТИМУСА)
С начала 1960-х гг. началось активное изучение функций вилочковой железы. Было показано, что тимус выполняет иммунорегуля­
торные функции. Лимфоциты, образованные в костном мозгу и лим­
фоидных органах, с током крови поступают в тимус. Здесь, в тимусе,
они проходят «иммунологическое обучение». Окончив «курс наук», они
покидают вилочковую железу и расселяются по всей лимфоидной сис­
теме. Лимфоциты после своего образования живут в тимусе в среднем
три-четыре дня, их почти полный обмен происходит за четыре-шесть
дней.
Тимус вырабатывает различные гормоны. Одни гормоны (тимозин) активируют клеточный иммунитет, другие — воздействуют на син­
тез гуморальных антител. Гормоны тимуса также стимулируют развитие
костной ткани, угнетают активность половых желез вплоть до периода
полового созревания.
Тимус закладывается на шестой неделе внутриутробного развития.
При рождении вилочковая железа составляет 4,2% массы тела, у двух­
летнего ребенка — 2,2%, у взрослого — 0,3%. Максимальная масса железы
271
наблюдается к периоду полового созревания (11—15 лет). Затем желе­
за начинает уменьшаться вследствие перерождения ее в жировую и
соединительную ткань, и к 70 годам масса ее достигает 6 г.
Удаление вилочковой железы у молодых и взрослых животных
существенных последствий не имеет. В то же время тимэктомия, про­
веденная вскоре после рождения, вызывает у животных синдром ис­
тощения. Он выражается в нарушении развития лимфоидной ткани,
снижении иммунитета, отставании в физическом развитии.
У детей синдром истощения развивается при врожденной гипо­
плазии тимуса. У них нарушаются клеточные иммунные реакции, часто
возникают гнойничковые инфекции.
К началу пубертатного ускорения роста наступает инволюция
лимфатической ткани и вилочковой железы, и главную роль в этом
играют половые гормоны. Повышенные требования в пубертатном
периоде вначале приводят к активации и физиологическому истоще­
нию тимуса, после чего медленно и постепенно происходит его инво­
люция.
6.8. РАЗВИТИЕ ПОДЖЕЛУДОЧНОЙ ЖЕЛЕЗЫ
Поджелудочная железа относится к железам, сочетающим в себе
экзокринную и эндокринную функции. По данным различных авторов,
островки Лангерганса, отвечающие за эндокринную функцию, обнару­
живаются уже у 44-миллиметрового человеческого эмбриона. Интен­
сивное развитие поджелудочной железы во внутриутробной жизни
начинается с 6,5 месяцев и продолжается первый период жизни ребен­
ка. К концу первого года жизни масса поджелудочной железы превы­
шает таковую у новорожденного в 4 раза. Второй скачок в развитии
поджелудочной железы наблюдается в пяти-шестилетнем возрасте.
К 13—15 годам поджелудочная железа по массе и размерам не отлича­
ется от таковой у взрослого человека. Полного развития она достигает
к 25—40 годам.
Островковая ткань продуцирует два гормона — инсулин и глю­
кагон.
Инсулин в крови плода обнаруживается на 12-й неделе. В отли­
чие от взрослых, секреция инсулина слабо зависит от концентрации
глюкозы в крови плода. Глюкоза хорошо проходит через плаценту, по­
этому содержание ее в крови в значительной степени зависит от гоме­
остаза глюкозы в материнском организме. Секреция инсулина у плода
имеет большое значение для прироста массы тела. Это важный анабо­
272
лический гормон, способствующий синтезу белков и жиров в организ­
ме плода. Инсулин плода регулирует транспорт аминокислот через
клеточные мембраны. Гипергликемия в материнском организме (при са­
харном диабете) сопровождается увеличением содержания глюкозы
в крови плода, и, как правило, дети рождаются с избыточной массой
тела. Рецепторы к инсулину созревают в последние недели антенаталь­
ного и первые недели постнатального периода. Сначала они образуют­
ся в печени, затем — в мышцах. В первые дни после рождения секреция
инсулина снижена в связи с физиологической гипогликемией. Через
несколько дней содержание инсулина в крови возрастает, но регуляция
его секреции еще не совершенна. При нагрузке глюкозой выделение
инсулина у новорожденных увеличивается слабее и с большим латент­
ным периодом, чем у старших детей и взрослых. У детей отмечаются
индивидуальные особенности секреции инсулина. Так, при нагрузке
глюкозой может наблюдаться наряду с нормальным усилением секре­
цииинсулина как избыточная, так и недостаточная.
Глюкагон повышает уровень сахара в крови путем распада глико­
гена в печени и расщепления жиров, что способствует сохранению
энергетического гомеостаза при дефиците питательных веществ.
Между действием глюкагона и инсулина в обеспечении клеток глюко­
зой существует синергизм. Глюкагон активирует гликогенолиз (распад
гликогена), а инсулин обеспечивает использование полученной при
этом глюкозы, открывая «ворота» в клетку. Действие его особенно
важно для функционирования ЦНС.
Гипофункция инсулярного аппарата вызывает резкое нарушение
углеводного обмена — развитие сахарного диабета, приводящее к ис­
тощению, нарушению роста, отставанию в умственном развитии, не­
редко возникновению обменной катаракты (помутнению хрусталика),
диабетической нефропатии и другим сосудистым нарушениям.
Сахарный диабет может возникнуть в любом возрасте. Как прави­
ло, у детей развивается диабет I типа, связанный с дефицитом продук­
ции и секреции инсулина, а у взрослых и пожилых — диабет II типа,
обусловленный понижением чувствительности клеточных рецепторов
к инсулину, хотя его продукция может не нарушаться. По сведениям
разных авторов, дети составляют от 3,5 до 8% среди больных сахарным
диабетом. Начало сахарного диабета у детей бурное, с быстрым разви­
тием симптомов и тяжелым течением. У них отмечается резкое сниже­
ние вкусовой чувствительности к сладкому, соленому и кислому, а
иногда извращение вкуса на соленое и кислое. При современных мето­
дах лечения смертность, обусловленная сахарным диабетом, составля­
ет в детском возрасте 0,3—0,4 человека на 100 тыс. населения.
273
6.9. СОЗРЕВАНИЕ НАДПОЧЕЧНИКОВ
Надпочечники рано закладываются в эмбриогенезе, и у четырех­
месячного человеческого плода их масса сравнима с массой почек.
Масса надпочечников изменяется с возрастом. Она относительно вели­
ка у новорожденных (6,2 г), снижается к году (3,2 г), затем постепенно
увеличивается, достигая у подростков 11—12 лет массы надпочечников
новорожденного, а в пубертатном периоде — величины, свойственной
взрослому человеку (8,5—13 г).
Развитие мозгового вещества. Мозговое вещество надпочечников
начинает формироваться на пятой — седьмой неделе внутриутробного
развития, после чего в нем обнаруживаются гормоны — катехоламины
(адреналин и норадреналин). Уровень катехоламинов у плода в конце
беременности в 6—30 раз больше, чем у взрослых людей. При рождении
уровень их секреции уже соответствует величинам взрослого организ­
ма. Однако у новорожденного выделение адреналина составляет всего
30% общей продукции катехоламинов, постепенно повышаясь и до­
стигая у взрослых 60%. Выделение гормонов с мочой у молодых, зрелых
и пожилых людей почти не изменяется с возрастом.
Развитие коркового вещества. Кора надпочечников начинает
формироваться на четвертой неделе внутриутробного развития под
влиянием плацентарных гормонов АКТГ, гонадотропинов. Продукцию
глюкокортикоидов — гормонов, влияющих преимущественно на уг­
леводный обмен (кортизол, гидрокортизон), удается установить уже
на седьмой-восьмой неделе развития. Синтез минералокортикоидов
(альдостерон, кортикостерон) начинается на 15-й неделе внутриутроб­
ного развития (гормоны важны для поддержания натрий-калиевого
равновесия). У плода функционирует зародышевая зона коры надпо­
чечников, способная к синтезу кортикостероидов почти как у взросло­
го человека. Надпочечники плодов человека образуют больше гидрокортизона, чем кортикостерона. Затем это соотношение меняется
на обратное — устанавливается большая скорость образования корти­
костерона.
Синтез кортикостероидов в коре надпочечников зависит от актив­
ности ферментных систем и регулирующего действия АКТГ.
После рождения зародышевая зона коры претерпевает очень
сложное преобразование. У новорожденных отмечается стремительное
уменьшение этого слоя и дифференцировка клеток, что приводит к ста­
новлению гормональной активности. В период первого детства уста­нав­
ливаются стабильные размеры всех слоев коры. У детей до шести-семи
лет кора надпочечников секретирует глюко- и ми­нералокортикоиды, а
274
половых гормонов (андрогенов) почти не вырабатывает. Андростеро­
идная функция надпочечников созревает позже в результате позднего
развития сетчатой зоны, отвечающей за секрецию андростероидов. За­
тем происходит постепенное увеличение их содержания, резкое возрас­
тание между 20 и 30 годами и снижение в дальнейшем с возрастом.
Большой интерес представляют данные по выведению кортикостерои­
дов с мочой и их содержанию в крови, так как абсолютное содержание
гормонов в ткани железы не может быть решающим критерием интен­
сивности секреции.
Было отмечено, что количество продуктов метаболизма андроге­
нов надпочечников и половых желез в моче сначала быстро повышает­
ся к периоду половой зрелости, а затем, по мере старения организма,
снижается. Таким образом, секреция кортикостероидов возникает
в эмбриогенезе сравнительно рано, общий уровень их сначала медлен­
но, а затем быстро нарастает в раннем постнатальном периоде, дости­
гает максимума в подростковом и юношеском возрасте и гетерохронно
снижается к старости.
С семи лет выявляются половые различия в глюкокортикоид­
ной функции коры надпочечников — у представителей мужского
пола созревание коры происходит быстрее, чем у представителей жен­
ского пола. В подростковый период усиливается эндокринная функция
как коры, так и мозгового слоя надпочечников. Гормоны коры надпо­
чеч­ников оказывают влияние на развитие ЦНС ребенка. Они прони­
кают в нервную клетку, где связываются непосредственно с ядром и
участ­вуют в реализации генетической информации, закодированной
в ДНК.
6.10. РАЗВИТИЕ ПОЛОВЫХ ЖЕЛЕЗ (ГОНАД)
Гонады (яичники и семенники) играют исключительную роль
в процессе созревания организма. От того, как они развиваются на ран­
нем этапе, в значительной степени зависят функции многих важных
органов в течение всей последующей жизни. На третьей неделе жизни
плода в стенке желточного мешка появляются первичные половые
клетки — предшественники сперматогониев и овогониев. На четвер­
той неделе появляются зачатки половых желез — первичные гонады
(половые тяжи). На пятой-шестой неделе первичные половые клетки
перемещаются в половые тяжи, и формируются недифференцирован­
ные гонады. Дифференциация их на мужские и женские происходит
с седьмой недели: если первичные половые клетки содержат кариотип,
275
где 23-я пара хромосом — XY, тогда начинают формироваться яички
(семенники) — мужской эндокринный орган; если первичные половые
клетки имеют кариотип с 23-й парой ХХ, формируются яичники —
женская эндокринная железа. Секреция мужского полового гормона
(тестостерона) начинается в конце второго месяца пренатального
развития. Плод не продуцирует женские половые гормоны — эстрогены.
Однако они поступают в кровь плода любого пола через плаценту из ор­
ганизма матери.
Мужские половые гормоны (андрогены) влияют на гипоталамус,
контролирующий деятельность гипофиза. Половая дифференцировка
гипоталамуса происходит непосредственно перед и сразу после родов.
Она состоит в формировании двух центров — тонического и циклического, которые продуцируют гонадолиберины. Андрогены повреждают
ту часть гипоталамической области (циклический половой центр),
которая обеспечивает циклическую регуляцию деятельности гипофиза.
Этот феномен носит название андрогенной стерильности особей муж­
ского пола. В женском организме этот центр функционирует начиная
с периода полового созревания, формируя менструальный цикл, харак­
теризующийся периодическим выбросом ФСГ и ЛГ. Второй гипотала­
мический половой центр — тонический — функционирует и в женском,
и в мужском организмах. Секреция гонадолиберинов происходит
в импульсном режиме: у мужчин с периодом 3—4 ч, у женщин — 1,5 ч,
3—4 ч в зависимости от фазы цикла.
Гонады ребенка и взрослого одновременно вырабатывают как
мужские, так и женские половые гормоны (андрогены и эстрогены).
В период полового созревания происходит изменение количественного
соотношения половых гормонов. К 12 годам у мальчиков андрогенов
образуется в 1,5—2 раза больше, чем у девочек, а у взрослых мужчин —
в 2,5—3,5 раза больше, чем у женщин.
Развитие женских половых желез. В женском организме специ­
фическую половую эндокринную функцию осуществляют яичники,
регулируемые ФСГ, ЛГ и пролактином — гормонами гипофиза.
Размер и масса яичников у новорожденных крайне малы. К году
масса их увеличивается в 2,5 раза. В пять-шесть лет масса каждого
яичника достигает 1 г, а к 12 годам он вновь увеличивается вдвое и пре­
вышает 2 г. Только к 18—20 годам яичник достигает предельной массы
6,6 г.
В яичниках новорожденных девочек насчитывается примерно
300—400 тыс. фолликулов. В некоторых фолликулах образуется по­
лость, заполненная фолликулярной жидкостью, содержащей гормон
эстрон. С этого момента фолликулы начинают выполнять эндокринную
276
функцию. Полного развития фолликулы яичника достигают начиная
с периода половой зрелости (13—15 лет). После первой овуляции (вы­
деления яйцеклетки из яичника) в нем образуется еще один гормон —
прогестерон, продуцируемый клетками желтого тела, развивающегося
после разрыва фолликула в связи с овуляцией.
Женские половые гормоны — эстрогены — обладают выраженным
биологическим действием. Помимо влияния на рост и развитие женских
половых органов и развитие вторичных половых признаков, они сти­
мулируют многие процессы обмена.
К 14—18 годам репродуктивная и гормональная функции яични­
ков стабилизируется, приобретает циклический характер, поскольку
именно к этому возрасту начинается типичная для зрелых женщин
секреция ФСГ и ЛГ.
Гипофункция половых желез у девочек вызывает усиленный рост
длинных костей, формирование евнухоидных пропорций тела, за­
держку полового развития. Гиперфункция их вызывает раннее половое
развитие, появление ранних менструаций.
Развитие мужских половых желез. Мужские половые железы
(яички, или семенники) осуществляют также двойную функцию:
1) в них развиваются мужские половые клетки — сперматозоиды;
2) в них образуются мужские половые гормоны: тестостерон,
обуслов­ливающий специфические черты строения мужского организ­
ма, и второй гормон, аналогичный эстрогенам женского организма, —
ингибин, тормозящий секрецию ФСГ аденогипофиза.
Интенсивный рост яичек совершается:
1) от рождения до года (размер увеличивается в 3,7 раза, а масса —
в 3,6 раза);
2) от 10 до 15 лет (размер увеличивается в 7,5 раза, а масса — в 9,5
раза).
Мужские половые гормоны (андрогены) способствуют развитию
вторичных половых признаков, стимулируют рост и развитие наружных
половых органов, определяют рост волос на лице, стимулируют спер­
матогенез.
Гипофункция яичек вызывает задержку полового созревания,
отсут­ствие вторичных половых признаков, позднее окостенение хрящей.
Гиперфункция мужских половых желез вызывает преждевремен­
ное половое созревание, ускоренное физическое развитие.
В условиях более низкой температуры яички (если они находят­
ся в мошонке) продуцируют преимущественно мужские половые гор­
моны, а в условиях более высокой температуры (если они находятся
277
в брюшине в случае крипторхизма) — преимущественно женские по­
ловые гормоны. Более высокую температуру могут создавать и пампер­
сы при длительном их использовании.
Секреторная функция половых желез стимулируется адекватны­
ми для детей и подростков умеренными физическими нагрузками, а
чрезмерные нагрузки снижают их секрецию. Быстрое развитие гонад и
соответствующее повышение секреции половых гормонов в период
второго детства, у подростков и в юношеском возрасте является одним
из ведущих факторов развития (темпов роста, формообразования и
интенсивности обмена веществ).
6.11. ВЛИЯНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ИЗМЕНЕНИЙ
ЭНДОКРИННОЙ СИСТЕМЫ НА ВЫСШУЮ НЕРВНУЮ
ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ
Гормональный статус человека оказывает большое влияние
на ВНД. В организме нет ни одной функции, которая не зависела бы
от эндокринной системы, в то же время сами железы внутренней секре­
ции находятся под контролем нервной системы. Следовательно, в ор­
ганизме существует единая нервно-гормональная регуляция всех про­
цессов жизнедеятельности.
Большинство гормонов способно изменять функциональное со­
стояние нервных клеток во всех отделах нервной системы. Выраженный
адаптационно-трофический эффект на нервные клетки оказывает
адреналин, улучшая обмен веществ и повышая работоспособность
нервных центров.
Гормоны щитовидной железы в оптимальной концентрации по­
вышают возбудимость нервных клеток, а при их дефиците развивается
торможение.
Половые гормоны существенно влияют на процессы возбуждения
и торможения и работоспособность нервных клеток. Удаление поло­
вых желез у человека или их патологическое недоразвитие вызывает
ослаб­ление нервных процессов и значительные нарушения психики.
У девочек во время наступления менструации ослабляются процессы
внутреннего торможения, ухудшается формирование условных реф­
лексов, снижается общая работоспособность.
Повреждение гипоталамо-гипофизарной системы и нарушение ее
функций чаще всего встречается в подростковом возрасте и характери­
зуется расстройствами эмоционально-волевой и познавательной сфер.
Эмоции подростков подвижны, изменчивы, противоречивы: повышен­
278
ная чувствительность нередко сочетается с черствостью, застенчи­
вость — с нарочитой развязностью, проявляются чрезмерный крити­
цизм и нетерпимость к родительской опеке. В подростковый период
иногда наблюдается снижение работоспособности, негативизм, невро­
тические реакции, раздражимость; подростки становятся грубыми,
злобными, с наклонностью к воровству и бродяжничеству; нередко
встречается повышенная сексуальность.
Таким образом, связь нервной и эндокринной регуляторных сис­
тем, их гармоничное единство являются необходимым условием нор­
мального физического и психического развития детей и подростков.
Причины, вызывающие расстройства функции желез внутренней
секреции, различны: органические поражения головного мозга, воспа­
лительные процессы, травмы, аллергические реакции, дефицит микро­
элементов и биологически активных веществ (йода, белков, витаминов
и др.), различные нервно-психические заболевания. Поэтому любые,
даже незначительные отклонения в деятельности желез внутренней
секреции могут привести к серьезным нарушениям в работе всего ор­
ганизма, что требует своевременной консультации специалистов-эндо­
кринологов.
6.12. РАЗВИТИЕ РЕПРОДУКТИВНОЙ СИСТЕМЫ
6.12.1. Общие сведения
Формирование пола в антенатальном периоде. Процесс форми­
рования репродуктивной системы и полового фенотипа у ребенка со­
вершается в течение всего периода развития и созревания, однако
наиболее значимыми являются два периода:
1) формирования пола во внутриутробном развитии;
2) полового созревания.
Классификация пола. Существует понятие акушерского пола,
который устанавливается при рождении ребенка по строению наружных
половых органов. Строением не только наружных, но и внутренних
половых органов обусловливается морфологический, или соматический, пол. Однако морфологический пол не всегда отражает истинный
пол субъекта. Истинный пол зависит от строения половых желез (яич­
ников, семенников) и носит название гонадного пола. Истинным его
называют потому, что он определяет гаметный (гаметы — половые
клетки) и гормональный пол.
279
Во внутриутробном периоде происходит формирование генетиче­
ского, гонадного и гормонального пола.
Гаметный пол — способность половой клетки образовывать спер­
мии или яйцеклетки, т.е. выполнять функцию воспроизведения, при­
сущую тому или иному полу. Он определяется набором половых хро­
мосом в оплодотворенной яйцеклетке — ХХ в женском и XY в мужском
организме.
Гонадный пол определяется формированием половых желез — яи­
чек (семенников) или яичников. Первичная гонада состоит из мозгово­
го и коркового веществ. Основой первичной дифференцировки пола
является хромосомный набор оплодотворенной яйцеклетки. Наличи­е
активной Y-хромосомы способствует дифференцировке мозгового слоя
гонад в мужском направлении и формированию яичка. Корковый слой
при этом атрофируется. Это происходит между шестой и седьмой не­
делями внутриутробного развития. Если влияние Y-хромосомы не про­
явилось до этого периода, то первичная гонада трансформируется за счет
коркового слоя и превращается в яичник, а мозговой слой редуцируется.
Структура яичника в основном фор­мируется к 20-й неделе жизни плода.
Необходимым условием развития женских половых органов во внутри­
утробном периоде являются отсутствие секреции мужского полового
гормона — тестостерона. Таким образом, формирование мужского пола
является активным управля­емым преобразованием, а образование
женско­го — естественным са­мопроизвольно протекающим процессом.
В последующих фазах дифференцировки мужского пола непосредствен­
ным регулирующим фактором становятся гормоны, продуцируемые
сформированным яичком.
Гормональный пол — способность половой железы вырабатывать
половые гормоны (женские или мужские). В мужском организме гор­
мональный пол формируется секрецией тестостерона и дегидротесто­
стерона яичками. Они оказывают общее и местное влияние. Общее
влияние проявляется в формировании наружных половых органов,
преобразовании первичного полового бугорка в пенис, образовании
мошонки и уретры (к 12—16-й неделе), дифференцировке гонадотроп­
ных клеток гипофиза. Несостоятельность тестостерона может быть
причиной развития наружных половых органов по женскому типу.
Местное влияние заключается в образовании семявыводящих путей и
семенных пузырьков и опускании яичек в мошонку.
При женской хромосомной структуре формирование наружных и
внутренних половых органов идет правильно, независимо от функции
яичника. Поэтому даже грубые дисгенетические изменения яичников
могут не отражаться на формировании органов половой сферы.
280
Влияние мужских половых гормонов, вырабатываемых семенни­
ками плода, сказывается не только на формировании половых органов
мужского типа, но на развитии определенных структур нейроэндокрин­
ной системы, подавляя образование циклических перестроек эндокрин­
ных функций со стороны гипоталамуса и гипофиза.
Таким образом, в естественной дифференцировке органов половой
системы мужского типа решающее значение имеет своевременное и
полное включение гормональной функции яичек.
Нарушения формирования половой сферы могут быть связаны со
следующими основными причинами:
„„ изменение набора и функции половых хромосом, главным об­
разом приводящее к снижению активности Y-хромосомы;
„„ эмбриопатии, приводящие к дисплазиям семенников, и их
низкая гормональная активность, несмотря на адекватный на­
бор хромосом XY;
„„ наследственные или возникающие в эмбриогенезе изменения
чувствительной ткани зародыша и плода к воздействию андро­
генов;
„„ недостаточная стимуляция эндокринной функции семенников
плода со стороны плаценты;
„„ при женском генотипе — влияние экзогенно вводимых мужских
половых гормонов, наличие у матери андроген-продуцирующих
опухолей или аномально высокого синтеза гормонов андроген­
ного действия надпочечниками плода.
Признаки полового диморфизма, возникающие в период внутри­
утробного развития, в процессе постнатального онтогенеза проявля­
ются постепенно. Это касается и медленно формирующихся различий
в типе телосложения, нередко сравнительно хорошо выявляемых уже
в периоде первой полноты, и существенного своеобразия психологии
и круга интересов мальчиков и девочек, начиная с первых игр и ри­
сунков.
В целом для всего периода детства до начала полового созревания
характерна очень высокая чувствительность гипоталамических центров
к минимальным уровням андрогенов периферической крови. Именно
благодаря этой чувствительности образуется необходимое сдержива­
ющее влияние гипоталамуса на выработку гонадотропных гормонов и
начало созревания детей. Последовательность признаков полового со­
зревания более или менее постоянна и мало связана с конкретным
сроком его начала.
281
6.12.2. Половое развитие
„„ географические — менархе появляется раньше в зонах низкой,
Половое развитие — формирование физиологических функций и
поведенческих реакций, обеспечивающее воспроизведение потомства
в период зрелости. В широком смысле слова половое развитие включа­
ет процессы дифференцировки и созревания половых клеток, форми­
рования под воздействием половых гормонов и факторов социальной
среды мужской и женской особи, а также половой мотивации (либидо),
полового ритуального поведения, полового взаимодействия, оплодот­
ворения, беременности, родов, лактации и последующего воспитания
потомства.
С биологической точки зрения половая функция обеспечивает
продолжение человека как вида.
Периоды полового созревания. В процессе полового созревания
различают три периода: препубертатный, пубертатный и зрелый.
Пубертатный период — время, на протяжении которого в организ­
ме происходит внутренняя перестройка, завершающаяся достижением
половой зрелости, т.е. способности к размножению. В пубертатном
периоде пробуждается либидо, происходит стремление к самоутверж­
дению личности, что находит выражение и в половой сфере. Это один
из важнейших периодов полового развития.
Знание особенностей полового развития на этих этапах необходи­
мо для профилактики нарушений репродуктивной функции как у жен­
щин, так и у мужчин.
Развитие женской репродуктивной системы. После рождения
выделяют три основных периода в половом развитии девочек:
1) нейтральный, или асексуальный — первые шесть-семь лет жизни;
2) пресексуальный (препубертатный) — с восьми лет до первой
менструации, характеризующийся соматическим ростом и на­
чалом развития женского морфологического типа;
3) пубертатный — от первой менструации до наступления половой
зрелости, когда менструальные циклы становятся овуляторны­
ми и регулярными.
Собственно пубертатный период продолжается два — четыре
года — от начала развития молочных желез до появления менструаль­
ных циклов (менархе). По сроку возникновения менархе в физиологи­
ческих условиях пубертатный период у девочек колеблется в широком
возрастном диапазоне (от 6 до 14 лет). На время полового созревания
влияет ряд факторов, в том числе:
„„ генетические — имеется достоверная корреляция возраста ме­
нархе и типов менструальных циклов девочек и матерей;
„„ социально-экономические — у населения высокого социально-
чем высокой широты;
282
экономического уровня средний возраст наступления менархе
ниже.
Существует корреляция морфологических изменений и признаков
пубертатного развития (табл. 6.1).
Таблица 6.1
Последовательность появления половых признаков у девочек
в зависимости от возраста
Возраст, лет
Половые признаки
9—10
Рост костей таза, округление ягодиц, незначительное приподнятие сосков
10—11
Куполообразное приподнятие молочной железы. Появление
волос на лобке
11—12
Изменение эпителия влагалища, увеличение внутренних и
наружных половых органов
12—13
Развитие железистой ткани молочных желез и прилегающих
к околососковому кружку участков. Пигментация сосков. Щелочная реакция влагалищного секрета переходит в сильно кислую. Первые менструации
13—14
Рост волос в подмышечных впадинах. Менструации в большинстве случаев нерегулярные
14—15
Резкие изменения формы ягодиц и таза
15—16
Регулярные менструации. Более низкий голос. Угри
16—18
Остановка роста. Завершение полового развития
Оволосение в области лобка и половых органов у девочек разви­
вается примерно так же, как и у мальчиков. Оволосение подмышечных
впадин выражено менее интенсивно, грудь и живот лишены волосяно­
го покрова.
В возрасте приблизительно 18—19 лет заканчивается развитие
половых органов и в целом женского организма, возможна нормальная
половая жизнь, беременность, роды, забота о потомстве.
Критерием созревания половой функции служат установившийся
двухфазовый менструальный цикл и формирование вторичных поло­
вых признаков: молочных желез, скелета по женскому типу, оволосения
на лобке и в подмышечных впадинах и др. Как преждевременное сле­
дует расценивать половое созревание в случае появления выраженных
его признаков у девочек до восьми лет, как позднее — отсутствие ука­
занных признаков после 13 лет.
283
Развитие мужской репродуктивной системы. На последних ме­
сяцах внутриутробного развития семенники через паховый канал опу­
скаются в мошонку. Некоторые мальчики рождаются с пустой мошон­
кой. Затем в течение первых месяцев жизни семенники спонтанно
поочередно опускаются из забрюшинного пространства в мошонку
(первым обычно опускается левое яичко). Если опущения не проис­
ходит, то это состояние называется крипторхизмом.
После рождения у мальчиков в норме наблюдается эрекция (уве­
личение объема и упругости) полового члена при мочеиспускании.
Многие мальчики рождаются с увеличенными грудными железа­
ми, из которых иногда выделяется беловатая жидкость. Это результат
реакции на действие находящихся в крови гормонов матери. Данные
признаки исчезают в течение нескольких дней после рождения.
Половая зрелость у мальчиков является этапом существенных
преобразований, которые обусловливают соматическое, половое и пси­
хическое созревание организма, приобретающего способность к вос­
произведению. Важный признак пубертатного развития — установле­
ние регулярной активности гонад, которая проявляется эякуляциями
(семяизвержениями). Эти изменения в организме осуществляются
в период от десяти до 16 лет. У мальчиков половая зрелость наступает
в среднем на два года позже, чем у девочек. Эти сроки значительно
колеблются в зависимости от наследственных и других факторов (кли­
мата, питания, образа жизни, физической активности и др.).
Основными изменениями, характерными для периода полового
созревания, являются скачок роста, развитие костей и появление вто­
ричных половых признаков. Отмечено, что развитие костей теснее
связано с половой зрелостью, чем с хронологическим возрастом. Ста­
новление связанных с полом особенностей скелета осуществляется
параллельно с развитием мускулатуры (обусловлено андрогенами), что
способствует образованию мужского морфологического типа.
Половое созревание проявляется, во-первых, ростом половых
органов, во-вторых, рядом качественных изменений (табл. 6.2).
Таблица 6.2
Последовательность появления половых признаков у мальчиков
в пубертатный период
Возраст, лет
Половые признаки
10—11
Начало роста яичек и полового члена
11—12
Активность простаты, рост гортани
12—13
Значительный рост яичек и полового члена. Рост волос на лобке
женского типа
284
13—14
Быстрый рост яичек, мошонки, полового члена и предстательной
железы. Узлообразное уплотнение околососковой области. Начало изменения голоса
14—15
Рост волос в подмышечных впадинах, дальнейшее изменение
голоса, появление волос на лице, дальнейший рост яичек,
пигментация мошонки. Первые поллюции
15—16
Созревание спермиев
16—18
Оволосение лобка (по мужскому типу). Рост волос по всему телу,
появление сперматозоидов
18—21
Завершение формирования половых признаков. Остановка роста
скелета
Приблизительно в 14—16 лет появляется поллюция — непроиз­
вольное извержение (эякуляция) семени, которое является нормальным
физиологическим явлением, целесообразной и естественной реакцией
организма. Чаще эти извержения семени происходят во сне. Они на­
блюдаются у каждого юноши или взрослого мужчины, который не
живет половой жизнью. В среднем поллюции появляются с перерыва­
ми от 10 до 60 дней. Посредством поллюций организм освобождается
от избытка семенной жидкости и полового напряжения. Поллюции
создают физиологические условия для полового воздержания.
Первая эякуляция наступает примерно через год после начала
максимального роста полового члена, в среднем к 14 годам. Ускорению
роста полового члена предшествует ускорение роста яичек.
Рост волос на лице у мальчиков начинается в то же время, что и
в подмышечных ямках. Прежде всего появляются и удлиняются отдель­
ные волоски над углами верхней губы, которые со временем становят­
ся пигментированными и распространяются по направлению к средней
линии. Затем волосы начинают расти на верхних частях щек, по средней
линии под нижней губой и, наконец, на боковых сторонах щек и под­
бородке. Однако раньше, чем появляются волосы на подбородке и
верхней губе, оволосение лобка и половых органов достигает пятой
степени выраженности. На остальных участках тела волосяной покров
появляется в то же время, что и в подмышечных впадинах, а заканчи­
вается позже, после появления главных признаков полового развития.
На бедрах, суставах кисти, животе и щеках волосяной покров появля­
ется несколько раньше, чем на груди и предплечьях. Интенсивность
оволосения зависит и от других факторов, особенно наследственных.
Увеличение гортани (появление кадыка) у мальчиков наблюда­
ется примерно в то же время, что и ускорение роста туловища. Проис­
ходит «ломка» голоса (мутация), он становится более глубоким, ме­
няется постепенно, нередко окончательно оформляется только после
285
наступления половой зрелости. В одних случаях мутация протекает
медленно и малозаметна как для самих подростков, так и для окру­
жающих. Лишь иногда они отмечают повышенную утомляемость го­
лосовых связок, а также часто наступающую охриплость. При таком
течении мутации элементы звучания взрослых людей незаметно впле­
таются в детский голос, который постепенно превращается в голос
взрослого мужчины. В других случаях мутация протекает более остро:
неожи­данно во время пения или даже разговора голос начинает сры­
ваться, появляются совершенно непредусмотренные поющим или раз­
говаривающим низкие ноты басового тембра, нередко грубого, лающе­
го характера, внезапно перескакивающие на фальцет. В отдельных
случаях мутация сопровождается полной потерей голоса. Через отно­
сительно короткое время гнетущая подростка охриплость исчезает, и
у него появляется вполне сформировавшийся голос взрослого чело­ве­
ка. Иногда охриплость может сохраняться некоторое время и после
окончания мутации. К концу этого периода завершается оформление
присущего данному индивидууму тембра, который обычно остается
на всю жизнь и является специфической особенностью данного чело­
века. Период наступления мутации колеблется в широких пределах
(от 11—12 до 18—19 лет). В южных странах он начинается обычно
раньше, а в северных — позже. У девочек мутация наступает на полго­
да-год раньше, чем у мальчиков, и протекает спокойнее. Длительность
мутационного периода колеблется в пределах от одного или нескольких
месяцев до двух-трех и даже пяти лет. Обычная продолжительность
его — один-два года. Мутационный период сопровождается значитель­
ными изменениями гортани и голосовых связок. У мальчиков за срав­
нительно короткий срок (один-два года) гортань увеличивается более
чем наполовину, а у девочек — на одну треть. Голосовые связки чаще
бывают в той или иной степени гиперемированы. В мутационном пе­
риоде петь мальчикам категорически запрещается, а девочкам разреша­
ется, но обязательно с соблюдением щадящего режима.
На конечных фазах полового созревания на лице начинают по­
являться угревые высыпания, степень которых зависит от многих
факторов. К 21 году завершается рост скелета и половое созревание.
Как преждевременное следует расценивать половое созревание
в случае появления выраженных его признаков у мальчиков до десяти
лет, как позднее — отсутствие указанных признаков в 14—15 лет. При на­
рушении внутрисекреторной функции семенников полового развития
по мужскому типу не происходит, развивается евнухоидизм — ожире­
ние, отсутствие вторичных половых признаков, нарушаются пропорции
тела: короткая верхняя половина туловища, ноги и руки длинные.
286
6.12.3. Регуляция полового созревания и половых функций
У разных индивидуумов пубертатный период наступает в различ­
ное время, что обусловливается генетическим влиянием, расой, окру­
жающей средой, питанием и т.п. Импульсом начала полового созрева­
ния может быть определенная степень биологического созревания
всего организма. Для девочек для полового созревания чрезвычайно
важна масса тела (не менее 40 кг).
В результате воздействия гипоталамических «пусковых механиз­
мов» из передней доли гипофиза выделяются гормоны (гонадотропи­
ны), стимулирующие отдельные периферические эндокринные желе­
зы, в особенности семенники и яичники, которые в данный период
до­стигают такой степени зрелости (чувствительности), что в состоянии
отвечать на эти импульсы дальнейшим развитием своих тканей и
продук­цией половых клеток и специфических половых гормонов (ан­
дрогенов и эстрогенов). В детском возрасте, когда половые железы
находятся в состоянии покоя, в крови каждого индивидуума содер­
жатся оба гормона одновременно, но в незначительном количестве.
Преобладание специфического для данного пола гормона весьма не­
значительно. Содержание его резко повышается лишь в пубертатном
возрасте. Оба гормона выполняют точно определенную функцию, так
что любое нарушение их взаимосвязи и взаимодействия обусловливает
развитие расстройств различного характера.
У индивидуумов мужского пола ФСГ содействует росту яичек и
продукции сперматозоидов, а ЛГ стимулирует особые клетки в яичке,
которые вырабатывают мужские половые гормоны — андрогены. Из об­
щего количества андрогенов, циркулирующих в организме, в яичках
образуется 2/3, остальные 1/3 являются продуктом надпочечников.
Андрогены играют важную роль в процессе окостенения и исчезновения
эпифизарных щелей, обусловливая таким образом «костный возраст»
индивидуумов. Эти гормоны вызывают также развитие вторичных по­
ловых признаков, т.е. развитие и увеличение размеров полового члена,
мошонки и предстательной железы, оволосение лобка и подмышечных
впадин, рост волос на лице, понижение голоса (мутацию) и, наконец,
оволосение по мужскому типу и половое влечение. Андрогены оказы­
вают влияние на секрецию сальных и апокринных желез (развитие
угрей), стимулируют обмен белков, рост, мышечную силу. Мышечная
сила возрастает примерно до 35 лет, а при понижении уровня андроге­
нов она резко уменьшается. С наступлением пубертатного периода
уменьшается влияние соматотропного гормона, и на рост ребенка на­
чинают влиять главным образом андрогены.
287
У девочек, в отличие от мальчиков, половое развитие регулирует­
ся эстрогенами, выделяемыми яичниками, и андрогенами, источником
которых является кора надпочечников. Эстрогены обусловливают рас­
ширение костей таза, развитие малых половых губ, жировой клетчатки,
регулируют развитие сосков и вызывают половое влечение. Во взаимо­
действии с остальными гормонами эстрогены дают возможность раз­
виваться фолликулу и обеспечивают нормальное функционирование
половой системы. Андрогены вызывают у женщины оволосение лобка
и подмышечных впадин, развитие больших половых губ и клитора, со­
действуют появлению себореи и угрей.
Андрогены и эстрогены находятся в определенной пропорции и
оказывают совместное действие на организм. Естественно, что иногда
во время полового созревания временно может уменьшиться продукция
одного из этих гормонов, в связи с чем преобладает действие второго
гормона. Так, гиперсекреция андрогенов при запаздывании продукции
эстрогенов может обусловить у девочек временную вирилизацию, т.е.
более интенсивное оволосение лобка и подмышечных впадин, больший
рост и более интенсивное развитие мускулатуры, появление угрей и
т.д. У мальчиков временное повышение продукции эстрогенов может
приводить к временной феминизации, которая выражается в увеличе­
нии одной или обеих молочных желез, изменении психики и т.д.
Таким образом, изменение взаимоотношений в системе «гипота­
ламус — гипофиз — половые железы» в процессе полового развития
вызывает эндокринные и морфофункциональные перестройки в орга­
низме, определяющие биологический и психологический пол человека.
12. Назовите периоды полового развития.
13. Каковы особенности полового развития мальчиков и девочек в период
внутриутробного развития?
14. Расскажите о половых функциях и признаках мужского пола в постна­
тальном периоде.
15. Расскажите о развитии половых функций и признаков женского пола
в постнатальном периоде.
16. Каким образом регулируется половое созревание?
17. Какие вам известны нарушения полового поведения? Сформулируйте их
возможные причины.
ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ
1. Дайте определение понятий «железа», «внутренняя секреция», «гормоны».
2. Какова роль гипоталамо-гипофизарной системы в регуляции эндокрин­
ных желез?
3. Расскажите о возрастных изменениях гипоталамуса и гипофиза. Какова
их роль?
4. Расскажите об особенностях возрастных изменений функций эпифиза.
5. Какова роль щитовидной железы в развитии организма?
6. В чем заключаются возрастные изменения строения и функций вилочко­
вой железы?
7. Расскажите о развитии поджелудочной железы и ее роли для организма.
8. Расскажите о развитии женских половых желез.
9. Расскажите о развитии мужских половых желез.
10. Какое влияние на ВНД оказывают гормоны?
11. Дайте представление о классификациях пола.
288
289
ГЛАВА 7
РАЗВИТИЕ ВИСЦЕРАЛЬНЫХ СИСТЕМ
В ОНТОГЕНЕЗЕ
7.1. РАЗВИТИЕ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ
7.1.1. Морфофункциональные особенности
системы кровообращения
Сердечно-сосудистая система (система кровообращения) состоит
из сердца и кровеносных сосудов: артерий, вен и капилляров.
Сердце — полый мышечный орган, имеющий вид конуса: расши­
ренная часть — основание, узкая часть — верхушка. Сердце расположе­
но в грудной полости позади грудины; масса его зависит от возраста,
пола, размеров тела и физического развития. У взрослого человека она
составляет 250—300 г.
Сердце размещается в околосердечной сумке, которая имеет два
листка:
1) наружный (перикард) — сращен с грудиной, ребрами, диафраг­
мой;
2) внутренний (эпикард) — покрывает сердце и срастается с его
мышцей.
Между листками есть щель, заполненная жидкостью, которая об­
легчает скольжение сердца при сокращении и снижает трение.
Сердце сплошной перегородкой разделено на две половины
(рис. 7.1): правую и левую. Каждая половина состоит из двух камер:
предсердия и желудочка, которые в свою очередь разделены между со­
бой створчатыми клапанами.
В правое предсердие впадают верхняя и нижняя полые вены, а
в левое — четыре легочные вены. Из правого желудочка выходит легочный ствол (легочная артерия), а из левого — аорта. В том месте, где
выходят сосуды, располагаются полулунные клапаны.
Внутренний слой сердца — эндокард — состоит из плоского одно­
слойного эпителия и образует клапаны, которые работают пассивно
под действием тока крови. Средний слой — миокард — представлен сер­
дечной мышечной тканью. Самая тонкая толщина миокарда — в пред­
сердиях, самая мощная — в левом желудочке. Миокард в желудочках
290
Рис. 7.1. Сердце человека:
1 — аорта; 2 — левая легочная артерия; 3 — левое предсердие;
4 — левые легочные вены; 5 — двустворчатые клапаны; 6 — левый
желудочек; 7 — (что это?); 8 — правый желудочек; 9 — полулунные
клапаны легочного ствола; 10 — нижняя полая вена; 11 — трех­
створчатые клапаны; 12 — правое предсердие; 13 — правые легочные
вены; 14 — правая легочная артерия; 15 — верхняя полая вена
образует выросты — сосочковые мышцы, к которым прикрепляются
сухожильные нити, соединяющиеся со створчатыми клапанами. Со­
сочковые мышцы препятствуют выворачиванию клапанов под давле­
нием крови при сокращении желудочков. Наружный слой сердца —
эпикард — образован слоем клеток эпителиального типа и пред­ставляет
собой внутренний листок околосердечной сумки.
Сердце сокращается ритмично благодаря попеременным сокраще­
ниям предсердий и желудочков. Сокращение миокарда называется
систолой, расслабление — диастолой. Во время сокращения предсер­
дий происходит расслабление желудочков, и наоборот. Различают три
основные фазы сердечной деятельности:
291
1) систола предсердий — 0,1 с;
2) систола желудочков — 0,3 с;
3) диастола предсердий и желудочков (общая пауза) — 0,4 с.
В целом один сердечный цикл у взрослого в покое длится 0,8 с, а
частота сердечных сокращений (далее — ЧСС), или пульс, составляет
60—80 уд./мин.
Сердце обладает автоматизмом (способностью возбуждаться под
влиянием импульсов, возникающих в нем самом) за счет имеющихся
в миокарде особых мышечных волокон (атипической ткани), которые
образуют проводящую систему сердца.
Кровь движется по сосудам, образующим большой и малый круги
кровообращения (рис. 7.2).
1
2
3
5
9
10
11
4
6
7
8
12
13
14
Рис. 7.2. Малый и большой круги кровообращения:
1 — капилляры головы, 2 — капилляры малого круга (легких),
3 — легочная артерия, 4 — легочная вена, 5 — дуга аорты, 6 — левое
предсердие, 7 — левый желудочек, 8 — брюшная часть аорты,
9 — правое предсердие, 10 — правый желудочек, 11 — печеночная
вена, 12 — воротная вена, 13 — кишечная артерия, 14 — капилляры
большого круга
292
Большой круг кровообращения начинается из левого желудочка
аортой, от которой отходят артерии более мелкого диаметра, несущие
артериальную (богатую кислородом) кровь к голове, шее, конечностям,
органам брюшной и грудной полостей, таза. По мере удаления от аорты
артерии разветвляются на более мелкие сосуды — артериолы, а затем
капилляры, через стенки которых происходит обмен между кровью и
тканевой жидкостью. Кровь отдает кислород и питательные вещества,
а забирает углекислый газ и продукты метаболизма клеток. В ре­зультате
кровь становится венозной (насыщенной углекислым газом). Капилля­
ры соединяются в венулы, затем в вены. Венозная кровь от головы и шеи
собирается в верхнюю полую вену, а от нижних конечностей, органов
таза, грудной и брюшной полостей — в нижнюю полую вену. Вены впа­
дают в правое предсердие. Таким образом, большой круг кровообраще­
ния начинается от левого желудочка и закачивается в правом предсердии.
Малый круг кровообращения начинается от правого желудочка
легочной артерией, которая несет венозную (бедную кислородом) кровь.
Разветвляясь на две ветви, идущие к правому и левому легким, артерия
делится на более мелкие артерии, артериолы и капилляры, из которых
в альвеолах удаляется углекислый газ и происходит обогащение кис­
лородом, поступившим с воздухом при вдохе. Легочные капилляры
переходят в венулы, затем образуют вены. По четырем легочным венам
богатая кислородом артериальная кровь поступает в левое предсердие.
Таким образом, малый круг кровообращения начинается от правого
желудочка и заканчивается в левом предсердии.
Внешними проявлениями работы сердца являются не только сер­
дечный толчок и пульс, но и кровяное давление. Кровяное давление —
давление, которое оказывает кровь на стенки кровеносных сосудов,
по которым она движется. В артериальной части кровеносной системы
это давление называется артериальным.
Величина кровяного давления определяется силой сердечных со­
кращений, количеством крови и сопротивлением кровеносных сосудов.
Самое высокое давление наблюдается в момент выброса крови в аорту;
минимальное — в момент, когда кровь достигает полых вен.
Величина АД определяется следующими факторами:
„„ работой сердца;
„„ количеством крови, поступающей в сосудистую систему;
„„ сопротивлением стенок сосудов; эластичностью сосудов;
„„ вязкостью крови.
Оно выше в период систолы (систолическое) и ниже в период
диастолы (диастолическое). Систолическое давление в основном опре­
деляется работой сердца, диастолическое зависит от состояния сосудов,
293
их сопротивления току жидкости. Разница между систолическим и
диастолическим давлением — пульсовое давление. Чем меньше его
величина, тем меньше поступает крови в аорту во время систолы. Кро­
вяное давление может меняться в зависимости от влияния внешних и
внутренних факторов. Так, оно повышается при мышечной деятельнос­
ти, эмоциональном волнении, напряжении и др. У здорового человека
давление поддерживается на постоянном уровне (120/70 мм рт. ст.)
за счет функционирования регуляторных механизмов.
Регуляторные механизмы обеспечивают согласованную работу
сердечно-сосудистой системы в соответствии с изменениями во вну­
тренней и внешней среде. Нервная регуляция сердечной деятельности
осуществляется вегетативной нервной системой. Парасимпатическая
нервная система ослабляет и замедляет работу сердца, а симпатическая
нервная система — наоборот, усиливает и ускоряет. Гуморальная регу­
ляция осуществляется гормонами и ионами. Адреналин и ионы кальция
усиливают работу сердца, ацетилхолин и ионы калия ослабляют и
нормализуют сердечную деятельность. Эти механизмы функциониру­
ют взаимосвязанно. Сердце получает нервные импульсы от всех отделов
ЦНС.
7.1.2. Общие закономерности изменений системы
кровообращения у человека в разные возрастные периоды
Как известно, организм является самоорганизующейся и само­
регулирующей системой. Он сам выбирает и поддерживает огромное
количество параметров в зависимости от потребностей, что позволяет
ему обеспечивать наиболее оптимальный характер функционирова­
ния. Вся система регуляции физиологических функций организма
представляет собой иерархическую структуру, основанную на прин­
ципах саморегуляции. На всех уровнях ее организации возможны
три типа регуляции, которые имеют выраженные возрастные особен­
ности:
1) по отклонению параметров гомеостаза, в основе которого лежит
отрицательная обратная связь (например, повышение кровяного дав­
ления вызывает включение нейрогуморальных механизмов, обеспечи­
вающих возврат давления к нормальным величинам);
2) возмущению, что позволяет включать с помощью экстерорецеп­
торов регуляцию еще до отклонения параметров гомеостаза (например,
усиление теплоотдачи за счет включения разных механизмов с термо­
рецепторов кожи возникает еще до повышения температуры тела и
снижения кровяного давления);
294
3) прогнозированию, что заключается в активации физиологиче­
ских систем еще до действия раздражителя (например, активация
сердечной деятельности у спортсменов уже на старте соревнования).
Среди особенностей развития сердечно-сосудистой системы отме­
тим поэтапное, гетерохронное включение в деятельность ее различ­
ных звеньев. Каждое из них, его свойства и функции, все уровни регу­
ляции имеют свой онтогенез.
Сердечно-сосудистая система в своем развитии проходит несколь­
ко критических периодов, самые главные из которых — эмбриональ­
ный, ранний постнатальный и пубертатный (подростковый). Во время
критических фаз феномен гетерохронности выражен в наибольшей
степени.
Основной направленностью онтогенетического развития яв­
ляется совершенствование морфофункциональной организации са­
мой сердечно-сосудистой системы и способов регуляции ее функций.
Последнее сводится к обеспечению (во всяком случае вплоть до зре­
лого возраста) все более экономичного и адаптивного реагирования
на возмущающие воздействия. Это обусловлено увеличением функ­
циональных возможностей самого сердца, изменением сосудистого
русла и постепенным вовлечением более высоких уровней регуляции.
Так, основной тенденцией развития сердца является разрастание
кардио­миоцитов (сердечных мышечных клеток) и улучшение функ­
циональных свойств сердечной мышцы. Если в эмбриональный пе­
риод сердце подчинено главным образом внутренним механизмам
регуляции, то затем на уровне плода начинают приобретать силу экс­
тракардиальные факторы. В пренатальном периоде основную регуля­
цию осуществляет уже продолговатый мозг, а в период второго детства,
к девяти-десяти годам, возрастает роль гипоталамо-гипофизарной
системы.
Известно, что скелетная мускулатура оказывает как местное, так
и общее влияние на кровообращение. Например, у ребенка при повы­
шении мышечного тонуса ЧСС вначале увеличивается. Впослед­
ствии, а точнее к трем годам, закрепляется холинергический механизм,
созревание которого также связано с мышечной активностью. Послед­
няя меняет все уровни регуляции, в том числе генетический и клеточ­
ный.
Многие изменения свойств сердца и сосудов обусловлены законо­
мерными морфологическими процессами. Так, с момента первого вдо­
ха после рождения начинается перераспределение масс левого и пра­
вого желудочков (падает сопротивление кровотоку для правого
желудочка, так как с началом дыхания сосуды легких открываются, а
295
для левого желудочка сопротивление увеличивается). Особенно в на­
чальные периоды жизни изменяется анатомическое положение сердца
в грудной клетке, что влечет за собой перемену направления электри­
ческой оси.
С возрастом продолжительность сердечного цикла увеличивается,
причем за счет диастолы. Это позволяет растущим желудочкам напол­
няться большим количеством крови. Некоторые изменения функции
сердца связаны не только с морфологическими, но и с биохимическими
трансформациями. Например, с возрастом появляется такой важный
механизм, как адаптация: в сердце повышается роль анаэробного (бес­
кислородного обмена).
Масса сердца с возрастом закономерно увеличивается, причем
в наибольшей степени от молодого к зрелому возрасту.
Плотность капилляров к зрелому возрасту увеличивается, а затем
снижается, но их объем и поверхность в каждой последующей возраст­
ной группе уменьшается. Кроме того, происходит и некоторое ухудше­
ние проницаемости капилляров: увеличивается толщина базальной
мембраны и эндотелиального слоя; возрастает межкапиллярное рас­
стояние. Вместе с тем отмечается увеличение объема митохондрий
в клетках, что является своеобразной компенсацией уменьшения ка­
пилляризации тканей.
С возрастом изменяются стенки артерий и вен. Вполне очевидно,
что на протяжении жизни толщина стенки артерий и ее строение мед­
ленно меняются, и это отражается на их свойствах упругости. Утолще­
ние стенки крупных эластических артерий определяется в основном
утолщением и разрастанием эластических пластин средней оболочки.
Этот процесс заканчивается с наступлением зрелости и далее переходит
в дегенеративные изменения. Именно эластические элементы стенки
первыми начинают изнашиваться, фрагментироваться и могут под­
вергаться обызвествлению; увеличивается количество коллагеновых
волокон, которые замещают гладкомышечные клетки в одних слоях
стенки и разрастаются в других. В итоге стенка становится менее рас­
тяжимой. Такое повышение жесткости затрагивает как крупные арте­
рии, так и артерии среднего калибра.
Закономерности развития сосудов и их регуляции сказываются на
многих функциях. Например, у детей в связи с незрелостью сосудосу­
живающих механизмов и расширенными сосудами кожи повышена
теплоотдача, поэтому переохлаждение организма может произойти
очень быстро. Кроме того, температура кожи ребенка обычно намного
выше, чем у взрослых. Это пример того, как особенности развития сер­
дечно-сосудистой системы влияют на функции других систем.
296
7.1.3. Особенности сердечно-сосудистой системы плода
На рисунке 7.3 представлена сердечно-сосудистая система плода.
Рис. 7.3. Сердечно-сосудистая система плода:
А — движение крови в плаценте; Б — кровообращение плода;
В — кровообращение после рождения;
1 — пупочные артерии; 1а — боковые пупочные связки (заросшие артерии);
297
2 — ворсинки; 3 — мельчайшая артерия, приносящая кровь
в ворсинку; 4 — мельчайшая вена, уносящая кровь из ворсинки;
5 — промежутки между ворсинками, заполненные материнской
кровью поступающей из артерий (6) и вытекающей в вены (7)
материнского организма; 8 — пупочная вена; 8а — круговая связка
печени (заросшая вена); 9 — пупочное кольцо; 10 — воротная вена;
11 — печень; 12 — нижняя полая вена; 13 — отверстие между
предсердиями; 13а — заросшее отверстие; 14 — легочная артерия;
15 — боталлов проток; 15а — заросший боталлов проток; 16 — легкое
Характеристика кровообращения. В эмбриональный период
(от двух до восьми недель) имеет место желточное кровообращение.
Сердце начинает формироваться на четвертой неделе — сначала в фор­
ме двухкамерного, к концу пятой недели оно становится трехкамерным
(два предсердия и один желудочек), а к седьмой неделе — четырехка­
мерным. Параллельно происходит закладка и формирование сосудов.
Частота сердечных сокращений на шестой неделе составляет 110 уд./
мин, а на 8—12-й — 170 уд./мин. К третьему месяцу кровообращение
обеспечивает движение крови в теле эмбриона и желточном мешке.
После третьего месяца, когда заканчивается формирование плаценты,
кровообращение плода и материнского организма становится раздель­
ным, контактируя через плаценту, которая выполняет функции легких,
кишечника и почек (см. рис. 7.3). Через плаценту протекает примерно
800 мл/мин материнской крови, а к плоду доходит 130 мл/мин/кг мас­
сы тела, т.е. около 50% крови плода. От плаценты наиболее оксигени­
рованная кровь (HbO2 ~ 80%) по пупочной вене оттекает к печени, затем
она превращается в венозный проток, впадающий в нижнюю полую
вену, в которую также поступает кровь от нижней части тела и печени
(HbO2 ~ 25%). В связи с этим смешанная венозная кровь полой вены
имеет насыщение кислородом около 60%. Кровь из нижней полой вены
попадает в правое предсердие. Сюда же поступает кровь из верхней
полой вены (HbO2 ~ 80%), поэтому в правом желудочке высокое дав­
ление крови.
У плода большая часть крови из правого предсердия через оваль­
ное отверстие попадает в левое предсердие, часть крови — в правый
желудочек и далее — в легочной ствол. Легочные сосуды в связи с от­
сутствием дыхания в значительной степени закрыты. Из-за создав­
шегося сопротивления основная часть крови (2/3) из легочного ство­
ла через артериальный, или боталлов, проток направляется в аорту
дистальнее отхождения сосудов сердца, головы и верхних конечностей.
Это возможно по причине того, что давление в аорте у плода ниже, чем
298
в легочном стволе. Поэтому указанные отделы тела снабжаются боль­
шим объемом крови и быстрее развиваются, чем нижняя часть тела.
От подвздошных артерий отходят две пупочные артерии, по которым
в составе пупочного канатика большая часть крови возвращается в пла­
центу.
Регуляция деятельности сердца. Уже у плода появляются вну­
трисердечные механизмы регуляции, проявляющиеся в эффекте Стар­
линга: усиление сокращения сердечной мышцы в ответ на увеличение
ее растяжения. Нервная регуляция появляется также довольно рано:
сначала появляется парасимпатическая иннервация (с 12—13-й недели
беременности), затем — симпатическая (с 20-й недели). С середины
беременности активность симпатического отдела начинает превышать
активность парасимпатического. В результате гуморальные адренерги­
ческие механизмы быстрее модулируют сердечную активность плода.
Но плотность симпатических нервов в сердечно-сосудистой системе
плода очень мала. Что касается парасимпатической системы, то функ­
ционально она оказывает очень малое влияние на сердце плода вплоть
до самой последней стадии его фетального созревания.
Система кровообращения плода мало реактивна, и в этом еще одна
ее особенность. Низкая реактивность, возможно, более всего зависит
от того, что пупочно-плацентарные сосуды находятся в расширенном
состоянии, их тонус крайне низок, что уменьшает периферическое со­
противление сосудов. Это во многом и обеспечивает гашение сердечнососудистых реакций и уменьшает нагрузку на сердце.
Выраженная гипоксемия, гиперкапния или комбинация обоих
факторов обычно вызывают повышение ЧСС и АД.
У плода, подобно тому как это происходит и у взрослых, отмеча­
ется перераспределение кровообращения при изменении газового со­
става крови в соответствии с потребностью тканей в кислороде. Сердце
рано начинает реагировать на стресс, вызванный гипоксией или крово­
потерей (у человека реакции появляются после десятой недели беремен­
ности), однако рефлексы с баро- и хеморецепторов синокаротидной
зоны и дуги аорты у плода выражены слабо.
Во время движений у плода происходит повышение АД, что обу­
словлено увеличением ЧСС, но не нарастанием сосудистого тонуса.
Артериолы и капилляры полностью или почти полностью раскрыты и
общее периферическое сопротивление в этой связи минимально.
В целом же к концу созревания плода в норме устанавливается
значительная степень нервного контроля сердечно-сосудистой системы.
Системное кровообращение у зрелого плода (как и у новорожденного
ребенка) характеризуется нейрогенной гипертензией.
299
7.1.4. Характеристика сердечно-сосудистой системы
новорожденного
К моменту рождения в системе кровообращения имеется несколь­
ко особенностей. Среди них наличие овального окна и артериального
протока. Перевязка пупочных сосудов прекращает плацентарное кро­
вообращение, запустевает венозный проток, резко падает давление
в правом предсердии.
Изменения в сердечной деятельности, начиная с момента первого
вдоха, вызваны увеличением просвета легочных сосудов, снижением
сопротивления в них, что вызывает включение малого круга кровоо­
бращения, улучшение притока крови к левому предсердию и повышение
давления в нем. Увеличение сопротивления в сосудах большого круга
кровообращения приводит к уменьшению притока крови к правому
предсердию и, следовательно, понижению давления в правом желудоч­
ке. В результате описанных изменений затрудняется переход крови
из правого предсердия в левое и из легочного ствола в аорту, создаются
предпосылки к закрытию артериального протока и овального отверстия.
Кровообращение полностью разделяется на два круга, и сердце начи­
нает функционировать как четырехкамерное. Функциональная атрофия
артериального протока начинается через 10—15 мин после рождения, а
морфологическая длится неделями. Закрытию артериального протока
способствует повышение напряжения кислорода в крови, избыточное
содержание адреналина и норадреналина, разрастание эндотелия и об­
разование тромбов. Если, например, содержание кислорода в крови
снижено (как бывает при гипоксии новорожденного) или во вдыхаемой
смеси много азота, то артериальный проток остается открытым. К со­
жалению, механизм закрытия, особенно овального окна, срабатывает
не всегда, что ведет к нарушению системы кислородообеспечения во
всем организме.
Масса сердца у новорожденных составляет 0,9% массы тела, в то
время как у взрослых — 0,5%, т.е. относительная масса сердца ново­
рожденного почти вдвое больше. Миокард на этой стадии развития
обладает большей устойчивостью к гипоксии и способен переклю­
чаться на анаэробный путь обмена. На ЭКГ новорожденного ребенка
сохраняется правограмма за счет большей массы правого желудоч­
ка. У новорожденного минутный объем кровообращения (далее —
МОК), отнесенный к массе тела, существенно выше, чем у взрослых.
Масса циркулирующей крови также относительно высока. В основе
этих явлений лежит потребность в обеспечении высокого уровня мета­
болизма.
300
В связи с изменением кровотока в правом и левом желудочках
постепенно меняется толщина их стенок. Стенки левого желудочка
становятся толще, хотя в эмбриональном периоде толще были стенки
правого желудочка.
Уровень периферического сопротивления складывается из двух
разнонаправленных сил. Одна направлена на повышение сопротив­
ления (например, сосудистый тонус), другая — на снижение сопротив­
ления (например, вязкость крови). Последнее связано с уменьшени­
ем количества эритроцитов, поскольку новорожденный попадает
в условия относительной гипероксии. Однако факторы, направленные
на снижение сопротивления, уступают возросшему сопротивлению
в большом круге кровообращения, и АД растет. У новорожденных си­
столическое АД составляет 80—90 мм рт. ст., диастолическое — 40—45
мм рт. ст.
Увеличивается также упругость сосудистой стенки, что способ­
ствует повышению АД и скорости распространения пульсовой волны.
На состоянии системы кровообращения новорожденных сказыва­
ются особенности их телосложения. Относительные размеры головы
(имеется в виду отношение к размерам туловища) в 4 раза превышают
таковые у взрослого человека. Относительная длина нижних конеч­
ностей вдвое меньше, чем у взрослых. Это приводит к тому, что доля
МОК в сосудах системы нисходящей аорты у новорожденных равна
40%, в то время как у взрослых — 75%.
У новорожденных ортостатическая проба не производит ожидае­
мых изменений АД. Вследствие перераспределения крови между отно­
сительно большой головой и маленькими ногами при ортостатической
пробе повышается центральное венозное давление, а в итоге пульсовое
АД не только не снижается, но может даже немного повыситься.
Обращает на себя внимание и тот факт, что у новорожденного все
реакции сердечно-сосудистой системы направлены на повышение АД.
Такой ответ не может быть достаточно совершенным в компенсаторноприспособительном плане. У взрослого человека реакции разнообразны,
а главное — они подчинены принципу взаимодействия, и их компенси­
рующая роль очевидна.
В течение первого года жизни усиливается влияние парасимпати­
ческого отдела нервной системы, повышается роль рефлексов с баро- и
хеморецепторов дуги аорты и каротидного синуса.
Рассматривая особенности сердечно-сосудистой системы ново­
рожденного, необходимо отметить и высокий коэффициент капилляр­
ной фильтрации — он вдвое больше, чем у взрослых. При низком кро­
вотоке, охлаждении тела и у незрелых новорожденных он может быть
301
еще выше. Скорость капиллярной фильтрации зависит также от пло­
щади функционирующих капилляров. Причины высокой капиллярной
фильтрации в расширении артериол, высоком венозном давлении,
высоком кровотоке, относительно большом объеме плазмы, а также
высоком уровне метаболизма. Причинами низкого сопротивления
кровотоку являются слабо развитая гладкая мускулатура артериальной
стенки и несовершенство нервной регуляции.
В периоде новорожденности имеют место и морфофункциональ­
ные особенности вен. Например, достаточно высока величина венозно­
го давления. К причинам высокого венозного давления у новорожден­
ных относятся слабая растяжимость вен, их узкий просвет, большие
объемы плазмы и межтканевой жидкости, высокая ЧСС и недостаточ­
ная растяжимость правого желудочка.
Однако на самом начальном этапе постнатального онтогенеза ве­
нозное давление характеризуется снижением. Этому способствуют
снизившееся сопротивление в малом круге кровообращения, выключе­
ние пупочного кровообращения и малая активность ЖКТ.
Уже в этом периоде венам свойственна спонтанная активность,
что является признаком установления функциональных связей со­
зревающих гладкомышечных клеток. Период спонтанной активности
совпадает с существенным повышением чувствительности к норадре­
налину и вазомоторной иннервации. С возрастом появляется чувстви­
тельность вен к ацетилхолину. Существенно также включение клапанов
вен в гемодинамику, что предупреждает обратный ток венозной крови
и увеличение депонирующей возможности венозной системы, особенно
печени и селезенки.
Таким образом, у новорожденного ребенка регуляция деятельно­
сти сердечно-сосудистой системы становится более разнообразной,
усиливается роль нервных влияний, происходит перераспределение
баланса между симпатическими и парасимпатическими влияниями,
изменяются гемодинамические характеристики. Такие преобразова­
ния имеют исключительное значение, поскольку после рождения ре­
бенок лишается постоянства внешней среды и попадает в постоянно
меняющуюся среду, к которой организм должен активно приспосабли­
ваться.
7.1.5. Физиология сердечно-сосудистой системы
в детском возрасте
Масса сердца с возрастом увеличивается по абсолютной величине
от 22 г у новорожденных до 120 г в семь лет, 150—160 г — в 11 лет и
302
до 250—300 г (девушки и юноши) у взрослых. Однако относительная
масса органа снижается с 5,5 (новорожденные) до 4,2—4,4 (взрослые)
г/кг массы тела. Сердце ребенка приобретает основные морфологиче­
ские черты сердца взрослых к семи годам, хотя рост, развитие и диф­
ференцировка мышечной ткани сердца продолжается до 18—20 лет.
В возрасте 8—12 лет электрическая ось сердца постепенно смещается
влево в связи с опережающим ростом левого отдела сердца. Показано
также, что абсолютная величина систолического объема крови (далее —
СОК) МОК существенно увеличиваются, но МОК, отнесенный к мас­
се тела, уменьшается. Так, СОК увеличивается с 1 мл/кг массы тела
у новорожденных до 1,15 мл/кг у 12-летних детей, а МОК за этот же
период уменьшается с 117 до 85 мл/кг массы тела. Последнее объясня­
ется снижением уровня энергетических процессов, физиологическим
урежением ЧСС и увеличивающимся сужением артериол.
Тахикардия раннего возраста — результат не только нарушенного
баланса между симпатическими и парасимпатическими влияниями, но
и высокой чувствительности к выраженному расширению перифери­
ческих сосудов. Отмечающееся с возрастом урежение ЧСС является,
помимо всего прочего, результатом стимуляции механорецепторов
сосудов нарастающим уровнем АД. Уменьшение ЧСС с возрастом при­
водит к увеличению сердечного цикла за счет удлинения диастолы.
Продолжается усиление влияния парасимпатического отдела нервной
системы на сердце и увеличение роли рефлексов с баро- и хеморецеп­
торов дуги аорты и каротидного синуса. Увеличивается значение гете­
рометрического механизма регуляции сокращений сердца, т.е. увели­
чение силы сокращений при увеличении притока крови к сердцу.
Повышаются адаптационные возможности сердца к физическим на­
грузкам, что выражается в более быстром восстановлении работы
сердца и ЧСС после нагрузок и более продолжительном периоде ста­
бильной работы сердца.
До 10—12 лет просвет легочной артерии больше просвета аорты.
Вены растут интенсивнее артерий, однако венозная сеть до подростко­
вого возраста отличается меньшим объемом, а просвет венозных сосудов
практически равен просвету артерий. Вертикальное положение тела
приводит к дополнительной нагрузке на сосуды нижней половины тела,
а затем постепенно формируются морфологические различия между
сосудами верхних и нижних конечностей.
Капиллярная сеть у детей хорошо развита, особенно велик, по
сравнению со взрослыми, просвет капилляров в легких, почках, кишеч­
нике и коже. Дифференцировка капиллярных структур практически
заканчивается к 13 годам.
303
Совершенствуется механизм перераспределения кровотока между
разными органами в зависимости от их функционального состояния
(рабочая гиперемия и «ишемия»). Увеличивается время полного кру­
гооборота крови с 12 секунд у новорожденных до 18 секунд у детей
10—12 лет.
Особенностью детского возраста является также большой объем
плазмы, отнесенный к единице массы тела, и высокое венозное давление.
В период детства отмечается низкое АД, что вызвано низким пе­
риферическим сопротивлением и небольшим запасом потенциальной
энергии, создаваемой сокращениями сердца. Имеющееся у детей низкое
сопротивление сосудов кровотоку, слабо выраженные реакции сосудов
на внешние стимулы не способствуют поддержанию гомеостаза. В част­
ности, даже при небольшом охлаждении теплоотдача резко возрастает,
в связи с тем что кожные сосуды остаются расширенными. Быстрое
совершенствование сосудодвигательных реакций на внешние стимулы
начинается с шестилетнего возраста. Их развитие можно ускорить за­
каливающими процедурами. Сосудодвигательные реакции из неэконо­
мичных, генерализованных в этом возрасте становятся более локаль­
ными.
В процессе роста и развития происходит существенный прирост
АД. После первого года жизни систолическое АД у ребенка можно рас­
считать по формуле
АД = 100 + 0,5 г. (или 80 + 2 г.),
где г. — возраст в годах.
Диастолическое АД равно приблизительно 0,5—0,75 систоличе­
ского, либо 0,5 систолического + 5 мм рт. ст.; его можно также опреде­
лить по формуле: 63 + 0,4 числа лет ребенка. Сумма величины систо­
лического АД и частоты пульса во все периоды детства практически
постоянна и равна примерно 200.
Отмечаемый подъем АД связан с увеличением массы тела детей.
Показано, что для каждого ребенка присуща своя, индивидуальная
норма АД, зависящая от особенностей телосложения, причем в раз­
ные возрастные периоды она детерминирована разными признаками.
К детерминантам АД, помимо возраста, относятся раса, пол, климато­
географические условия, время суток, особенности генотипа и феномен
акселерации, степень ожирения и показатель гематокрита, содержание
гемоглобина, половое созревание и даже образовательный уровень
родителей; однако наиболее значимыми детерминантами АД у детей и
подростков являются длина и масса тела. Доля влияния длины тела
от 4 к 16 годам постепенно снижается.
304
Эффект сил, направленных на повышение АД, значительно пре­
восходит эффект факторов, направленных на его снижение. У ребенка
в процессе роста происходит постепенный переход от режима ново­
рожденности с высоким кровотоком и низким АД до режима взрослого
человека с низким кровотоком и высоким АД.
С семи-восьми лет у детей отмечается предстартовая реакция
сердечно-сосудистой системы: еще до начала мышечной работы уча­
щается сердцебиение и повышается АД. Это свидетельствует о появле­
нии в системе кровообращения условно-рефлекторных реакций, кото­
рые в процессе дальнейшего онтогенетического развития становятся
более выраженными. Вместе с тем организм ребенка, даже в условиях
систематической физической тренировки, не приобретает той эконо­
мизации функции сердечно-сосудистой системы, которая характерна
для взрослых.
7.1.6. Физиология сердечно-сосудистой системы
подростков
Подростковый возраст — третий критический период развития
сердечно-сосудистой системы.
Масса сердца и размеры его камер прирастают быстрее, чем диа­
метр кровеносных сосудов. Если объем сердца к 14 годам увеличивает­
ся почти в 12 раз по сравнению с новорожденными, то диаметр аорты —
только в 3 раза. Просвет сосудов относительно невелик еще и потому,
что в результате скачкообразного увеличения длины тела сосуды вы­
тягиваются. В итоге наблюдается относительный стеноз (сужение)
аорты и легочного ствола. У подростков 12—16 лет просвет аорты и
легочной артерии уже одинаков, а в более старшем возрасте аорта ста­
новится шире, чем легочная артерия. Просвет вен становится вдвое
больше просвета артерий.
Рост миокарда (сердечной мышцы) опережает рост и развитие
соединительной ткани. Другими словами, рост клапанов сердца не по­
спевает за ростом миокарда и образуется их «транзиторная недоста­
точность». Ее усиливает незрелость регуляции сосочковых мышц мио­
карда, что приводит к асинхронности их работы. Перечисленные
особенности сказываются на характере потока крови и в конечном
счете способствуют появлению функциональных шумов.
В связи с феноменом акселерации у многих подростков наблюда­
ются признаки отставания темпов развития сердца от увеличения раз­
меров тела, формируется так называемое малое, или капельное, сердце.
При этом наблюдается низкий уровень СОК, тахикардия, пониженное
305
АД, функциональный систолический шум. Если рост сердца опережает
рост тела формируется «большое», или «гипертрофированное», сердце,
при котором имеется увеличение СОК и МОК, низкая ЧСС, повыше­
ние АД, функциональный систолический шум. Таким образом, дис­
гармоничное развитие является причиной образования «подростко­
вого», или «юношеского», сердца. У гармонично развивающихся
подростков средних размеров тела пропорции между величинами
сердца, просветом сосудов, ростом и массой тела оптимальные, что
обеспе­чивают наибольшие функциональные возможности сердечнососудистой системы.
Вместе с тем в период полового созревания происходит наиболь­
ший прирост ударного и минутного объема крови:
„„ СОК: с 35—57 мл в 10 лет (девочки и мальчики) до 55—66 мл
в 14—16 лет;
„„ МОК — с 3—4,2 л до 3,8—4,5 л соответственно.
В то же время относительные показатели меняются несуществен­
но: СОК — с 1,15 до 1,2 мл/кг массы тела; МОК — с 85 до 93 мл/кг
массы тела.
В пубертатный период сердечно-сосудистая система приобретает
выраженные адренергические черты регуляции. Усиливается дыхатель­
ная аритмия: постепенное увеличение ЧСС при вдохе и ее уменьшение
при выдохе. Значительно повышается тонус центров блуждающего
нерва, в связи с чем у подростков может провоцироваться брадикардия
(урежение ЧСС менее 60 уд./мин) и замедление предсердно-желудоч­
ковой проводимости. При сниженном тонусе блуждающего нерва
обычно отмечается тахикардия (повышение ЧСС выше 90 уд./мин).
Как известно, важную роль в регуляции сердечно-сосудистой системы
подростков играет эндокринная система. Например, гонадотропная
функция гипофиза и уровень половых гормонов способствуют пра­
вильной эволюции сердца. Эндокринный фактор сказывается и на ве­
личине АД. Так, с повышением уровня адренокортикотропного гормо­
на в крови отмечается спазм прекапилляров, и в период полового
созревания возможно увеличение периферического сопротивления и
соответственно АД.
В подростковом периоде усиливаются половые морфофункцио­
нальные различия сердечно-сосудистой системы, которые начинают
улавливаться уже в четырехлетнем возрасте. Миокард мальчиков-под­
ростков, как правило, имеет большие функциональные возможности,
чем у девочек, а величины систолического (диастолического) АД маль­
чиков в 14—16 лет в среднем выше (115,0/62,5), чем у девочек
(104,5/57,3). Однако обычно у девочек в связи с менструальным циклом
306
происходит предменструальный подъем систолического АД и снижение
ЧСС. Величина АД у девочек выходит на взрослый уровень раньше,
чем у мальчиков (примерно через 3,5 года после появления первых
менструаций).
В самом конце подросткового периода и у девушек, и у юношей
сила сердечных сокращений возрастает, что сопровождается преобла­
данием парасимпатической регуляции сердца и урежением ЧСС.
В период полового созревания стартовая реакция системы крово­
обращения (ее реактивность) может даже превысить таковую у взрос­
лых. Это проявляется в более быстром подъеме ЧСС и АД при физи­
ческих и психоэмоциональных нагрузках и более медленном их
восстановлении. У многих физически нетренированных подростков,
имеющих высокие показатели физического развития, адаптивные ре­
акции на нагрузку носят неблагоприятный характер в связи с гипо­
эволюцией сердца и высоким периферическим сопротивлением. От­
мечается снижение эффективности адаптации у подростков не только
к мышечным, но и к температурным нагрузкам.
И все же процесс совершенствования регуляции сердечно-сосуди­
стой системы продолжается. Это особенно отмечается к концу подрост­
кового периода.
Параллельно с увеличением потенциальной лабильности сердца
от детского к подростковому возрасту происходит экономизация энер­
гозатрат в процессе обеспечения умственной или мышечной работы.
Об этом свидетельствует значительное снижение амплитуды реакций
АД и ЧСС, отнесенных к единице массы тела.
У мальчиков 16—17 лет регуляция сердечно-сосудистой систе­
мы отличается наибольшей пластичностью адаптивных механизмов,
позволяющих повышать кислородную эффективность энергообеспе­
чения.
Необходимо отметить, что система кислородообеспечения пред­
ставляет собой взаимодействие по крайней мере трех систем: внешнего
дыхания, крови и кровообращения. Причем кислородтранспортные
возможности преимущественно определяются системой кровообраще­
ния, и прежде всего способностью сердца увеличивать МОК.
307
7.2. АНАТОМО-ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ И ВОЗРАСТНЫЕ
ОСОБЕННОСТИ СИСТЕМЫ ДЫХАНИЯ
7.2.1. Общие сведения
Дыханием называют обмен газов между организмом и окружаю­
щей средой. У человека газообмен состоит из пяти этапов:
1) обмен газов между воздушной средой и легкими (внешнее ды­
хание);
2) обмен газов между легкими и кровью (легочное дыхание);
3) транспорт газов кровью;
4) диффузия газов из крови в ткани и из тканей в кровь;
5) окисление в тканях (тканевое дыхание).
Обмен газов между кровью и воздухом осуществляет дыхательная
система, которая состоит из носовой полости, носоглотки, гортани,
трахеи, бронхов и легких (рис. 7.4).
Рис. 7.4. Строение дыхательной системы: воздуховодные и
респираторные пути; легочные альвеолы и их кровоснабжение
В верхних дыхательных путях (носовой полости, носоглотке,
глотке) вдыхаемый воздух очищается от пылевых частиц, согревается
и увлажняется. Носовая полость разделена на две части перегородкой.
В каждой ее части расположены три извилистых хода. Воздух поступа­
ет через наружные отверстия. Внутренний слой носовой полости покрыт
308
мерцательным слизистым эпителием, который содержит кровеносные
сосуды и железы. Через носоглотку и глотку воздух поступает в гортань.
Нижние дыхательные пути образуются гортанью, трахеей, брон­
хами. Средний слой гортани, которая является органом голосообразо­
вания, состоит из хрящей, соединенных между собой связками и мыш­
цами. Внутренний слой также покрыт мерцательным слизистым
эпителием. Между слизистой оболочкой и хрящами располагаются
голосовые связки. Воздух через гортань проходит в трахею. Трахея
представляет собой полый цилиндр, нижний конец которого делится
на левый и правый первичные бронхи. Трахея проводит воздух к брон­
хам, которые многократно ветвятся, утончаются, уменьшаются, образуя
бронхиальное дерево (см. рис. 7.4). По бронхам воздух достигает альвеол (легочных пузырьков), где и происходит газообмен.
Легкие покрыты оболочкой — легочной плеврой, состоящей
из двух листков, которые образуют герметически замкнутую плевраль­
ную полость, заполненную плевральной жидкостью. Давление внутри
плевральной полости ниже атмосферного, поэтому легкие всегда рас­
тянуты.
Легкие пассивно участвуют в дыхании. Дыхательные движения
(вдох и выдох) осуществляются с помощью дыхательных мышц — меж­
реберных и диафрагмы. Акты вдоха и выдоха ритмически сменяют
друг друга. Вдох — это активный процесс, а выдох преимущественно
осуществляется пассивно. За минуту взрослый человек делает 15—20
дыхательный движений, физически тренированные люди — до 8—12,
однако их дыхание более глубокое.
Ритмическая смена акта вдоха и выдоха, а также согласованная
работа дыхательных мышц обеспечивается нервно-гуморальной регу­
ляцией. Основной дыхательный центр расположен в продолговатом
мозге. Он состоит из центра вдоха и центра выдоха. Эти центры тесно
функционально взаимодействуют. Автоматизм центра вдоха поддер­
живается и изменяется под влиянием импульсов, поступающих от ды­
хательных мышц, сосудистых рефлексогенных зон, различных интерои экстерорецепторов, а также других гуморальных факторов (pH крови,
концентрация СО2 и О2 в крови). Высшие дыхательные центры распо­
лагаются в промежуточном мозге и в коре больших полушарий. Функ­
ция высших дыхательных центров заключается в изменении дыхания
в зависимости от потребностей организма и уровня обмена веществ, а
также в регуляции произвольного дыхания при разговоре, пении и т.д.
Показателем подвижности легких и грудной клетки является
жизненная емкость легких (далее — ЖЕЛ). Жизненная емкость легких — максимальный объем воздуха, который человек может выдохнуть
309
после глубокого вдоха, — отражает максимальные возможности дыха­
тельной системы. Величина ЖЕЛ зависит от возраста, пола, размеров,
положения тела, степени тренированности, состояния здоровья чело­
века и т.д.
Система органов дыхания выполняет лишь первую часть газооб­
мена. Остальное выполняет система органов кровообращения. Их со­
вместная деятельность обеспечивает поддержание относительного
постоянства соотношений О2 и СО2 в крови и тканях организма.
Ниже перечислены характерные черты функционирования систе­
мы дыхания.
1. Объем легочной вентиляции обусловливает не один, а несколь­
ко гуморальных показателей: рН, напряжение СО2 и О2 в крови.
2. В дыхательный центр одновременно поступает информация
о вышеназванных гуморальных показателях крови, ликвора, межкле­
точной жидкости и ткани самого дыхательного центра.
7.2.2. Особенности дыхания плода
Во внутриутробной жизни плод получает О2 и удаляет СО2 ис­
ключительно путем плацентарного кровообращения. Однако большая
толщина плацентарной мембраны (в 10—15 раз толще легочной мемб­
раны) не позволяет выравнивать парциальные напряжения газов по обе
ее стороны. У плода появляются ритмические дыхательные движения
частотой 38—70 в мин. Эти дыхательные движения сводятся к неболь­
шому расширению грудной клетки, которое сменяется более длитель­
ным спадением и еще более длительной паузой. Легкие при этом не
расправляются, остаются спавшимися, альвеолы и бронхи заполнены
жидкостью, которая секретируется альвеолоцитами. В межплевральной
щели возникают лишь небольшое отрицательное давление в результа­
те отхождения наружного (париетального) листка плевры и увеличение
ее объема. Дыхательные движения плода происходят при закрытой
голосовой щели, поэтому в дыхательные пути околоплодная жидкость
не попадает.
Дыхательные движения плода способствуют, во-первых, увеличе­
нию скорости движения крови по сосудам и ее притоку к сердцу, а это
улучшает кровоснабжение плода; во-вторых, развитию легких и дыха­
тельной мускулатуры, т.е. тех структур, которые понадобятся организ­
му после его рождения.
Особенности транспорта газов кровью. Напряжение кислорода
в оксигенированной крови пупочной вены низкое (30—50 мм рт. ст.),
понижено содержание оксигемоглобина (65—80%) и кислорода (100—
310
150 мл/л крови), в связи с чем его еще меньше в сосудах сердца, мозга
и других органов. Однако у плода функционирует фетальный гемогло­
бин (HbF), обладающий высоким сродством с О2, что улучшает снаб­
жение клеток кислородом за счет сдвига кривой диссоциации оксиге­
моглобина влево, в сторону более низких значений парциального
напряжения газа. К концу беременности содержание HbF снижается
до 40%. Напряжение углекислого газа в артериальной крови плода
(35—45 мм рт. ст.) низкое за счет гипервентиляции беременных. В эрит­
роцитах отсутствует фермент карбоангидраза в результате чего до 42%
углекислого газа, который может содержаться в гидрокарбонатах,
исклю­чается из транспорта и газообмена. Через плацентарную мемб­
рану транспортируется в основном физический растворенный СО2.
К концу беременности содержание СО2 в крови плода увеличивается
до 600 мл/л. Несмотря на эти особенности транспорта газов, ткани
плода имеют адекватное обеспечение кислородом благодаря следующим
факторам:
„„ тканевой кровоток примерно в 2 раза больше, чем у взрослых;
„„ анаэробные окислительные процессы преобладают над аэроб­
ными;
„„ энергетические затраты плода минимальны.
7.2.3. Дыхание новорожденного
С момента рождения ребенка, еще до пережатия пуповины начи­
нается легочное дыхание. Легкие полностью расправляются после
первых двух-трех дыхательных движений. Причины первого вдоха:
„„ избыточное накопление СО2 и Н+ и обеднение О2 крови после
прекращения плацентарного кровообращения, что стимулиру­
ет центральные хеморецепторы;
„„ изменение условий существования, особенно мощным факто­
ром является раздражение кожных рецепторов (механо- и
терморецепторов) и возрастающая афферентная импульсация
с вестибуло- и проприорецепторов;
„„ разность давления в межплевральной щели и в дыхательных
путях, которая при первом вдохе может достигнуть 70 мм вод.
ст. (в 10—15 раз больше, чем при последующем спокойном ды­
хании).
Кроме того, в результате раздражения рецепторов, расположенных
в области ноздрей, околоплодной жидкостью (рефлекс ныряльщика)
прекращается торможение дыхательного центра. Происходит возбуж­
дение мышц вдоха (диафрагмы), что вызывает увеличение объема
311
грудной полости и понижение внутриплеврального давления. Объем
вдоха оказывается больше объема выдоха, что приводит к формирова­
нию функциональной остаточной емкости. Выдох в первые дни жизни
осуществляется активно с участием экспираторных мышц.
При осуществлении первого вдоха преодолевается значительная
упругость легочной ткани, обусловленная силой поверхностного на­
тяжения спавшихся альвеол. При первом вдохе энергии затрачивает­
ся в 10—15 раз больше, чем в последующие вдохи. Для растяжения
легких еще не дышавших детей давление воздушного потока должно
быть примерно в 3 раза больше, чем у детей, перешедших на спонтанное
дыхание.
Облегчает первый вдох поверхностно-активное вещество — сурфактант, которое в виде тонкой пленки покрывает внутреннюю поверх­
ность альвеол. Сурфактант уменьшает силу поверхностного натяжения
и работу, необходимую для вентиляции легких, а также поддерживает
в расправленном состоянии альвеолы, предохраняя их от слипания. Это
вещество начинает синтезироваться на шестом месяце внутриутробной
жизни и при наполнении альвеол воздухом мономолекулярным слоем
растекается по поверхности альвеол. У нежизнеспособных новорож­
денных, погибших от слипания альвеол, обнаружено отсутствие сур­
фактанта.
Давление в межплевральной щели новорожденного во время вы­
доха равно атмосферному давлению, и во время вдоха оно уменьшается
и становится отрицательным (у взрослых оно отрицательно и во время
вдоха, и во время выдоха).
По обобщенным данным, у новорожденных число дыхательных
движений в минуту 40—60, минутный объем дыхания — 600—700 мл,
что составляет 170—200 мл/мин/кг.
С началом легочного дыхания за счет ускорения кровотока и
уменьшения сосудистого русла в системе легочного кровообращения
изменяется кровообращение через малый круг. Открытый артериаль­
ный (боталлов) проток в первые дни, а иногда недели, может поддер­
живать гипоксию за счет направления части крови из легочной артерии
в аорту, минуя малый круг.
7.2.4. Особенности дыхания в детском возрасте
Частота, глубина, ритм и типы дыхания у детей. Дыхание у детей
частое и поверхностное. Это связано с тем, что работа, затрачивае­
мая на дыхание, по сравнению со взрослыми, больше, в первую очередь
потому, что преобладает диафрагмальное дыхание, поскольку ребра
312
расположены горизонтально, перпендикулярно позвоночному столбу,
что ограничивает экскурсию грудной клетки. Этот тип дыхания оста­
ется ведущим у детей до 3—7-летнего возраста. Во-первых, оно требует
преодоления сопротивления органов брюшной полости (у детей отно­
сительно большая печень и частые вздутия кишечника). Во-вторых,
у детей велика упругость легочной ткани (низкая растяжимость легких
в связи с малым количеством эластических волокон) и значительно
бронхиальное сопротивление из-за узости верхних дыхательных путей.
Кроме того, ацинусы (структурно-функциональные единицы легкого)
имеют меньшие размеры, плохо дифференцированы, и количество
альвеол ограничено (площадь поверхности воздух — ткань составляет
всего 3 м2, тогда как у взрослых — 75 м2). Частота дыхания у детей раз­
ных возрастов представлена в табл. 7.1.
Таблица 7.1
Частота дыхания у детей разных возрастов
Возраст
Частота дыхания,
мин
Возраст, лет
Частота дыхания,
мин
Новорожденные
40—60
7—8
22—23
1—2 месяца
41—48
9—10
20—21
1—3 года
31—35
11—12
18—20
4 года — 6 лет
24—26
13—15
17—18
Частота дыхания у детей существенно меняется в течение дня, а
также значительно больше, чем у взрослых, изменяется под влиянием
различных воздействий (психического возбуждения, физической на­
грузки, повышения температуры тела и среды). Это объясняется легкой
возбудимостью дыхательного центра у детей.
До восьми лет частота дыхания у мальчиков несколько больше,
чем у девочек. К периоду полового созревания этот показатель у де­
вочек становится выше, и такое соотношение сохраняется на всю
жизнь.
Ритм дыхания. У новорожденных и грудных детей дыхание не­
ритмично: глубокое сменяется поверхностным. Паузы между вдохом и
выдохом неравномерны. Продолжительность вдоха и выдоха у детей
короче, чем у взрослых: вдох равен 0,5—0,6 с (у взрослых — 0,98—2,82 с),
а выдох — 0,7—1,0 с (у взрослых — 1,62—5,75 с). Уже с момента рожде­
ния устанавливается такое же, как у взрослых, соотношение между
вдохом и выдохом: вдох короче выдоха.
313
Типы дыхания. У новорожденного до второй половины первого
года жизни преобладает диафрагмальный тип дыхания. Грудное дыха­
ние затруднено, так как грудная клетка имеет пирамидальную форму,
а верхние ребра, рукоятка грудины, ключица и весь плечевой пояс рас­
положены высоко, ребра лежат почти горизонтально, дыхательная
мускулатура грудной клетки слаба. С момента, когда ребенок начинает
ходить и все чаще занимает вертикальное положение, дыхание стано­
вится грудобрюшным. С трех — семи лет в связи с развитием мышц
плечевого пояса грудной тип дыхания начинает преобладать над диа­
фрагмальным. Половые различия типа дыхания начинают выявляться
с семи-восьмилетнего возраста и заканчиваются к 14—17 годам. К это­
му времени у девушек формируется грудной, а у юношей — брюшной
тип дыхания.
Легочные объемы у детей. У новорожденного ребенка объем
легких во время вдоха увеличивается незначительно. Дыхательный
объем составляет всего 15—20 мл. В этот период обеспечение организ­
ма О2 происходит за счет увеличения частоты дыхания. С возрастом
вместе с уменьшением частоты дыхания дыхательный объем увели­
чивается (табл. 7.2).
Таблица 7.2
ЖЕЛ у детей разного возраста
Возраст, лет
ЖЕЛ, мл
Объем, мл
дыхательный
резервный
выдох
резервный
вдох
4
1 100
120
480
500
6
1 200
150
500
550
8
1 600
170
715
715
10
1 800
230
785
785
12
2 200
260
970
970
14
2 700
300
1 700
1 700
16
3 800
400
1 700
1 700
Источник: Доскин В.А., Келлер Х., Мураенко Н.М., Тонкова-Ямпольская Р.В.
Морфофункциональные константы детского организма : справочник. М. : Ме­
дицина, 1997.
Минутный объем дыхания с возрастом также увеличивается, со­
ставляя у новорожденных 630—650 мл/мин, а у взрослых — 6100—
6200 мл/мин (табл. 7.3).
314
Таблица 7.3
Минутный объем дыхания у детей разного возраста
Возраст, лет
Минутный объем дыхания
мл
мл/кг массы тела
Новорожденные
635
192
1—2
2 200—2 900
220—200
6—7
3 200—3 400
180—168
10—11
4 000—4 200
150—140
14—15
5 000—5 400
120—128
Источник: Доскин В.А., Келлер Х., Мураенко Н.М., Тонкова-Ямпольская Р.В.
Морфофункциональные константы детского организма : справочник. М. : Ме­
дицина, 1997.
В то же время относительный объем дыхания (отношение МОД
к массе тела) у детей больше, чем у взрослых, примерно в 2 раза (у но­
ворожденных относительный объем дыхания около 192, у взрослых —
96 мл/мин/кг). Это объясняется высоким уровнем обмена веществ и
потребления О2 у детей по сравнению с взрослыми. Так, потребность в
кислороде составляет (в мл/мин/кг массы тела): у новорожденных —
8—8,5; в 1—2 года — 7,5—8,5; в 6—7 лет — 8—8,5; в 10—11 лет — 6,2—6,4;
в 13—15 лет — 5,2—5,5 и у взрослых — 4,5.
Жизненная емкость легких определяется у детей начиная с че­
тырех-пяти лет, так как требуется активное и сознательное участие
самого ребенка (см. табл. 7.2). У новорожденного определяют так на­
зываемую жизненную емкость крика. Считают, что при сильном кри­
ке объем выдыхаемого воздуха равен ЖЕЛ. В первые минуты после
рождения она составляет 56—110 мл. Увеличение абсолютных пока­
зателей всех дыхательных объемов связано с развитием легких в онто­
генезе, увеличением количества и объема альвеол до семи-восьмилет­
него возраста, снижением аэродинамического сопротивления дыханию
за счет увеличения просвета дыхательных путей, уменьшением эласти­
ческого сопротивления дыханию благодаря увеличению в легких доли
эластических волокон относительно коллагеновых, увеличением силы
дыхательных мышц. Поэтому энергетическая стоимость дыхания сни­
жается.
Особенности поступления кислорода у детей разного возраста.
В процессе развития организма общее количество поступающего в ми­
нуту О2 увеличивается (увеличивается количество альвеол), а относи­
тельное потребление на 1 кг массы тела и дыхательный эквивалент
315
(отношение минутного объема дыхания к величине фактического по­
требления О2 в минуту) уменьшаются.
У детей отмечается относительно высокое содержание О2 в вы­
дыхаемом воздухе, так как у них по сравнению с взрослыми из альве­
ол в кровь переходит меньше кислорода. Например, в 17 лет процент
использования О2 в легких составляет 4,3, в шесть лет — только 3,3.
Эта величина у новорожденного в 2 раза меньше, чем у взрослого. С воз­
растом содержание О2, а с ним и его парциальное давление в альвеоляр­
ном воздухе становятся меньше, а содержание и парциальное давление
СО2 увеличиваются.
У новорожденных газообмен осуществляется не только в альвео­
лах, которые вентилируются неравномерно, но и в альвеолярных ходах,
поэтому взаимоотношения между анатомическим и физиологическим
мертвым пространством у них иные, чем у взрослых.
Мертвое дыхательное пространство у новорожденных равно
4,4—5 мл, что составляет 30—32% дыхательного объема. В результате
соотношений между мертвым дыхательным пространством, дыхатель­
ным объемом и частотой дыхания альвеолярная вентиляция у ново­
рожденных составляет 120—151 мл/мин/кг. По отношению к массе тела
и единице объема легких она у новорожденных значительно превос­
ходит ее относительные величины у взрослых.
У ребенка 6—7 лет физиологическое мертвое дыхательное про­
странство в 2 раза меньше, чем у взрослого, и занимает 22—26% дыха­
тельного объема, в 8—9 лет — 27%, в 10—11 лет — 28% дыхательного
объема. У подростков оно еще меньше, чем у взрослых, но доля его
в дыхательном объеме такая же, как у взрослых (32—33%).
Легочный кровоток новорожденных относительно больше, чем
у взрослых, так как у них более широкая сеть капилляров, но отношение
вентиляции к перфузии газов меньше. С возрастом увеличивается
диффузионная поверхность за счет роста количества альвеол и капил­
лярной сети легких, повышается диффузионный градиент кислорода
между альвеолярным воздухом и кровью благодаря увеличению интен­
сивности альвеолярной вентиляции, растет вентиляционно-перфузи­
онное отношение, что способствует высокому уровню обмена веществ.
Однако, поскольку уровень окислительных процессов с возрастом за­
медляется, относительное количество О2 на 1 кг массы или на 1 м2 по­
верхности тела, поступающее в альвеолы за минуту, по мере роста ре­
бенка уменьшается.
Возрастные особенности транспорта газов. После рождения
в течение первых дней резко повышается содержание оксигемогло­
бина (до 98%) главным образом за счет HbF (70%), увеличивается
316
парциальное напряжение кислорода (~120 мм рт. ст.) в артериальной
крови, а напряжение углекислого газа остается низким (~23 мм рт. ст.).
Поэтому кислородная емкость крови (далее — КЕК) в первые дни до­
статочно высокая (210—260 мл/л крови). Однако во второй половине
первого месяца начинается разрушение эритроцитов (физиологическая
желтуха новорожденных) и снижение содержания гемоглобина (за­
мена фетального гемоглобина на взрослый — HbA), поэтому КЕК
снижается до 140—150 мл/л крови), напряжение О2 уменьшается
до ~105 мм рт. ст., напряжение СО2 увеличивается до ~35 мм рт. ст.
Ко второму-третьему месяцу в крови остается только взрослый гемо­
глобин. Если в первые месяцы жизни устойчивость тканей, в том числе
нервной, к кислородному голоданию высокая, то постепенно она сни­
жается, что связано с увеличением интенсивности аэробных окисли­
тельных процессов.
У новорожденных транспорт осуществляется преимущественно
в виде физически растворенного и связанного с гемоглобином газа, так
–
как карбоангидраза, активирующая образование и распад НСО3 , по­
является только в конце первой недели, содержится в малом количестве
и ее активность невелика. С возрастом увеличивается вклад транспор­
тируемого СО2 в химически связанном состоянии.
Возрастные особенности регуляции дыхания. Несмотря на то что
дыхательные движения совершаются начиная с ранних этапов онтоге­
неза, у плода, да и у грудного ребенка образования дыхательного центра
морфологически и функционально не вполне оформлены.
Дыхательные движения плода регулируются в основном частью
дыхательного центра, расположенной в продолговатом мозге, а влияние
высших отделов дыхательного центра в регуляции дыхания на этом
этапе не имеет существенного значения. Корковая (произвольная) ре­
гуляция дыхания возникает вместе с речью. У детей электрическая
активность речевой мускулатуры во время произвольного изменения
дыхания гораздо выше, чем у взрослых.
Дыхательный центр плода, новорожденных и грудных детей об­
ладает низкой возбудимостью, хотя уже в антенатальном периоде ней­
роны дыхательного центра обладают автоматизмом, что способствует
поддержанию вентиляции легких у новорожденного. Дыхательный
центр обладает высокой реактивностью на импульсы рецепторов рас­
тяжения легких, но низкой способностью реагировать на раздражение
центральных и периферических хеморецепторов (последние начинают
функционировать с первого месяца жизни). В связи с функциональной
незрелостью пневмотаксического центра дыхательный ритм нерегу­
лярный. Деятельность дыхательного центра хорошо скоординирована
317
с центрами сосания и глотания: во время кормления частота дыхания
совпадает с частотой сосательных движений (центр сосания обычно
навязывает свою более высокую частоту возбуждения дыхательному
центру). Во время глотания дыхательные пути перекрываются и отде­
ляются от глотки мягким нёбом и надгортанником, голосовые связки
смыкаются.
С возрастом возбудимость дыхательного центра постепенно по­
вышается и в школьном возрасте становится такой же, как у взрослых.
У детей раннего возраста плохо развито произвольное дыхание, поэто­
му они не могут длительно задерживать дыхание при пении или чтении
стихов. Роль коркового контроля в произвольной регуляции дыхания
увеличивается в связи с развитием речевой функции.
В период полового созревания отмечается повышение возбудимо­
сти дыхательного центра, в связи с чем происходит ухудшение коорди­
нации актов вдоха и выдоха. В этом периоде при небольшом снижении
количества О2 во вдыхаемом воздухе часто возникает гипоксемия
(кислородное голодание).
У плода регуляция дыхательных движений осуществляется в ос­
новном содержанием О2 в крови. При снижении содержания О2 в кро­
ви плода увеличивается частота и глубина дыхательных движений.
Одновременно с этим увеличивается ЧСС, повышается кровяное дав­
ление и увеличивается скорость кругооборота крови. Однако механизм
такой адаптации к гипоксемии у плода иной, чем у взрослых. Во-первых,
реакция у плода имеет не рефлекторное (через хеморецепторы каро­
тидной и аортальной зон, как у взрослого), а центральное происхожде­
ние, поскольку сохраняется после выключения хеморецепторов. Вовторых, реакция не сопровождается увеличением кислородной емкости
и количества эритроцитов в крови, что имеет место у взрослого чело­
века.
На дыхание плода отрицательно влияет не только снижение, но и
повышение содержания О2 в крови. При повышении содержания О2
в крови матери (например, при вдыхании чистого О2) у плода прекра­
щаются дыхательные движения. Одновременно с этим уменьшается
ЧСС.
У новорожденного регуляция дыхания осуществляется в основ­
ном стволовыми нервными центрами.
Начиная с первых дней внеутробной жизни блуждающие нервы
играют большую роль в регуляции дыхания.
У детей первых лет жизни отмечается более высокая устойчи­
вость к кислородному голоданию. Это объясняется следующими фак­
торами:
318
более низкой возбудимостью дыхательного центра;
более высоким содержанием О2 в альвеолярном воздухе, что
позволяет поддерживать его нормальное напряжение в крови
более длительное время;
„„ спецификой окислительно-восстановительных реакций в ран­
ние периоды жизни, которая позволяет длительное время под­
держивать обмен веществ на достаточном уровне и в анаэроб­
ных условиях.
Хеморецепторы рефлексогенных зон сердечно-сосудистой сис­
темы начинают функционировать еще до рождения. Они реагируют
на относительно небольшое снижение напряжения О2 и повышение
напряжения СО2. В отличие от реакции взрослых, у новорожденных
изменения вентиляции легких на снижение напряжения О2 имеют не­
продолжительный и нестойкий характер. С возрастом вентиляторный
ответ на снижение напряжения О2 становится более стойким и вы­
раженным. При одном и том же снижении парциального давления О2
во вдыхаемом воздухе у детей и подростков минутный объем дыхания
увеличивается меньше, чем у взрослых. Вентиляторный ответ на вды­
хание СО2 у новорожденных детей выражен больше, чем у взрослых.
У детей увеличение вентиляции легких на физическую нагрузку
достигается главным образом за счет увеличения частоты дыхания, в то
время как у взрослого — за счет его углубления. При частом и поверх­
ностном дыхании воздух обменивается в основном в воздухоносных
путях, а альвеолярный воздух в этих условиях обменивается незначи­
тельно. Отсюда у детей более низкая, чем у взрослых, эффективность
легочной вентиляции, которая даже у тренированных детей не может
обеспечить должный газообмен организма при интенсивной работе.
К тому же коэффициент усвоения кислорода тканями у детей суще­
ственно ниже, чем у взрослых, что приводит к большему усилению
работы сердечно-сосудистой системы для достаточного обеспечения
тканей О2. Эффективность и экономичность кислородного обеспечения
организма повышается и достигает уровня взрослых людей к 20 годам
(в подростковом возрасте эти показатели снижаются, ухудшается каче­
ство их регулирования).
Воздействие на дыхание наркотиков и различных токсических
веществ тем сильнее, чем меньше возраст ребенка.
„„
„„
319
7.3. ВОЗРАСТНЫЕ АНАТОМО-ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ
ОСОБЕННОСТИ ПИЩЕВАРИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ
7.3.1. Морфофункциональные особенности
пищеварительной системы
Пищеварительная система — система органов, в которых проис­
ходит переваривание пищи, всасывание переработанных и выделение
непереваренных веществ. Она включает пищеварительный тракт и
пищеварительные железы.
Пищеварительный тракт — трубчатая часть пищеварительной
системы, в нем различают ротовую полость, глотку, пищевод, желудок,
тонкую и толстую кишку. В свою очередь желудок, тонкий и толстый
кишечник составляют ЖКТ (рис. 7.5).
Рис. 7.5. Схема строения пищеварительной системы человека
Ротовая полость. Внутренний слой ротовой полости образован
рых­лой соединительной тканью, содержащей железы, и выстлан мно­
гослойным плоским эпителием. Средний слой образован костями и
320
мышцами. В ротовой полости располагаются зубы, язык, мягкое и
твердое нёбо, открываются слюнные железы. Основные функции на­
чального отдела пищеварительного тракта — опробование пищи, меха­
ническая переработка, смачивание слюной и образование пищевого
комка, частичная химическая обработка пищи под влиянием амило­
литических ферментов слюны (птиалина, мальтазы), которая заключа­
ется в расщепление углеводов до мальтозы и глюкозы. Кислотность
в ротовой полости слабощелочная.
Глотка и пищевод — это мышечные трубки, по которым пища про­
водится в желудок. В глотке происходит перекрещивание дыхательно­
го и пищеварительного путей. Внутренний слой этих трубок образован
теми же тканями, что и ротовая полость. Средний слой глотки, а также
верхняя и средняя части пищевода образованы поперечнополосатой му­
скулатурой переходящей в нижней части в гладкую мускулатуру, кото­
рая образует жом (сфинктер), препятствующий обратному перемеще­
нию кислой пищевой массы из желудка в пищевод с нейтральной средой.
Желудок — наиболее расширенная часть пищеварительной труб­
ки. В желудке выделяют: тело, дно, или свод, малую и большую кривиз­
ну и привратник, переходящий в двенадцатиперстную кишку. Внутрен­
ний слой слизистый, железистый, имеет складки, выстлан однослойным
кубическим эпителием, содержащим различные клетки:
„„ главные, вырабатывающие ферменты;
„„ обкладочные, синтезирующие соляную кислоту, создающую
кислую среду для оптимальной работы желудочных ферментов;
„„ слизистые, выделяющие слизь.
Средний слой представлен тремя мощными слоями гладкомышеч­
ной ткани, в нижней части образующей жом.
В желудке пища может находиться до четырех-шести часов и под­
вергаться механической и химической обработке. За сутки у взрослого
человека выделяется от 1,5 до 2,5 л желудочного сока, содержащего
протеолитические (пепсин, химозин, расщепляющие белки) и липоли­
тические (липаза, расщепляющая эмульгированные жиры) ферменты.
В желудке начинается всасывание, а также происходит синтез гормонов
(гастрин и др.). Работа желудка регулируется сложными нейрогумо­
ральными механизмами. Блуждающий нерв усиливает секрецию и
моторику желудка, а симпатический — ослабляет. Адреналин, ацетил­
холин, гистамин усиливают секрецию желудочного сока, а гастрин —
синтез ферментов. Усиливают образование и выделение желудочного
сока мясные и овощные бульоны и всосавшиеся в кровь продукты
расщепления. Жиры, крепкие сахара, а также отрицательные эмоции
тормозят желудочную секрецию.
321
В тонком кишечнике выделяют двенадцатиперстную, тощую и
подвздошную кишки. Это наиболее длинная часть пищеварительного
тракта (около 5 м). Слизистый слой выстлан однослойным цилиндри­
ческим каемчатым эпителием и образует поперечные складки с паль­
цеобразными выростами, увеличивающими поверхность всасывания.
Средний слой образован двумя слоями гладкомышечной ткани (по­пе­
речными и продольными). В тонком кишечнике завершается расщеп­
ление пищи под влиянием печеночной желчи, соков поджелудочной
железы и кишечного сока, содержащих все три вида пищеварительных
ферментов. Строение тонкого кишечника приспособлено к наиболее
интенсивному всасыванию продуктов расщепления. Кроме того, в нем
синтезируется ряд гормонов, влияющих на процессы пищеварения
(энтерогастрин, вилликинин, секретин, холецистокинин и др.).
Толстый кишечник — широкая трубка, у взрослого человека дли­
ной около 1,5 м. В толстом кишечнике выделяют несколько частей:
слепая кишка с червеобразным отростком — аппендиксом, ободочная
и прямая кишка. Внутренний слой всего толстого кишечника выстлан
однослойным кубическим слизистым эпителием, кроме прямой кишки
(многослойный). Мышечный слой в прямой кишке образует два жома:
внутренний — гладкомышечный и наружный — поперечнополосатый,
способный к произвольной регуляции. В толстом кишечнике проис­
ходит интенсивное всасывание воды и минеральных веществ, форми­
рование каловых масс, синтез витаминов группы В и К.
Таким образом, основная функция пищеварительной системы —
поддержание в организме такого уровня питательных веществ, который
обеспечивает нормальное течение обменных процессов. Уменьшение
содержания питательных веществ в организме через возбуждение хе­
морецепторов ЖКТ, сосудов и тканей нервным и гуморальным путями
возбуждает части пищевого центра, расположенного в гипоталамиче­
ской области. Это возбуждение вызывает:
„„ выход резервных питательных веществ;
„„ перераспределение резервных питательных веществ к более
важным органам;
„„ снижение уровня расхода питательных веществ и обменных
процессов в клетках и тканях организма.
От момента приема пищи до поступления питательных веществ
в кровь затрачивается время на переваривание и всасывание, однако
восстановление нормального уровня питательных веществ в крови на­
чинается уже в момент поступления пищи в ротовую полость и желу­
док за счет передачи импульсов от рецепторов ротовой полости и же­
лудка к гипоталамусу. После поступления питательных веществ в кровь
322
происходит обменное насыщение, которое восстанавливает исходный
уровень питательных веществ в организме.
Функционально пищеварительная система к моменту рождения
морфологически сформирована, однако она еще незрелая. Созревание
этой системы происходит интенсивно в первые пять лет, особенно
в один — три года, когда ребенок переходит с молочного питания на ис­
кусственное и смешанное. В дальнейшем развиваются не только от­
дельные звенья системы питания и всасывания, но и пищедобыватель­
ная деятельность. Завершается созревание пищеварительной системы
в целом к 12 годам.
Пищеварительные железы (слюнные, желудочные, кишечные,
поджелудочная, печень) располагаются по ходу пищеварительного
тракта и вырабатывают пищеварительные соки, содержащие пищева­
рительные ферменты.
Расщепление питательных веществ пищи происходит под влия­
нием трех видов ферментов:
1) протеолитических — расщепляют белки до полипептидов и
аминокислот;
2) амилолитических — расщепляют углеводы до дисахаридов и
моносахаридов;
3) липолитических — расщепляют жиры до жирных кислот и гли­
церина.
Крупные слюнные железы — это парные органы: подчелюстные,
подъязычные и околоушные, имеющие дольчатое строение. Кроме
крупных слюнных желез существуют мелкие, разбросанные почти
по всей слизистой оболочке ротовой полости и языка. Они образуют и
выделяют слюну в ротовую полость. Слюна имеет щелочную реакцию
и содержит пищеварительные амилолитические ферменты (птиалин,
мальтазу и др.), расщепляющие крахмал до мальтозы и глюкозы.
Поджелудочная железа имеет вытянутую форму, в ней различа­
ют головку, тело, хвост. Она имеет дольчатое строение; от секреторных
отделов каждой дольки отходят трубочки, которые, сливаясь, образуют
главный проток, открывающийся в двенадцатиперстную кишку. Обра­
зующийся поджелудочный (панкреатический) сок имеет щелочную
реакцию (7,3—8,7) и содержит четыре вида ферментов:
1) липазы;
2) протеазы (трипсин, хемотрипсин);
3) амилазы (лактаза, амилаза, мальтаза);
4) нуклеазы, расщепляющие нуклеиновые кислоты.
Печень — самая крупная железа организма, темно-бурого цвета,
име­ет верхнюю выпуклую часть и нижнюю с вдавлениями от внутренних
323
органов. Печень представляет собой сложнейшую «химическую лабо­
раторию» и является многофункциональным звеном гомеостаза. Печень
участвует в следующих процессах:
„„ пищеварения — вырабатывает желчь;
„„ углеводного обмена — поддерживает нормальный уровень глю­
козы в крови за счет процессов гликогинеза, т.е. превращения
глюкозы в гликоген с помощью гормона инсулина; при сниже­
нии глюкозы в крови депонированный в печени гликоген снова
превращается в глюкозу (гликогенолиз);
„„ белкового обмена — участвует в метаболизме протеинов, деза­
минировании аминокислот, обезвреживании аммиака и пре­
вращении его в мочевину и креатинин, которые выводятся
почками; продуцирует белки плазмы крови;
„„ жирового обмена — синтезирует жирные кислоты, триглицери­
ды, фосфолипиды, холестерин, кетоновые тела и участвует в их
обмене; экстрагирует липиды из крови и отвечает за их окисле­
ние в других тканях;
„„ инактивации гормонов — стероидов, белково-пептидных гор­
монов, производных аминокислот;
„„ обмена, всасывания в кишечнике водо- и жирорастворимых
витаминов А, D, Е, К;
„„ депонирования витаминов А, D, В2, В6, В12, С, К, фолиевой и
пантотеновой кислоты (витамин А хранится в печени около
десяти месяцев, витамин D — три-четыре месяца, витамин В12 —
от года до нескольких лет);
„„ депонирования микроэлементов — железа, цинка, меди, марган­
ца, молибдена, кобальта и др.;
„„ депонирования крови — через печень за минуту протекает 1,2 л
крови, 70% которого поступает из органов пищеварительного
тракта;
„„ свертывания крови — синтезирует белки фибриноген, протром­
бин и др.;
„„ разрушения эритроцитов крови;
„„ обезвреживания (дезинтоксикации) токсических веществ —
аммиак, фенола, алкоголя и др.
7.3.2. Типы питания в различные возрастные периоды
До двух-трех месяцев внутриутробной жизни питание происходит
за счет запасов цитоплазмы яйцеклетки, слизистой оболочки мат­
ки, желточного мешка (гистотрофное питание). После формирования
324
плаценты (с трех месяца беременности до рождения) питательные ве­
щества к плоду поступают из крови матери трансплацентарно (гемо­
трофное питание). Расщепления питательных веществ не требуется,
так как они гидролизуются ферментами плаценты. С четвертого месяца
беременности и до момента рождения имеет место также амниотрофное
питание, при котором амниотическая жидкость поступает в пищевари­
тельный тракт плода за счет дыхательных, сосательных и глотательных
движений. Пищеварение сначала происходит аутолитически (с помо­
щью самих ферментов питательной жидкости), затем появляется соб­
ственный тип пищеварения (полостное, пристеночное, внутриклеточ­
ное). Происходит морфофункциональное развитие пищеварительного
аппарата, формируются его эндокринные клетки и механизмы нейро­
гуморальной регуляции пищеварительных функций.
После рождения ребенок переходит на лактотрофный тип пита­
ния — молоком матери или донора. Питательные вещества молока и
молозива расщепляются преимущественно аутолитически, хотя уже
имеют место мембранное и внутриклеточное пищеварение. При искус­
ственном питании молочными смесями или коровьим молоком в свя­
зи с несбалансированностью их химического состава с материнским
молоком резко активируется секреторная деятельность пищеваритель­
ных желез, раньше включаются механизмы собственного типа пищева­
рения. Отсутствие в смесях нативных иммуноглобулинов не обеспечи­
вает иммунную защиту. При введении прикорма (обычно с четвертого
месяца) формируется смешанное питание (лактотрофное + другие
питательные вещества). К году этот тип питания заменяется дефинитивным, собственным.
7.3.3. Особенности пищеварения в полости рта у детей
Полость рта у новорожденного и грудного ребенка относительно
мала, а язык относительно большой и почти полностью заполняет не­
большую ротовую полость. В толще щек новорожденного имеются
плотные жировые подушки (комочки Биша). Вдоль челюстных от­
ростков тянется плотный валик (дупликатура слизистой оболочки).
Видимая часть слизистой губ у новорожденного имеет поперечную
складчатость по отношению к длиннику губы. Все эти анатомические
особенности обеспечивают ребенку возможность наиболее совершен­
ного схватывания соска материнской груди при акте сосания.
Сосание — безусловный рефлекс, обеспечивающий в грудном воз­
расте поступление в организм питательных веществ. Формируется
у плода с четвертого месяца. Ребенок рождается с хорошо выраженным
325
сосательным рефлексом. Рефлекторная дуга сосательного рефлекса
представлена:
„„ рецепторами слизистой рта;
„„ чувствительными волокнами в составе тройничного нерва;
„„ сосательным центром в продолговатом мозге;
„„ двигательными волокнами в составе тройничного, лицевого и
подъязычного нервов;
„„ жевательными мышцами, мышцами губ и рта, мышцами языка
(рабочий орган).
На акт сосания оказывают влияние комплекс раздражений с ре­
цепторов губ и полости рта, которые являются афферентной частью
безусловного пищевого рефлекса. Акт сосания в течение первых дней
жизни становится более совершенным и автоматизированным благо­
даря такому механизму, как система обратной афферентации, которая
обеспечивает оценку полезности произведенного действия, процессы
саморегуляции и приспособительный характер деятельности.
Глотание у грудного ребенка, в отличие от взрослых, происходит
одновременно с сосанием и дыханием. Пища не попадает в гортань изза более высокого, чем у взрослых, расположения ее входа. Глотатель­
ный рефлекс формируется раньше, чем сосательный. Глотательный
рефлекс еще более постоянен, чем сосательный, и только у детей, очень
сильно недоношенных или с весьма грубыми дефектами развития ЦНС,
он может совершенно отсутствовать.
Во время кормления дыхание меняется со смешанного типа
на грудной. При опущенной диафрагме молоко легче проходит по пи­
щеводу в желудок.
Слизистая оболочка полости рта отличается яркой окраской, неж­
ностью, обилием кровеносных сосудов и некоторой сухостью, которая
связана с тем, что у детей с момента рождения слюнные железы хотя и
функционируют, но секреция слюны незначительна. Это объясняется
рядом факторов:
„„ слизистая рта бедна слюнными железами;
„„ парные слюнные железы малого размера;
„„ недостаточно развита ЦНС;
„„ питание новорожденного ребенка — грудное молоко, в связи
с чем слюна играет незначительную роль в пищеварении.
Секреция слюны у детей начинается сразу же после рождения, но
в первые месяцы слюны отделяется мало. С появлением молочных
зубов слюноотделение усиливается. С возрастом железы увеличивают­
ся в размере, нарастает собственно железистая ткань, происходит рас­
ширение и разветвление железистых протоков. К двум годам слюнные
326
железы по своему гистологическому строению напоминают таковые
у взрослых. С четырех — шести месяцев жизни слюноотделение (сали­
вация) у грудных детей значительно усиливается. Дети не успевают
своевременно проглатывать слюну, и она вытекает изо рта — физио­
логическое слюнотечение, которое прекращается в год — полтора.
Усиление саливации может быть связано:
„„ с раздражением тройничного нерва, прорезывающимися зубами;
„„ увеличением относительной массы слюнных желез;
„„ введением в пищу ребенка прикорма.
Состав слюны детей представляет собой смесь секретов слюнных
желез, чаще имеет нейтральную реакцию, реже — слабокислую и сла­
бощелочную (рН = 6,0—7,8). В слюне обнаруживается фермент альфаамилаза, который расщепляет крахмал. У новорожденных этот фермент
отличается небольшой активностью, в последующие месяцы активность
его быстро нарастает, достигая максимальной активности к двум — семи
годам жизни. Позднее в слюне появляется второй фермент — мальтаза,
которого нет у грудных детей. Наибольшая ферментативная активность
слюны наблюдается в период от года до четырех лет. Наряду с фермен­
тами в слюне детей обнаружен лизоцим, обладающий бактерицидным
действием. Помимо ферментов в слюне содержится слизистое вещество
муцин, некоторые азотистые вещества и ряд минеральных солей: фос­
фатов, бикарбонатов, натрий, калий, кальций.
Регуляция слюнной секреции детей осуществляется сложнореф­
лекторным путем, причем безусловно-рефлекторная секреция после
приема пищи уменьшается, что объясняется снижением возбудимости
пищевого центра. Степень снижения возбудимости зависит от характе­
ра пищевых веществ. Условно-рефлекторный компонент в регуляции
секреции слюны у новорожденных первое время отсутствует.
Прорезывание зубов начинается со второго полугодия постна­
тальной жизни. Сроки и порядок прорезывания молочных зубов:
„„ в 7—8 месяцев — два нижних резца;
„„ 9—10 месяцев — четыре верхних резца;
„„ 11—12 месяцев — два боковых нижних резца;
„„ 14—16 месяцев — четыре малых коренных зуба;
„„ 18—20 месяцев — четыре клыка;
„„ 22—24 месяца — четыре вторых малых зуба и т.д.
К двум годам ребенок имеет 20 молочных зубов. К этому возрасту
жевание становится эффективным. В 5—7 лет начинают прорезывать­
ся постоянные большие коренные зубы, а в 7—14 происходит смена
молочных зубов на постоянные. После 18 лет появляются «зубы муд­
рости».
327
7.3.4. Анатомо-физиологические особенности
пищевода и желудка детей разного возраста
Пищевод у детей раннего возраста имеет воронкообразную форму
с расширением в кардиальной части и слабо выраженным сужением.
Слизистая пищевода нежна, легко ранима, богата кровеносными и
лимфатическими сосудами. Мышечный слой, эластическая ткань и
слизистые железы развиты недостаточно. Длина пищевода у новорож­
денных равна приблизительно половине длины туловища, а у взросло­
го — 1/4. У новорожденного длина пищевода равна в среднем 13,9 см,
у детей в шесть месяцев — 16,6 см, в год — 17,6, в три года — 20,5 см.
При зондировании детей через нос к этим величинам следует прибавить
2—4 см. К двум годам жизни появляются половые различия в длине
пищевода: у девочек он короче. Диаметр пищевода у двухмесячных
детей равен 7—8 мм, в шесть месяцев — 9 мм. К концу первого года и до
двух лет — 10 мм, в возрасте от шести до двенадцати лет — 12—15 мм.
Желудок у грудных детей имеет горизонтальное положение. Вер­
тикальное положение он принимает, когда ребенок начинает стоять и
ходить. Для желудка детей раннего возраста характерно слабое развитие
дна. Свойственные взрослым пропорции между различными частями
желудка устанавливаются у детей к 10—12 годам. Емкость желудка
у новорожденного в среднем равна 30—33 мл. В дальнейшем она увели­
чивается приблизительно на 20—25 мл в месяц, достигая к трем месяцам
100 мл, к году — 250 мл. Это необходимо учитывать при искусственном
кормлении.
Слизистая желудка в период раннего детства толстая, богата кро­
веносными сосудами, бедна эластической тканью, имеет слаборазвитый
мышечный слой и мало лимфатических узлов. Сфинктер входа в желу­
док выражен очень слабо, а мышечный слой привратника, наоборот,
достаточно сильно, что располагает ребенка к срыгиванию и рвотам.
Общее число желудочных желез относительно мало. Обкладочные
клетки имеются в достаточном количестве, бокаловидных клеток мало,
главные клетки не полностью созрели. Секреторная функция клеток
понижена. К концу второго года жизни эти гистологические особен­
ности постепенно сглаживаются. Кислотность и ферментативная сила
желудочного сока значительно увеличиваются к концу первого года
жизни.
Состав желудочного сока. У новорожденных кислая реакция
желудочного сока поддерживается молочной кислотой. Синтез соляной
кислоты начинается с четырех месяцев жизни и к году рН сока состав­
ляет 3—4. Интенсивность секреции соляной кислоты зависит от типа
328
питания: при грудном вскармливании она минимальная и увеличива­
ется в 2—4 раза при смешанном и раннем искусственном вскармлива­
нии. В возрасте от года до пяти лет рН = 1—2, как у взрослых. Вследствие
недостаточного количества соляной кислоты протеолитическая актив­
ность пепсина низкая, и только 20—30% поступающего белка перева­
ривается в желудке. В желудочном соке детей содержится фермент
катепсин (первичная протеаза). Оптимум его действия — при рН около
5—6. Кроме того, в грудном возрасте выделяется фермент химозин
(сычужный фермент), который створаживает молоко, предотвращая
его быстрый выход из желудка и подготавливая образующийся казеин
к действию пепсина. Химозин желудочного сока детей действует при
рН = 6. Он может активироваться не только при слабокислой, но и
нейтральной и даже слабощелочной реакциях, что важно для перева­
ривания белков молока детей раннего возраста, у которых кислотность
в желудке даже в разгар пищеварения не достигает значительной сте­
пени. Поэтому в рационе ребенка до восьми месяцев количество белко­
вой пищи, кроме молока, должно быть ограничено.
Желудочная липаза переваривает эмульгированные жиры, особен­
но легко она гидролизует жиры молока. Липолиз у детей, находящихся
на грудном вскармливании, происходит значительно энергичнее, чем
у тех, кто находится на искусственном питании, так как у первых рас­
щепление жиров в желудке происходит не только за счет липазы желу­
дочного сока, но и за счет липазы женского молока. Активность всех
ферментов с возрастом увеличивается, но при искусственном вскарм­
ливании раньше, чем при грудном.
Отделение желудочного сока у детей в основном подчиняется тем
же физиологическим закономерностям, что и у взрослого человека.
В качестве возбудителя секреции в самом раннем возрасте наибольшее
значение имеет рефлекторное и гуморальное действие пищи со стороны
полости рта и желудка. Условные раздражители обнаруживают свое
влияние несколько позже. Рефлекторное влияние на секрецию желу­
дочных желез осуществляется через блуждающий нерв при раздраже­
нии рецепторов полости рта и желудка и находится под контролем
продолговатого мозга и переднего отдела гипоталамуса. В более поздние
сроки к безусловно-рефлекторным возбудителям секреции присоеди­
няются условно-рефлекторные (время, запах, вид еды и т.д.). Нервногуморальная регуляция секреции осуществляется за счет гормонов,
вырабатываемых непосредственно в стенке желудка или кишечника
(гастрин, энтерогастрин, гастрогастрин, энтерогастрон) под влиянием
гистамина, жира или HCl, которые способны оказывать стимулирующее
или тормозящее влияние на секрецию желудочных желез.
329
Моторная функция желудка у детей раннего возраста несколько
замедленна, перистальтика вялая. Пища находится в желудке детей
при естественном вскармливании приблизительно в течение двух-трех
часов, при искусственном — три-четыре часа. Увеличение белков и
жиров в пище замедляет эвакуацию до пяти-шести часов.
7.3.5. Особенности пищеварения в кишечнике у детей
Двенадцатиперстная кишка у новорожденных имеет форму коль­
ца. К шести месяцам у нее определяются нисходящие и восходящие
отделы. Двенадцатиперстная кишка у детей подвижна.
Пищеварение в двенадцатиперстной кишке у детей, как и у взрос­
лых, совершается под влиянием сока поджелудочной железы, кишеч­
ного сока и желчи. Содержимое желудка в виде пищевой кашицы,
пропитанной кислым желудочным соком, частично переварившееся,
движениями желудка передвигается к его пилорическому отделу и
порциями проходит из желудка в двенадцатиперстную кишку, куда
открываются общий желчный проток и проток поджелудочной железы.
Смесь секретов поджелудочной железы, двенадцатиперстной кишки и
печени образуют дуоденальный сок. Активность ферментов дуоденаль­
ного сока с возрастом нарастает.
Поджелудочная железа. В отличие от желудка клеточное раз­
витие поджелудочной железы заканчивается уже в первые месяцы
жизни ребенка, чем и объясняется ее особое значение в ранний период
развития, так как поджелудочная железа является основным местом
выработки пищеварительных ферментов. В течение первого года жизни
масса поджелудочной железы увеличивается в 3 раза, а панкреатическая
секреция — в 10 раз. Рост и развитие поджелудочной железы продол­
жается до 11 лет.
В состав сока поджелудочной железы входят:
„„ ферменты: трипсиноген, амилаза, мальтаза, липаза (нуклеаза
у детей отсутствует);
„„ неорганические вещества: соли натрия, калия, кальция, железа
и другие, создающие щелочную реакцию сока.
Механизм регуляции сокоотделения такой же, как и у взрослых:
гуморальный (секретин, холецистокинин) и рефлекторный. Гумораль­
ный механизм у детей играет наибольшую роль в процессе регуляции
пищеварения.
Печень имеет недостаточную дифференцировку паренхимы. Клет­
ки печени у детей меньше, чем у взрослых. Дольчатость в строении
печени выявляется уже к первому году жизни. Печень богата железом.
330
С восьми лет печень имеет уже почти такое же строение, как у взросло­
го. Размеры печени у детей относительно больше (4% массы тела), чем
у взрослых (2,5%).
Функции печени (особенно барьерная и антитоксическая) в пер­
вые годы жизни ребенка развиты недостаточно, это касается также де­
понирующей (в отношении регуляции количества циркулирующей
крови) и регулирующей (в отношении углеводного, жирового и водноминерального обменов) функций.
Желчеобразование отмечается уже у трехмесячного плода. Интен­
сивность желчеобразования и желчеотделения с возрастом увеличива­
ется. Желчь богата водой, муцином, пигментами, а в период новорож­
денности и мочевиной, но бедна желчными кислотами, холестерином,
лецитином и солями, что вызывает недостаточное усвоение жиров при
прикорме молоком. Количество отделяемой желчи у ребенка относи­
тельно его массы в 4 раза больше, чем у взрослого.
Тонкая кишка у детей относительно длиннее, чем у взрослых, и
обладает хорошо развитой слизистой оболочкой при слабом мышеч­
ном слое. Длина кишечника у грудного ребенка превышает длину тела
в 6 раз (у взрослого — в 4,5 раза). Наиболее энергичный рост тонкой
кишки наблюдается в первые пять лет, особенно в возрасте от года
до трех лет в связи с переходом от молочной пищи к смешанному пи­
танию.
Слизистая оболочка более тонкая, нежная, но складчатость хоро­
шо выражена, ворсинок меньше, кишечник имеет хорошо развитую
кровеносную и лимфатическую систему. Ворсинки тонкой кишки и
лимфатический аппарат хорошо развиты, миелинизация нервных спле­
тений не закончена, ферментативная сила пищеварительных желез
незначительна у новорожденных, но с возрастом нарастает. Слабо раз­
виты мышечный слой и эластические волокна в кишечной стенке.
В кишечном соке имеются все ферменты, нужные для кишечного пище­
варения, причем в отличие от детей старшего возраста они менее актив­
ны, т.е. имеется некоторая недостаточность секреторного аппарата.
Состав кишечного сока:
„„ слизь — 40—50%, NaHCO3 — 2%, NaCl — 0,6% (реакция сока
щелочная, колеблется от 7,3 до 7,6);
„„ ферменты: эрепсин, липаза, амилаза, мальтаза, сахараза, нукле­
аза, энтерокиназа, щелочная фосфатаза (всего около 22).
Лактаза тонкой кишки легче гидролизует лактозу коровьего моло­
ка, чем женского (при недостатке этого фермента нерасщепленная лак­
тоза повышает осмотическое давление химуса, что приводит к диарее и
обезвоживанию). С переходом на дефинитивное питание усиливается
331
синтез мальтазы, сахаразы, снижается продукция лактазы. Белки жен­
ского молока полнее усваиваются в кишечнике (90—95%), чем коровье­
го (60—70%). При раннем прикорме овощами повышается активность
энтерокиназы и щелочной фосфатазы, вызывая задержку в организме
солей кальция и магния. Регуляция кишечной секреции осуществляет­
ся рефлекторным и гуморальным путями.
В грудном возрасте низкая интенсивность полостного пищеваре­
ния компенсируется высокой активностью мембранного пищеварения.
В гидролизе питательных веществ участвует относительно большая
часть тонкой кишки. Ее слизистая обладает высокой проницаемостью,
поэтому не только низкомолекулярные, но и такие высокомолекуляр­
ные вещества, как иммуноглобулины и гормоны грудного молока ре­
бенком легко усваиваются. Однако это обстоятельство в совокупности
с низким уровнем продукции соляной кислоты в желудке является
причиной легкого развития отравлений при попадании в ЖКТ некаче­
ственной пищи.
Таким образом, анатомо-физиологические особенности детского
кишечника способствуют легкому возникновению функциональных
расстройств его моторики и секреции.
Толстый кишечник плода стерилен, заселение микроорганизмами
происходит в первые сутки жизни. Стабилизация микрофлоры проис­
ходит ко второй неделе. Слизистая оболочка не вырабатывает полост­
ные ферменты. Пищеварение осуществляется ферментами, поступаю­
щими из тонкого кишечника. Расщепление химуса происходит за счет
деятельности микробной флоры кишечника, которая обладает защит­
ными антитоксическими функциями, влияет на скорость обновления
клеток эпителия, участвует в инактивации физиологически активных
веществ и ферментов, способствует синтезу витаминов.
Гниение в кишечнике здоровых грудных детей первых месяцев
жизни совершенно отсутствует, и у них не образуются такие ядовитые
продукты, как индол, скатол, фенол и др. В кишечнике более старших
детей одновременно протекают процессы и брожения, и гниения. Ха­
рактер и интенсивность их зависит от особенностей пищи ребенка и
бактериальной флоры кишечника.
В возрасте от 10 до 15 лет снова отмечается рост кишечника, в ос­
новном за счет толстой кишки.
Моторная функция кишечника невысокая: при грудном вскарм­
ливании химус эвакуируется за 12—13 часов, при смешанном — за 14,5
часов, при искусственном — за 16 часов, если пища овощная — за 15
часов. Этим отчасти объясняется склонность к запорам у детей. Тем не
менее общее время прохождения пищи через ЖКТ у ребенка меньше,
332
чем у взрослого, что зависит от относительной длины пищеваритель­
ного тракта, а также от рода вскармливания.
Таким образом, функции ЖКТ у детей подчиняются тем же фи­
зиологическим закономерностям, что и у взрослых. Расщепление пищи,
начатое в полости рта и желудка, продолжается в кишечнике. Пептоны
и некоторое количество еще не расщепленных в желудке нативных
(естественных, сохранивших свою структуру) белков подвергаются
пептическому перевариванию, частично доводящему их до стадии ами­
нокислот, частично — до стадии полипептидов различной сложности.
Последние подвергаются гидролизу за счет воздействия эрепсина.
Действие трипсина у детей более значительно, чем пепсина, так как
пептическое переваривание в раннем возрасте имеет второстепенное
значение.
Желудочная, поджелудочная и кишечная липаза в сочетании с ли­
пазой женского молока расщепляют жиры на жирные кислоты и гли­
церин. Аминолитическое действие поджелудочной железы значитель­
но расширяется и дополняется за счет мальтазы, лактазы, инвертазы и
других ферментов.
У детей, как и у взрослых, существует пристеночное пищеварение,
которое даже более активно, чем полостное. У новорожденных, в от­
личие от детей старшего возраста, преобладает брожение, а не гниение.
Следовательно, незрелость пищеварительной системы ребенка
выражается в недостаточности и своеобразии ферментативного аппа­
рата в различных отделах ЖКТ. Эта особенность требует своеобразно­
го питания, особенно в течение первого года жизни. Большое значение
имеют периодичность кормления ребенка в течение суток, учет коли­
чества и химический состав молока, потребленного ребенком.
7.3.6. Особенности всасывания у детей
Законы всасывания у детей в кишечнике продуктов переваривания
пищи изучены недостаточно. Энергия всасывания у детей раннего воз­
раста значительно больше, чем у старших детей и взрослых.
У детей раннего возраста в желудке интенсивно всасываются
яды, спирты, спиртовые и водные растворы. У детей старше десяти лет
в желудке всасываются те же растворы, кроме воды. В толстых кишках
всасывается главным образом вода, а все остальные продукты перевари­
вания пищи всасываются в основном в тонких кишках. Белки всасы­
ваются в виде аминокислот и частично — в виде более сложных поли­
пептидов. Некоторые белки сыворотки крови, жидкий казеин и другие
в очень небольших количествах могут резорбироваться и в неизменном
333
виде. Жиры всасываются в виде глицерина и жирных кислот. Послед­
ние, вступая в соединение со щелочами кишечника, желчи и панкреа­
тического сока, омыляются и становятся растворимыми в воде, а
с желчными кислотами они образуют легко растворимые и хорошо
всасываемые холеиновые комплексы. Углеводы всасываются в виде
моносахаридов, но, возможно, частично и в виде декстринов. Всасыва­
ние солей у детей изучено мало.
Чем моложе ребенок, тем более проницаема кишечная стенка как
для продуктов неполного переваривания пищи (что может стать при­
чиной развития аллергических реакций — диатеза), так и для микробов.
У новорожденных она проницаема для токсинов, гормонов и иммунных
тел (женского молока).
7.4. ВОЗРАСТНЫЕ АНАТОМО-ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ
ОСОБЕННОСТИ ВЫДЕЛИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ
Выделение является неотъемлемой частью обмена веществ и
энергии и направлено на поддержание постоянства внутренней среды
организма. Систему выделения можно представить как функциональ­
ную, конечным приспособительным результатом деятельности кото­
рой является выделение из организма продуктов жизнедеятельности
и сохранение гомеостатических параметров. Выделение осуществляет­
ся кожей (потовыми и сальными железами), почками, легкими, ЖКТ
и другими органами.
7.4.1. Возрастные изменения потовых и сальных желез
Потовые железы. Малые потовые железы обнаруживаются у детей
на четвертом-пятом месяце внутриутробной жизни, и к моменту рож­
дения многие из них способны функционировать. Однако полного
развития многие потовые железы достигают лишь к пяти — семи годам
жизни. Количество потовых желез на 1 см2 кожи у новорожденных
значительно больше, чем у взрослых. С возрастом оно уменьшается, но
еще в семь лет в несколько раз превышает количество потовых желез
у взрослых. С возрастом наблюдается и увеличение активных (функ­
ционирующих) потовых желез. Количество активных потовых желез
особенно увеличивается в первые два года жизни ребенка.
Потовыделение начинается с третьей-четвертой недели жизни
ребенка. На 1 кг массы тела в сутки у детей в возрасте месяца выделяет­
ся 30—35 г пота, в возрасте одного года и в пять — семь лет отмечается
334
более интенсивное потоотделение на ладонях. Потоотделение у детей
первого года жизни начинается при более высокой температуре окру­
жающего воздуха, чем у детей старшего возраста. У новорожденных и
детей грудного возраста снижение потоотделения на холодовое раз­
дражение выражено чрезвычайно слабо.
Большие потовые железы, сохранившиеся у человека лишь в под­
мышечной области, в районе грудных сосков, в области половых органов
и анального отверстия, начинают функционировать к моменту полово­
го созревания. Деятельность этих потовых желез в основном определя­
ется степенью развития желез внутренней секреции (в первую очередь
гипофиза и половых желез).
В составе пота из организма выделяются вода (в обычных усло­
виях 0,3—1 л/сут., при гиперсекреции — до 10 л/сут.), мочевина (5—
10% выделяемого количества), мочевая кислота, креатинин, электро­
литы.
Сальные железы обнаруживаются у плода и начинают функ­
ционировать еще во внутриутробном периоде. Непосредственно пе­
ред рождением отмечается усиление их деятельности. Их количество
у новорожденного в 4—8 раз больше (1360—1530 на 1 см2 поверх­
ности кожи), чем у взрослых. Секрет сальных желез вместе с эпи­
дермисом образует смазку, которая густо покрывает тело ребенка и
облегчает прохождение через родовые пути. После рождения деятель­
ность сальных желез снижается. К семи годам жизни большинство
сальных желез атрофируется. В период полового созревания количество
сальных желез увеличивается и достигает максимума к 18—25 годам.
С началом полового созревания отмечается усиление секреции саль­
ных желез, которое достигает максимума к 20—25, иногда — к 35 годам
жизни.
Сальные железы за сутки выделяют около 20 г секрета, который
на 2/3 состоит из воды, а на 1/3 — из холестерина, аналогов казеина,
продуктов обмена половых гормонов, кортикостероидов, витаминов и
ферментов.
7.4.2. Выделительная функция дыхательной и
пищеварительной систем
Система дыхания. С выдыхаемым воздухом из организма выво­
дятся различные вещества (углекислый газ, аммиак, ацетон, этанол и
др.) и испаряется около 400 мл воды за сутки. В составе трахеоброн­
хиального секрета из организма выводятся продукты деградации сур­
фактанта, мочевина, иммуноглобулины-А и др. С возрастом, по мере
335
развития системы дыхания объем выделяемых продуктов возрастает,
особенно количество испаряемой жидкости.
Система пищеварения. Слюнными железами выделяются соли
тяжелых металлов, лекарства, другие вещества. Печень экскретирует
билирубин и продукты его превращения в кишечнике, холестерин,
желчные кислоты, продукты распада гормонов, лекарства, ядохимика­
ты. В желудке в составе желудочного сока выводятся конечные про­
дукты метаболизма (мочевина, мочевая кислота), лекарственные и
ядовитые вещества (ртуть, йод, хинин и др.). В кишечнике секретиру­
ются из крови соли тяжелых металлов, магний, кальций, вода; выво­
дятся продукты распада пищевых веществ, которые не всосались
в кровь, и вещества, поступившие в просвет кишечника из вышележа­
щих отделов пищеварительного тракта со слюной, пищеварительными
соками, желчью. С возрастом выделительная функция пищеваритель­
ной системы усиливается по мере развития секреторной и моторной
функций.
Основную роль в экскреции воды и продуктов метаболизма у здо­
рового человека (до 4/5 общего объема) играют почки (орган мочеобра­
зования) и мочевыделительная система (мочеточники, мочевой пузырь,
мочеиспускательный канал). И лишь при нарушении их функций
компенсаторно возрастает вклад вышеперечисленных систем в процесс
выделения. Тем не менее это не обеспечивает сохранения гомеостати­
ческих констант внутренней среды организма. Таким образом, почки
являются единственным в организме органом, обеспечивающим отно­
сительное постоянство внутренней среды организма путем регуляции
водно-солевого, осмотического, ионного, объемного и кислотно-щелоч­
ного баланса.
7.4.3. Морфофункциональные преобразования почек
Почка это парный орган бобовидной формы, расположенный в по­
ясничной области на уровне XII грудного и I—II поясничного позвон­
ков. Почки покрыты фиброзной (соединительнотканной) капсулой,
которую окружает жировая капсула. Почка состоит из двух слоев: на­
ружного — коркового, и внутреннего — мозгового. В корковом веществе
располагаются почечные тельца, извитой каналец первого и второго
порядка. В мозговом слое имеются пирамиды (7—10), вершины которых
заканчиваются сосочками. На вершинах пирамид открываются про­
светы собирательных трубочек. Поступающая по ним моча попадает
сначала в почечные чашечки (малые и большие), потом в почечную
лоханку, затем в мочеточник и мочевой пузырь (рис. 7.6).
336
Рис. 7.6. Строение почки:
А — расположение мочевых канальцев; Б — схема строения нефрона;
1— почечная фасция; 2 — жировая капсула;
3 — соединительнотканная капсула; 4 —капиллярный клубочек;
5 — почечные пирамиды; 6 — сосочки почки; 7 — почечные чашечки;
337
8 — почка; 9 — мочеточник; 10 — почечная вена; 11 — почечная
артерия; 12 — сосочковые отверстия; 13 — сосочковые протоки;
14 — мозговое вещество почки; 15 — собирательная трубка;
16 — петля Генле; 17 — граница между корковым и мозговым
веществом; 18 — почечное тельце; 19 — прямой каналец;
20 — выносящая артериола; 21 — извитой каналец второго порядка;
22 — извитой каналец первого порядка; 23 — приносящая артериола;
24 — почечная капсула (Шумлянского); 25 — корковое вещество
Структурно-функциональной единицей почки является нефрон,
который состоит из почечной капсулы, извитого канальца первого по­
рядка (проксимальный), петли Генле, извитого канальца второго по­
рядка (дистальный) (см. рис. 7.5). Все части нефрона образованы одно­
слойным эпителием. В почечную капсулу погружен капиллярный
клубочек — первая капиллярная сеть; вторая капиллярная сеть оплета­
ет остальные части нефрона.
В нефроне происходит процесс образования мочи. Из капилляр­
ного клубочка под высоким давлением в почечную капсулу фильт­
руется первичная моча, которая представляет собой жидкую часть
крови. За сутки у взрослого человека образуется до 150—200 л первич­
ной мочи.
Первичная моча, проходя по извитым канальцам и петле Генле,
подвергается процессу обратного всасывания (реабсорбции). Значе­
ние этого процесса состоит в том, чтобы вернуть в кровь все жизненно
важные вещества и в необходимых количествах вывести конечные про­
дукты обмена, токсические и чужеродные вещества. В начальном
участке нефрона всасываются аминокислоты, глюкоза, витамины, ионы
натрия, кальция, вода и многие другие вещества. В последующих участ­
ках нефрона всасываются только вода и ионы. Помимо обратного вса­
сывания в канальцах нефрона происходит активный процесс секреции,
т.е. выделение из крови в просвет нефрона некоторых веществ (калия,
протонов водорода, лекарственных веществ, аммиака и т.д.). Итогом
обратного всасывания и секреции является образование вторичной
мочи, в составе которой наблюдается высокая концентрация мочевины,
мочевой кислоты, ионов хлора, магния, натрия, калия, сульфатов, фос­
фатов, креатинина. Около 95% вторичной мочи составляет вода, 5% —
сухой остаток. В сутки у взрослого человека образуется около 1,5—2 л
вторичной мочи.
Деятельность почек регулируется нервными и гуморальными
механизмами и находится в тесной функциональной взаимосвязи
со всеми другими системами организма. Парасимпатическая нервная
338
система вызывает расширение кровеносных сосудов, увеличение
фильтра­ции и уменьшение реабсорбции. Все это приводит к увеличе­
нию диуреза (выделению мочи). Симпатическая нервная система ока­
зывает противоположный эффект; АДГ — гормон гипофиза усиливает
реабсорбцию жидкости, что приводит к уменьшению количества мочи.
Альдостерон (гормон надпочечников) увеличивает реабсорбцию натрия
и секрецию калия в почечных канальцах.
На процесс мочеобразования и выделения мочи влияют эмоцио­
нальные моменты и факторы окружающей среды: температура воздуха,
влажность, количество и качество пищи, выпитой жидкости и т.п.
Морфологическое развитие почек. Закладка почки происходит
на третьей неделе развития зародыша, но образовавшиеся примитивные
нефроны быстро исчезают, не проявляя заметной деятельности. Зало­
женный независимо от этого мезонефрос также подвергается инволю­
ции, однако из его частей развиваются сегменты мочевыводящих путей
и половой системы. На седьмой-восьмой неделе развития зародыша
начинают формироваться нефроны метанефроса (вторичной почки).
Электронномикроскопический анализ почек плода человека от 5 до 36
недель показал, что в гистогенезе нефрона наблюдается определенная
последовательность дифференцировки эпителия: сначала капсула по­
чечного тельца, затем проксимального канальца, дистального сегмента
и, наконец, петли Генле. После пятого месяца внутриутробной жизни,
т.е. к тому времени, когда преждевременно родившийся ребенок может
выжить при оптимальных условиях, более 1/3 нефронов уже структур­
но и функционально сформированы, а к 36-й неделе эмбрионального
развития эпителий нефронов почек человека по некоторым морфоло­
гическим, гистохимическим и ферментативным показателям достигает
уровня взрослых.
Большинство авторов считают, что образование новых нефронов
продолжается только до момента рождения, после чего приблизитель­
но до 12—15-летнего возраста происходит в основном процесс их со­
зревания, однако не исключается возможность формирования почечных
телец и в постэмбриональном периоде до трех — пяти лет.
К моменту рождения масса почек у детей составляет примерно
50 г, или 66 г/100 г массы тела. Наиболее интенсивно их рост наблюда­
ется в первые 1,5—2 года жизни, в 8—10 и 14—18 лет. К 22—25 годам они
достигают 270 г (45 г/100 г массы тела). Почки новорожденного имеют
дольчатое строение, которое обычно исчезает к двум — пяти годам.
Корковый слой в 4 раза уже мозгового (2 и 8 мм соответственно), тогда
как у взрослых это отношение равно 1:2 (8 и 16 мм). К пяти-шести годам
иннервация почек приобретает строение, характерное для взрослых.
339
Микростроение почек особенно хорошо изучено у новорожденных.
В этот период жизни в корковом слое много недифференцированных
почечных телец, клубочки которых имеют малый диаметр и меньшую
фильтрующую поверхность; сосудистые петли покрыты кубическим
и даже цилиндрическим эпителием, который является препятствием
для обмена между капиллярами и капсулой нефрона. Еще менее сфор­
мирован канальцевый аппарат. Если диаметр почечных клубочков
новорожденных по сравнению со взрослыми меньше в 2,5 раза, то дли­
на проксимальных канальцев меньше в 10 раз.
Основными тенденциями дальнейшего развития паренхимы почек
являются:
„„ формирование корковых нефронов из нефрогенной ткани;
„„ увеличение диаметра почечных телец, длины и диаметра ка­
нальцев, особенно тонкого отдела петли Генле;
„„ изменение формы и структуры эпителиальных клеток, различ­
ных сегментов нефрона и зоны межклеточных контактов;
„„ возрастание удельного объема канальцев (с 70 до 78% — к семи
годам) и уменьшение доли клубочков (с 12 до 6,8%).
Морфологическое созревание гломерулярного барьера заключа­
ется в уплощении клеток эндотелия, появлении в них отверстий, об­
разовании общей базальной мембраны между эндотелием и подоцита­
ми (клетками почечной капсулы), формировании ножек в клетках
висцерального листка почечной капсулы. В процессе развития проис­
ходит формирование складчатости базальной мембраны эпителия ка­
нальцев, образуется щеточная каемка апикальной мембраны клеток
проксимального сегмента, увеличивается латеральная поверхность
мембран, упорядочивается расположение внутриклеточных структур,
формируется избирательная проницаемость зоны клеточных контактов.
К семи — девяти годам жизни эпителий клубочков и канальцев уже
практически не отличается от такового у взрослых, а распределение
нефронов по зонам в почке достигает дефинитивного уровня только
после 15 лет. Наиболее интенсивный рост нефронов отмечается в тече­
ние первого года после рождения и в периоде полового созревания.
Достаточно подробно изучено строение вне- и внутриорганного
сосудистого русла. Кровоснабжение отдельных частей почки зависит
от зрелости нефронов в этой области, поэтому почка плода и новорож­
денного имеет большее кровоснабжение мозгового вещества по сравне­
нию с корковым. Наиболее интенсивно внутриорганные сосуды почки
развиваются от 8 до 12 лет, а внеорганные сосуды подвергаются выра­
женному росту и дифференцировке в течение первого года жизни и
от четырех до семи лет. Другие авторы указывают на более поздние
340
сроки развития сосудистого русла — 14—18 лет. При интегральной
оценке структурных преобразований почки и ее сосудов были выделе­
ны следующие этапы интенсивного морфогенеза: от рождения до 12 лет,
от 13 до 16 лет и от 17 лет до 21 года, когда наступает относительная
стабилизация.
Таким образом, в целом рост почки и ее сосудов заканчивается
к 22 годам, хотя отдельные внутриорганные структуры завершают свое
развитие 6—12 годам.
Функциональное развитие почек. Почка плода человека начина­
ет функционировать уже на девятой неделе эмбрионального развития.
Ультразвуковое определение почечной функции у плода показало, что
с 22-й до 41-ю неделю беременности прогрессивно нарастает продукция
мочи — с 2,2 до 26,7 мл/ч, увеличиваются скорость клубочковой филь­
трации (далее — СКФ) — с 1,8 до 2,7—4,1 мл/мин и реабсорбция жид­
кости — с 72,3 до 78,2—89,8%. В этот период выявлена положительная
корреляция между продукцией мочи, СКФ и размерами плода; однако
выделительная функция плода незначительна, эту роль выполняет
плацента.
Парциальные функции почек в постнатальном онтогенезе развива­
ются гетерохронно, в тесной связи с морфологическим созреванием ор­
гана и у новорожденных существенно зависят от доношенности ребенка.
Исходным условием для эффективной деятельности почек явля­
ется адекватный уровень их кровоснабжения. Известно, что в услови­
ях покоя у новорожденных в почки поступает всего 5% минутного
сердечного выброса крови, тогда как у взрослых — 20—25%. Резкое
увеличение почечного кровоснабжения наблюдается в течение 8—10
недель после рождения. Со второй-третьей недели жизни начинается
перераспределение кровотока с его возрастанием в корковой зоне. Это
связывают с продолжающимся развитием корковых нефронов, увели­
чением длины и диаметра сосудов, повышением кровяного давления.
Оценивая возрастные особенности суммарного почечного кровотока,
одни авторы указывают, что уже к трем годам жизни он соответствует
уровню взрослых (689 мл/мин/1,73 м2, другие демонстрируют увели­
чение эффективного почечного кровотока до 13—15 лет; СКФ у детей
в первые недели после рождения в 3—4 раза ниже, чем у взрослых
(22—45 мл/мин). Повышение объема фильтрации в динамике индиви­
дуального развития обусловлено увеличением проницаемости гломе­
рулярного фильтрата, ростом фильтрующей поверхности, повышением
кровотока и гидростатического давления в капиллярах клубочка. Боль­
шинство авторов полагают, что СКФ достигает уровня, характерного
для взрослого организма, на рубеже первого и второго годов жизни или
341
между двумя и тремя годами. Имеются, однако, не менее убедительные
факты, свидетельствующие о повышении СКФ в течение всего перио­
да онтогенеза до юношеского возраста, особенно после водных и солевых
нагрузок.
Аналогичную возрастную динамику приводят все авторы и в от­
ношении канальцевой реабсорбции жидкости — увеличение RH2O
с 78—89% у новорожденных до 98—99,5% у детей 13—15 лет и взрослых.
Таким образом, к моменту рождения у детей имеется уже эффек­
тивная система реабсорбции воды, электролитов и глюкозы, соответ­
ствующая уровню развития их фильтрационных процессов. В то же
время реабсорбция аминокислот снижена, что приводит к аминоациду­
рии. Это связывают с недостаточным развитием системы транспорта
аминокислот и ее регуляции в клетках. Данных о функционировании
этих механизмов в более старшем возрасте нет.
Характерной функциональной особенностью почек новорожден­
ных является низкий уровень секреции органических кислот и основа­
ний. Время, в течение которого происходит созревание секреторной
способности почек, оценивается по-разному. Одни авторы указывают,
что в возрасте от шести месяцев до семи лет достигаются величины,
характерные для взрослых; другие считают, что эта функция становит­
ся зрелой к 2,5 годам жизни; третьи отмечают ее созревание в возрасте
4—14 лет.
О функциональных возможностях дистального сегмента нефрона
можно судить по степени осмотического концентрирования и разве­
дения. Почки новорожденного уже на пятый день жизни способны
экскретировать гипоосмотическую мочу в ответ на водную нагрузку,
причем степень разведения достигает величин, сопоставимых со взрос­
лой почкой. Возможность противодействовать дегидратации и экс­кре­
тировать солевые нагрузки при этом весьма ограничена, в связи с чем ос­
моляльность мочи при водной депривации (недостатке воды) у детей
первого года жизни не превышает 700 мосм/л. Поэтому диапазон коле­
баний осмотической концентрации мочи у новорожденных значитель­
но меньше (50—700 мосм/л), чем у взрослых (50—1500 мосм/л).
Указанные факты позволили заключить, что осмотическое кон­
центрирование созревает позднее, чем разведение: в условиях естествен­
ного режима или водного дефицита степень осмотического концентри­
рования и осмоляльность мочи оказываются меньше, чем у взрослых,
вплоть до 12—16 лет. В основе низкой концентрирующей способности
их почек лежат:
„„ незрелость поворотно-противоточной системы (короткие петли
Генле);
342
„„ положительный азотистый баланс, в связи с чем образуется
меньшее количество мочевины, которое поступает из собира­
тельных трубок в мозговое вещество почки и таким образом
создается незначительный осмотический градиент в основном
за счет солей;
„„ нечувствительность почек к АДГ.
Именно по этой причине при искусственном вскармливании ко­
ровьим молоком, содержащим больше солей и белков по сравнению
с женским, концентрирующая способность почек развивается раньше,
чем при грудном питании. Высокие экстраренальные потери воды у де­
тей раннего возраста (относительно большая поверхность кожи, с ко­
торой происходит испарение, потери жидкости с дыханием и через
ЖКТ), а также отсутствие чувства жажды и низкая концентрирующая
способность почек делают водный режим ребенка довольно напряжен­
ным и способствуют развитию дегидратации.
Функциональная незрелость почек в раннем онтогенезе особенно
проявляется при нагрузках: введение воды может вызвать отек, избыток
пищи — гиперазотемию, солей — солевую лихорадку, нарушение гоме­
остатических параметров.
В целом считают, что основные системы реабсорбции и секреции
ионов в почечных канальцах достигают зрелости у детей старше года.
Анализируя показатели парциальных функций почек у детей
в условиях относительного покоя организма, можно видеть, что наи­
более выраженные отличия выявляются в интервале от периода но­
ворожденности до двух-трех лет. На этом этапе онтогенетического
развития существенно увеличивается экскреция электролитов и осмо­
тически активных веществ, повышается осмотический концентрацион­
ный индекс. Низкая ионновыделительная функция почек обусловлена
также меньшей фильтрационной загрузкой нефрона и повышенной
реабсорбцией ионов в канальцах под влиянием высокой активности
ренин-ангиотензин-альдостероновой системы, поэтому очищение
от нат­рия, например, составляет 1/5—1/6 взрослой нормы, что может
приводить к задержке натрия в организме и развитию отеков. В после­
дующие периоды онтогенеза основные показатели, характеризующие
осмо- и ионорегулирующие функции почек, претерпевают лишь незна­
чительные изменения и, как правило, укладываются в границы довери­
тельных интервалов нормальных значений, присущие для взрослых.
Расчет суммарной функции методом морфокинетического синте­
за показал, что уже к четырем-пяти годам интегральный показатель
функций исследуемого органа приближается к взрослому уровню, од­
нако в ходе онтогенеза он претерпевает волнообразные изменения.
343
Наибольшая интенсивность развития функций почек отмечается от пе­
риода новорожденности до четырех-пяти лет, следующий скачок про­
является в 10—11 лет, и окончательная стабилизация этого параметра
происходит в юношеском возрасте. В периоды 7—8 и 13—15 лет наблю­
дается снижение величины коэффициента связи (далее — КС) между
показателями парциальных функций почек. Это, вероятно, может быть
как следствием десинхронизации их развития, так и результатом ге­
терохронного созревания почек и других функциональных систем,
обеспечивающих их деятельность (сердечно-сосудистой, пищевари­
тельной, эндокринной). Как бы то ни было, эти периоды, по-видимому,
следует рассматривать как критические этапы в функциональном раз­
витии органа. Подобный расчет морфологического формирования по­
чек показал, что оно происходит более плавно и достигает стабильного
уровня после 22 лет (рис. 7.7).
В целом по сумме морфофункциональных признаков почки наи­
более близки к дефинитивному состоянию в 10—11 лет.
Возрастные особенности мочевыделения. С возрастом меняется
состав выделяемой мочи. Моча новорожденных содержит следы бел­
ка. Это зависит от повышенной проницаемости эпителия мочевых
клубочков и канальцев. У детей старшего возраста белка в моче нет.
В моче детей часто обнаруживаются молочный сахар, гликуроновая
кислота, гормоны, ферменты (пепсин, диастаза, трипсин, мальтаза,
уропепсин и др.), но азотистых веществ в моче новорожденных в 5 раз
меньше, чем у взрослых. Преобладание в раннем возрасте процессов
ассимиляции над диссимиляцией разгружает экскреторную деятель­
ность почек и приводит к уменьшению выведения не только азотистых
веществ, но и солей. В моче детей содержится мало мочевины, хлоридов,
фосфатов и сульфатов, но с возрастом их содержание возрастает, что
зависит преимущественно от количества пищевого белка в суточном
рационе. Реакция мочи у новорожденных резко кислая, с возрастом
становится слабокислой. Реакция мочи может меняться в зависимости
от характера получаемой ребенком пищи. При питании преимущест­
венно мясной пищей в организме образуется много кислых продуктов
обмена, соответственно и моча становится более кислой. При употребле­
нии растительной пищи реакция мочи сдвигается в щелочную сторону.
С возрастом меняется и количество мочи. У грудных детей коли­
чество мочи на 1 м2 поверхности тела в 2—3 раза больше, чем у взрослых,
за счет интенсивного водного обмена и относительно большого коли­
чества воды и углеводов в рационе питания. На количество мочи вли­
яют также температура и влажность окружающего воздуха, одежда,
подвижность ребенка.
Суточный диурез (Д) у детей старше 1 года можно рассчитать по
формуле:
Д (мл) = 600 + 100 (В – 1),
где В — возраст в годах.
Рис. 7.7. Интегральная морфофункциональная характеристика почек
человека в различные периоды онтогенеза:
КС — коэффициент связи между различными показателями,
рассчитанный методом морфокинетического синтеза;
— — — КС функциональных показателей; —.— КС морфологических
параметров; ---- КС морфофункциональных показателей
Источник: Возрастные особенности водно-солевого обмена и функции
почек : автореф. … дис. д-ра биол. наук. М. : РАО, Институт возрастной физио­
логии, 1985.
344
У детей в первые дни жизни количество мочи может колебаться
в довольно широких пределах: от 200 до 222 мл/сут. К концу первого
месяца жизни количество мочи в сутки достигает приблизительно
330 мл, к концу первого года жизни — 750 мл, что соответствует 2/3
содержания воды в пищевом рационе. В возрасте четырех-пяти лет
ребенок выделяет за сутки 1 л мочи, в 10 лет — около 1,5 л.
Количество мочеиспусканий у новорожденного — 20—25 раз в сут­
ки, у грудных детей — до 15 раз в сутки, при этом ночной диурез пре­
обладает над дневным. Количество мочеиспусканий у детей двух-трех
345
лет — десять раз, в школьном возрасте — шесть-семь раз в сутки.
В среднем новорожденный каждый раз выделяет при мочеиспускании
от 10 до 50 мл мочи, ребенок от года — 50—100 мл, в пять лет — 90—
200 мл, в десять лет — 150—250 мл, в 15 лет — 200—300 мл, что зависит
от увеличения емкости мочевого пузыря.
Регуляция. Деятельность почек и мочевыделительной системы
регулируется ЦНС и гормональными факторами (антидиуретическим
и натрийуретическим гормонами, ренин-ангиотензин-альдостероно­
вой системой и др.) и находится в тесной функциональной взаимосвя­
зи с другими системами в организме. Все звенья осмо-, волюмо- и
ионнорегулирующих систем достигают уровня взрослых к 10—11 годам
жизни, хотя объем их резервных возможностей остается еще ниже де­
финитивного вплоть до 18—21 года. В подростковом возрасте отмеча­
ется высокая реактивность осмо- и натрийрегулирующих механизмов,
что способствует усилению диуреза, задержке натрия в организме и
может явиться провоцирующим фактором развития «юношеской» ги­
пертензии.
На процесс мочеобразования и выделения мочи оказывают влия­
ние эмоциональные моменты и факторы окружающей среды (темпера­
тура воздуха, влажность, количество и качество пищи, выпитой жидко­
сти и т.п.).
Ночное недержание мочи (ночной энурез). Испускание мочи —
процесс рефлекторный. Поступающая в мочевой пузырь моча вызыва­
ет в нем повышение давления, что раздражает рецепторы, находящиеся
в стенке пузыря. Возникает возбуждение, доходящее до центра моче­
испускания в нижней части спинного мозга. Отсюда импульсы посту­
пают к мускулатуре пузыря, заставляя ее сокращаться, сфинктер при
этом расслабляется, и моча поступает из пузыря в мочеиспускательный
канал. Это непроизвольное испускание мочи, которое имеет место
у грудных детей.
Старшие дети, как и взрослые, могут произвольно задерживать и
вызывать мочеиспускание. Это связано с установлением корковой,
условно-рефлекторной регуляции мочеиспускания, формирование
которой происходит к концу первого года жизни. Обычно к двухлетне­
му возрасту у детей сформированы условно-рефлекторные механизмы
задержки мочеиспускания не только днем, но и ночью, однако у 5—10%
детей в возрасте до 13—14 лет наблюдается ночное недержание мочи
(энурез). Это заболевание, требующее лечения. Ночному недержанию
мочи способствуют принятие перед сном большого количества жидко­
сти (чай, кофе, молоко), холодная постель, перевозбуждение перед сном
и другие факторы.
346
7.5. ВОЗРАСТНЫЕ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ
ОБМЕНА ВЕЩЕСТВ, ЭНЕРГИИ
И ТЕРМОРЕГУЛЯЦИИ
7.5.1. Общие сведения
В организме человека происходит постоянное обновление клеточ­
ных структур, синтезируются и разрушаются различные химические
соединения. Совокупность всех химических реакций, протекающих
в организме, называется обменом веществ (метаболизмом).
В процессе индивидуального развития человека обмен веществ и
энергии претерпевает ряд количественных и качественных изменений,
прежде всего существенно меняется соотношение между двумя фазами
метаболизма: ассимиляцией и диссимиляцией.
Ассимиляция — процесс усвоения организмом внешних веществ,
в результате которого они становятся составной частью живых структур
и откладываются в виде запасов в организме.
Диссимиляция — процесс распада органических соединений на­
простые вещества, в результате которого происходит выделение энер­
гии, которая необходима для жизнедеятельности организма.
Обмен веществ происходит в тесной связи с окружающей средой.
Для жизнедеятельности необходимо поступление в организм из внеш­
ней среды белков, жиров, углеводов, витаминов, минеральных солей и
воды. Количество, свойства и соотношение этих элементов должны
соответствовать состоянию организма и условиям его существования.
Например, если пищи поступило больше, чем необходимо, человек
прибавляет в весе, если меньше — теряет.
Главными особенностями обмена веществ у детей являются:
„„ преобладание процессов ассимиляции над процессами дисси­
миляции, что приводит к росту и увеличению массы тела, диф­
ференцировке тканей;
„„ высокая интенсивность обменных процессов;
„„ высокая лабильность метаболических процессов, обусловлива­
ющая неустойчивость гомеостаза;
„„ повышенная потребность в белках для построения новых струк­
тур (синтез роста), самообновления, регенерации;
„„ положительный азотистый баланс;
„„ высокая подверженность обменных процессов действию по­
вреждающих факторов (гипоксии, нарушениям питания, трав­
мам, болезням, нагрузкам, т.д.).
347
7.5.2. Особенности обмена белков у детей
Белки, или протеины, являются главной составной частью всех
органов и тканей организма, с ними тесно связаны все жизненные про­
цессы — обмен веществ, сократимость, раздражимость, способность
к росту, размножению и мышлению.
Белки составляют 15—20% общей массы тела человека (жиры и
углеводы вместе — лишь 1—5%). Белки поступают с пищей и относят­
ся к незаменимым компонентам рациона. Биологическая активность
других пищевых веществ проявляется только в присутствии белков.
Основны­е функции белков:
„„ пластическая — участие в построении новых клеток и тканей,
обеспечение роста и развития молодых растущих организмов и
регенерация изношенных, отживших клеток в зрелом возрасте;
„„ защитная — из белков пищи синтезируются антитела, обеспе­
чивающие иммунитет к инфекциям;
„„ ферментативная — все ферменты являются белковыми соеди­
нениями;
„„ гормональная — инсулин, гормон роста, тироксин, тестостерон,
эстрогены и многие другие гормоны являются белками;
„„ сократительная — белки актин и миозин обеспечивают мышеч­
ное сокращение;
„„ транспортная — содержащийся в эритроцитах белок гемоглобин
переносит кислород, белки сыворотки крови участвуют в транс­
порте липидов, углеводов, некоторых витаминов, гормонов;
„„ энергетическая — белки обеспечивают организм необходимой
энергией.
Показателем уровня белкового обмена является азотистый баланс,
который определяется по результатам сравнения количества азота, по­
ступившего с пищей и выведенного из организма. Азотистый баланс —
это разность между потребленным с пищей азотом и азотом, выделен­
ным из организма (с мочой, калом и микропотерями). Различают три
вида азотистого баланса:
1) азотистое равновесие;
2) положительный;
3) отрицательный азотистый баланс.
Азотистое равновесие — равенство количества поступившего
с пищей и выделенного из организма азота.
Положительный азотистый баланс означает, что с пищей посту­
пает больше азота, чем выводится из организма, характеризует нако­
348
пление белка (азота) в организме. Задержка азота физиологична для
детей, беременных и кормящих женщин, после голодания и т.д.
Отрицательный азотистый баланс — преобладание азота, выде­
ленного из организма, над азотом, который поступил с пищей, что
свидетельствует о потере собственных белков тканями организма.
При этом источником свободных аминокислот становятся белки плаз­
мы крови, печени, слизистой оболочки кишечника, мышечной ткани.
Это позволяет достаточно долго поддерживать обновление белков
мозга и сердца. Отрицательный азотистый баланс наблюдается при го­
лодании, недостатке в пище полноценных белков, ряде заболеваний,
травмах, ожогах, после операций и пр. Длительный отрицательный
азотистый баланс приводит к гибели.
Для раннего этапа развития организма характерен положительный
азотистый баланс, для зрелого возраста — азотистое равновесие, а для
старости преимущественно — отрицательный азотистый баланс.
В организме ребенка интенсивно происходят процессы роста и
формирования новых клеток и тканей, поэтому потребность в белках
у него значительно выше, чем у взрослого.
В пересчете на массу тела в организме грудного ребенка усваива­
ется вдвое больше белков, чем у взрослого. Максимальная задержка
белков происходит в течение первого года жизни, поэтому потребность
в белках у ребенка значительно выше, чем у взрослого, и тем выше, чем
ребенок моложе, чем интенсивнее происходят процессы роста. Белки
особенно важны для создания основы формирования интеллекта, син­
теза антител, адаптации к стрессорам. В связи с этим для детей харак­
терен положительный азотистый баланс (общее количестве азота, вы­
деляемого с мочой и потом, меньше количества азота белка, усвоенного
из пищи). В то же время содержание общего белка и его фракций
в плазме крови снижено.
Суточная потребность в белках на 1 кг массы тела представлена
в табл. 7.4. В зависимости от возраста и массы тела количество белка
в рационе ребенка должно составлять: в 1—3 года — 55 г, в 4—6 лет —
72 г, в 7—9 лет — 89 г, в 10—15 лет — 100—106 г (норма взрослого).
Белки составляют 15—20% массы тела взрослого человека.
За счет белков пищи должно покрываться приблизительно 10—15%
общего суточного количества калорий.
Баланс и удерживание азота в организме ребенка зависят от его
индивидуальных особенностей, определяемых в значительной степе­
ни типом ВНД. У детей с преобладанием процессов возбуждения над
процессами торможения удержание азота менее выражено, чем у детей
с преобладанием процессов торможения. Самые высокие показатели
349
удержания азота были отмечены у детей с уравновешенными процес­
сами ВНД.
Таблица 7.4
Белковый оптимум для детей и подростков
Возраст
Оптимальное содержание белка в суточном
рационе, г/кг массы тела
До 1 года
5,0—5,5
1—3 года
3,5—3,0
4—7 лет
4,0—4,5
8—12 лет
3,0
Старше 12 лет
2,0—2,5
Старше 20 лет
1,5—2,0
Имеет значение не только количество, но и качество употребляе­
мого белка. Дети нуждаются в гораздо большем количестве нуклеино­
вых кислот, чем взрослые, а также качественно ином составе амино­
кислот пищи. Особенно важны для детского организма незаменимые
аминокислоты (лейцин, фенилаланин, лизин, валин, треонин). Такая
особенность белкового обмена первых лет жизни, очевидно, связана
с возрастными изменениями «белкового спектра» клеток и тканей —
различием соотношений белковых фракций, входящих в их состав.
Важно помнить, что использование белков для пластических целей
в организме ребенка возможно только при достаточном количестве
других ингредиентов. Соотношение белков, жиров и углеводов должно
составлять 1:1:4. При этих условиях азот максимально задерживается
в организме. Следует помнить о необходимости достаточного введения
витаминов, являющихся коферментами белкового обмена.
Существенные изменения в возрастном развитии претерпевают
такие показатели, как состав мочи и величина мочевых коэффициен­
тов, связанные с белковым обменом. Так, в моче новорожденного мень­
ше, чем у взрослого, азота мочевины, больше азота аммиака и азота
мочевой кислоты. У детей значительно больше, чем у взрослых, вы­
деляется с мочой аминокислот. В период новорожденности аминокис­
лоты состав­ляют 10% общего азота мочи, в то время как у взрослого —
лишь 3—4%.
Одним из показателей нарушения белкового обмена у детей явля­
ется накопление остаточного азота в крови. У здоровых детей от трех
месяцев до трех лет остаточный азот в крови колеблется в пределах
от 17,69 до 26,15 мг% (12,63—18,67 ммоль/л).
350
7.5.3. Возрастные особенности обмена углеводов
Углеводы составляют основную часть пищевого рациона и обе­
спечивают 50—60% его энергетической ценности. Главным образом
углеводы содержатся в растительных продуктах. В организме человека
они могут синтезироваться из аминокислот и жиров, поэтому не от­
носятся к незаменимым факторам питания. Минимум потребления
углеводов соответствует примерно 150 г/сут. Депонируются углеводы
в организме ограниченно, и запасы их у человека невелики. Основные
функции углеводов:
„„ энергетическая — при окислении 1 г усвояемых углеводов в ор­
ганизме выделяется 4 ккал;
„„ пластическая — входят в состав структур многих клеток и тка­
ней, участвуют в синтезе нуклеиновых кислот (в сыворотке
крови поддерживается постоянный уровень глюкозы; гликоген
есть в печени и мышцах; галактоза входит в состав липидов
мозга; лактоза содержится в женском молоке и т.д.);
„„ регуляторная — участвуют в регуляции кислотно-щелочного
равновесия в организме, препятствуют накоплению кетоновых
тел при окислении жиров;
„„ защитная — гиалуроновая кислота препятствует проникнове­
нию бактерий через клеточную стенку; глюкуроновая кислота
печени соединяется с токсическими веществами, образуя не­
токсичные сложные эфиры, растворимые в воде, которые вы­
водятся с мочой; пектины связывают токсины и радионуклиды
и выводят их из организма.
Кроме того, углеводы тонизируют ЦНС, обладают биологической
активностью — в комплексе с белками и липидами образуют некоторые
ферменты, гормоны, слизистые секреты желез и др. Пищевые волокна
являются физиологическими стимуляторами двигательной функции
ЖКТ.
Углеводы в организме ребенка не только выполняют энергетиче­
скую функцию, но в виде глюкопротеидов и мукополисахаридов иг­
рают важную пластическую роль при создании основного вещества
соединительной ткани, клеточных оболочек и др. Обмен углеводов
в организме ребенка характеризуется гораздо большей (в 3—4 раза)
интенсивностью, чем у взрослого.
Характерной особенностью регуляции углеводного обмена детей
являются более значительные колебания концентрации глюкозы в кро­
ви по сравнению со взрослыми, обусловленные усиленной утилиза­цией
глюкозы растущим организмом и незрелостью поджелудочной железы.
351
Количество сахара в крови у детей натощак меньше, чем у взрослого
(табл. 7.5).
Таблица 7.5
Содержание глюкозы в плазме крови детей и подростков
натощак
Возрастной период
Содержание глюкозы
мг%
ммоль/л
Новорожденности
30—50
1,67—2,77
Грудной
70—90
3,89—5,00
3—10 лет
80—100
4,40—5,55
11—15 лет
90—120
5,00—6,66
Углеводный обмен у детей характеризуется высокой усвояемостью
углеводов (98—99%) независимо от способа вскармливания. В детском
организме ослаблено образование углеводов из белков и жиров (глико­
неогенез), так как рост требует усиленного расхода белковых и жировых
запасов организма. Углеводы в организме ребенка депонируются в зна­
чительно меньшем количестве, чем в организме взрослого. Для детей
раннего возраста характерно быстрое истощение углеводных запасов
печени — высокая интенсивность процесса гликогенолиза, что связано
с повышенной концентрацией гормона глюкагона в плазме крови.
При использовании глюкозы в организме увеличивается доля анаэроб­
ного гликолиза у новорожденных и детей первого года жизни. В первом
полугодии жизни ребенок получает необходимое количество углеводов
в виде дисахаридов (лактозы из грудного молока; мальтозы, сахарозы
из молочных смесей). С шести месяцев, когда начинает образовываться
фермент амилаза (в слюне и поджелудочной железе), возникает потреб­
ность в полисахаридах (крахмале, гликогене).
Суточная потребность в углеводах у детей высокая и составляет
в грудном возрасте 10—12 г/кг массы тела в сутки, за счет которых
должно покрываться около 40% всей калорийной потребности ре­бен­
ка. В последующие годы количество углеводов, в зависимости от кон­
ституционных особенностей ребенка, колеблется от 8—9 до 12—15 г/кг
массы тела в сутки. В этот период за счет углеводов покрывается уже
50—60% всей калорийной потребности.
Абсолютное количество углеводов, которое дети должны получать
с пищей в сутки, значительно увеличивается с возрастом: от 1 до 3 лет —
193 г, от 4 до 7 лет — 287,9 г, от 8 до 13 лет — 370 г, от 14 до 17 лет — 470 г,
что почти равно норме взрослого — 500 г (по данным Института пита­
352
ния РАМН). В теле взрослого содержание углеводов составляет при­
мерно 0,6% массы тела.
Особенностью организма детей и подростков является менее со­
вершенный углеводный обмен в смысле возможностей быстрой моби­
лизации внутренних углеводных ресурсов организма и поддержания
необходимой интенсивности углеводного обмена при выполнении
физической работы. Так, у детей и подростков при выполнении физи­
ческих упражнений наблюдается снижение сахара в крови, в то время
как у взрослых выполнение тех же упражнений приводит к повышению
уровня сахара. Это обусловлено тем, что содержание гликогена в орга­
нах-депо (особенно печени) у детей понижено, поэтому они обладают
высокой толерантностью к углеводной нагрузке — способностью усва­
ивать сахара без сдвига концентрации глюкозы в крови. Это часто про­
является у детей в повышенном аппетите на сладкое.
7.5.4. Возрастные особенности обмена жиров
Жиры, или липиды, относятся к основным пищевым веществам и
являются важным компонентом питания. Жиры подразделяют на ней­
тральные (триглицериды) и жироподобные вещества (липоиды). Жиры
в организме человека выполняют следующие основные функции:
„„ служат важным источником энергии, превосходящим в этом
плане все пищевые вещества (при окислении 1 г жира образу­
ются 9 ккал, или 37,7 кДж);
„„ входят в состав всех клеток и тканей;
„„ являются растворителями витаминов А, D, Е, K;
„„ поставляют биологически активные вещества (полиненасыщен­
ные жирные кислоты, фосфатиды, стерины и др.);
„„ создают защитные и термоизоляционные покровы (подкожный
жировой слой предохраняет человека от переохлаждения);
„„ улучшают вкус пищи;
„„ вызывают чувство длительного насыщения.
Жиры могут образовываться из углеводов и белков, но в полной
мере заменяться ими не могут.
Жиры в организме ребенка выполняют энергетическую и пласти­
ческую функции. Обмен жира у детей характеризуется неустойчиво­
стью, быстрым истощением жировых депо при недостатке в пище
углеводов или при их усиленном расходе. Состав жира у новорожден­
ного отличается от материнского, так как плод образует свой жир из не­
эстерифицированных жирных кислот и глюкозы, поступающих через
плаценту. Доля жира в теле новорожденного зависит от массы тела
353
при рождении: при массе тела 1500 г — ~3% жира, при массе 2500 г —
~8%, при массе 3500 г — ~16%. Особенностью жировой ткани новорож­
денных является наличие бурого жира (8% массы тела), являющегося
важнейшим местом теплопродукции. Динамика содержания жира
в организме зависит от возраста: максимальное количество его наблю­
дается в шесть месяцев (26% массы тела), минимальное — в возрасте
шести — девяти лет (10—12%). В период полового созревания содержа­
ние жира в теле увеличивается, причем в большей степени у девочек,
достигая взрослого уровня (15—20%) к юношескому возрасту, и поло­
вые различия сохраняются в течение всей жизни.
При составлении пищевого рациона детей надо учитывать не толь­
ко количество, но и качество входящих в него жиров. С жирами пищи
в организм поступает ряд жирных кислот (особенно линолевая, лино­
леновая и арахидоновая) и растворимые в них витамины А, D, Е, K,
необходимые для обеспечения роста и развития ребенка, нормальной
функции кожи. Без жиров невозможна выработка общего и специфи­
ческого иммунитета. За счет жиров покрывается примерно 50% общей
суточной калорийности у детей в первое полугодие жизни; 30—40% —
в возрасте от шести месяцев до четырех лет; 25—30% — у детей школь­
ного возраста и примерно 40% — у взрослых.
Потребность в жире с возрастом меняется. Наибольшее относи­
тельное (на 1 кг массы) потребление жира имеет место у грудных детей,
и соответственно концентрация жирных кислот в крови у них высокая.
В этот период за счет жира покрывается 50% всей калорийной потреб­
ности. С возрастом все большее количество энергии образуется в орга­
низме за счет углеводов. Потребность в жире на 1 кг массы тела состав­
ляет:
„„ в грудном возрасте — 4—6 г;
„„ от двух до шести лет — 3—3,5 г;
„„ от шести до десяти лет — 2—3 г;
„„ старше десяти лет — 1—3 г (норма взрослого).
С возрастом увеличивается также абсолютное количество жира,
необходимое для нормального развития детей. От 1 до 3 лет ребенок
должен получать в сутки 32,7 г, от 4 до 7 лет — 39,2 г, от 8 до 13 лет —
38,4 г, от 14 до 17 лет — 47 г, что примерно соответствует норме взрос­
лого человека — 50 г (нормы Института питания РАМН).
Правильное расщепление жиров возможно лишь при условии
надлежащей корреляции жиров с другими основными питательными
ингредиентами. При питании детей раннего возраста особенно важно
выдержать соотношение между жирами и углеводами 1:2.
354
У детей, находящихся на грудном вскармливании, усваивается 96%
жира, при смешанном и искусственном — 90%.
7.5.5. Особенности водно-минерального обмена
у детей и подростков
Водно-электролитный баланс играет ведущую роль в обеспечении
жизненно важных процессов и характеризуется следующими основны­
ми показателями:
„„ количеством жидкости в различных средах;
„„ их ионным составом;
„„ осмоляльностью;
„„ кислотно-щелочной реакцией.
Наиболее распространенным и важным соединением в организме
человека является вода. В водной среде осуществляются все химиче­
ские, обменные и транспортные процессы, она служит универсаль­
ным растворителем продуктов питания и обмена. Организм ребенка
отличается от взрослого гидролабильностью, т.е. способностью бы­
стро терять и быстро накапливать воду, и состоянием некоторой на­
пряженности водного обмена. Существует связь между энергией роста
и содержанием воды в тканях. Суточная весовая прибавка у детей
грудного возраста составляет 25 г. На долю воды приходится 18 г, бел­
ка — 3 г, жира — 3 г, углеводы отлагаются в незначительном количе­
стве в виде гликогена, и лишь 1 г приходится на долю минеральных
солей.
К моменту рождения содержание воды в организме составляет
75—80% его массы и зависит от массы тела и степени зрелости. Так,
организм ребенка с массой тела 2500 г содержит 77% воды, а с массой
3500 г — 69%. У недоношенных детей количество жидкости больше
в связи с незрелостью регуляторных механизмов, повышенной гидро­
фильностью тканей и незначительным содержанием жира. У детей,
родившихся с массой 1500—2500 г, содержание воды достигает 81—85%
массы тела. С возрастом относительное количество ее уменьшается,
особенно интенсивно в первые годы жизни. Полагают, что к 3—5 годам
общее количество жидкости (в процентах) достигает уровня взрослого
человека.
Вода в организме находится в трех секторах: сосудистом (плазма
крови), интерстициальном и внутриклеточном. Распределение жидко­
сти в них также зависит от возраста (табл. 7.6).
355
Таблица 7.6
Возрастные изменения потребления воды в сутки
Возрастной период
Объем воды
мл/кг
мл
Новорожденности
80—150
250—500
Грудной
130—150
950—1 000
3 года
100—140
1 300—1 500
6 лет
90—100
1 800—2 000
9 лет
70—80
2 000—2 200
12 лет
65—75
2 000—2 500
14 лет
55—65
2 200—2 600
Взрослый
45—50
2 400—2 700
кожу значительно превышает аналогичные потери у взрослых: 1 г/кг.ч
и 0,5 г/кг.ч соответственно.
С возрастом изменяется и количество потребляемой и выделяе­
мой почками жидкости. Абсолютная скорость мочеотделения увели­
чивается, однако в расчете на 1 кг массы тела наблюдается снижение
суточного диуреза с 90—110 мл/кг у новорожденных до 60—70 мл/кг
в два-три года и 20—30 мл/кг — у взрослых. На выведение одного и
того же коли­чества органических и неорганических веществ новорож­
денные дети затрачивают в 2—3 раза больше воды, чем взрослые.
Данные обстоятельства диктуют повышенную потребность ребен­
ка в воде. Потребность в воде на 1 кг массы тела с возрастом уменьша­
ется, а абсолютное количество воды, получаемое ребенком в течение
суток, увеличивается (табл.7.7).
Таблица 7.7
Возрастные изменения потребления воды в сутки
Источник: Доскин В.А., Келлер Х., Мураенко Н.М., Тонкова-Ямпольская Р.В.
Морфофункциональные константы детского организма : справочник. М. : Ме­
дицина, 1997.
В динамике развития относительный объем внеклеточной жид­
кости уменьшается главным образом за счет интерстициального про­
странства. Так, если у новорожденных внеклеточный сектор состав­
ляет 41% массы тела, а у детей — 5—7 лет — 21,4%, то к 12—14 годам он
достигает 17,4%. Особенно высока степень гидратации у недоношен­
ных детей. Средний объем внеклеточной жидкости у доношенных со­
ставляет 376 мл/кг, а у недоношенных — 425 мл/кг. Сосудистая жид­
кость представляет собой часть внеклеточной, поэтому изменения ее
количества, обусловленные возрастом, подчинены аналогичным за­
кономерностям. У доношенных новорожденных объем циркулирую­
щей крови составляет 98,3 ± 8,7 мл/кг массы тела, у недоношенных —
106,0 ± 4,3 мл/кг, у детей грудного возраста — 83,0 ± 10,0 мл/кг, к пяти
годам — 80 мл/кг, а у взрослых — 66—77 мл/кг.
Несмотря на то что в раннем возрасте на единицу массы тела при­
ходится больше воды, детский организм существенно хуже взрослого
противостоит потерям жидкости. Такое напряжение водного баланса
в определенной степени связано с тем, что у детей интенсивность обме­
на веществ и поверхность тела, приходящиеся на единицу массы, от­
носительно больше, чем у взрослых. Так, у новорожденных на 1 кг
массы тела основной обмен составляет 76—230 кДж, а относительная
поверхность — 711 см2, тогда как у взрослых — 148 кДж и 211 см2 со­
ответственно. В результате этого выделение воды через легкие и
356
Возраст
Объем воды
мл/кг
мл
Новорожденные
80—150
250—500
Грудной
130—150
950—1 000
3 года
100—140
1 300—1 500
6 лет
90—100
1 800—2 000
9 лет
70—80
2 000—2 200
12 лет
65—75
2 000—2 500
14 лет
55—65
2 200—2 600
Взрослые
45—50
2 400—2 700
При прекращении поступления жидкости в организм новорожден­
ный полностью потерял бы весь объем внеклеточной жидкости в тече­
ние пяти, а взрослый — десяти суток.
Наряду с поступлением воды в организм с пищей и жидкостью,
которая всасывается в ЖКТ значительно быстрее, чем у взрослых, про­
исходит выделение ее почками с мочой (~60%), кишечником (6—10%)
и через кожу и легкие, обычно объединяемые общим понятием «неощу­
тимые» потери.
Приблизительно 1/3—1/2 воды, теряемой этим путем, приходится
на потерю воды при дыхании и около 1/2—2/3 — на выделение через
кожу. На величине потерь воды отражаются обмен энергии, интен­
сивность водного обмена, индивидуальные особенности терморегуля­
ции, характер получаемой пищи. В раннем возрасте за счет характера
357
питания формируется положительный баланс жидкости, что чрезвы­
чайно важно для роста и развития организма.
У детей по сравнению со взрослыми существенно выше суточный
обмен воды. У новорожденных он составляет примерно 1/2 часть вну­
триклеточной жидкости (700 мл из 1400 мл), тогда как в зрелом возрас­
те — 1/7 (200 мл из 1400 мл). Если время пребывания молекулы воды
в организме взрослого составляет около 15 дней, то в организме ребен­
ка — 3—5 дней, причем чем младше ребенок, тем выше скорость водно­
го обмена.
Кроме того, у детей фиксированный резерв жидкости весьма мал,
вода более подвижна в связи с недоразвитием соединительной ткани и
неспособностью гликозаминогликанов связывать воду. У новорожден­
ных и грудных детей не развито чувство жажды, что также обусловли­
вает их склонность к дегидратации (обезвоживанию).
Все сказанное выше, наряду с незрелостью механизмов регуляции
баланса жидкости в раннем возрасте, делает понятным, почему у детей
водный обмен характеризуется высокой лабильностью и напряжен­
ностью, а при патологических состояниях значительно быстрее, чем
у взрослых, развиваются его нарушения.
Для нормальной жизнедеятельности организма имеет значение
не только количество, но и качественный состав жидкости, омывающей
клетки. Через эту среду они получают строительные материалы и пи­
тательные вещества, она обеспечивает физико-химические условия
(температуру, осмотическое давление, рН, концентрацию органических
и неорганических соединений), необходимые для функционирования
клеток. В сущности, внеклеточная жидкость представляет собой ту
«внутреннюю среду» организма, постоянство которой является одним
из главных условий жизни.
О составе внеклеточной жидкости судят по показателям плазмы
крови, важнейшими из которых являются концентрация ионов и осмо­
ляльность. С наличием минеральных солей связано явление возбуди­
мости — одного из основных свойств живого. Рост и развитие костей,
нервных элементов, мышц зависит от содержания минеральных ве­
ществ. Они способствуют нормальной деятельности сердца и нервной
системы, используются для образования гемоглобина, соляной кис­
лоты, желудочного сока. Минеральные соли создают необходимое
для жизнедеятельности клеток определенное осмотическое давление.
Обычно употребляемые в пищу вещества животного и растительного
происхождения содержат в достаточном количестве все необходимые
растущему организму минеральные соли. Только поваренная соль до­
бавляется при рациональном приготовлении пищи. У детей баланс
358
минерального обмена положительный, что связано с ростом организма
и в первую очередь костной ткани. В раннем детском возрасте содержа­
ние минеральных солей относительно меньше, чем в старшем. У ново­
рожденного количество солей составляет 2,55% массы тела, у взросло­
го — 5%.
Баланс отдельных минеральных веществ зависит от возраста ре­
бенка, его индивидуальных особенностей и времени года. Основной
катион внеклеточной среды — натрий. Однако до сих пор нет единого
мнения по поводу его содержания в крови в зависимости от возраста.
Одни авторы указывают на постепенное повышение его концентрации
в процессе онтогенеза: у детей — от 122—135 ммоль/л (в период ново­
рожденности) до 143—144 ммоль/л (к семи-восьми годам жизни).
Другие исследователи пишут о неизменности этого показателя на про­
тяжении всего периода индивидуального развития, отмечая лишь зна­
чительный размах его колебаний и большую вариабельность в раннем
возрасте. Так, если у новорожденных концентрация натрия в сыворот­
ке крови колеблется в пределах 126—151 ммоль/л (у недоношенных
детей эти значения выше — 143—165 ммоль/л), то у 2—3-летних —
125—143 ммоль/л, а у детей от 4 до 14 лет — 137—147 ммоль/л. Даже
у взрослых здоровых людей (19—43 лет) в естественных условиях
жизни концентрация натрия и других катионов в среднем по группе
имеет значительно больший размах колебаний, чем у каждого индиви­
дуума в отдельности.
Вторым важнейшим катионом плазмы является калий, хотя ос­
новная его часть (98%) содержится внутри клеток. По данным боль­
шинства авторов, концентрация калия в сыворотке новорожденных
(5,1—6,5 ммоль/л) выше, чем у детей дошкольного возраста (4,3—
5,7 ммоль/л) и к 6—14 годам снижается до 3,7—5,1 ммоль/л, т.е. до де­
финитивного уровня. У недоношенных детей содержание калия в кро­
ви, так же как и натрия, подвержено значительным колебаниям — от 3,4
до 6,5 ммоль/л. По другим сведениям, возрастно-половых отличий
всодержании катиона уже не наблюдается с одного года.
Дети получают с пищей этих солей меньше, чем взрослые, и мень­
ше их выделяют. Депо натрия и хлора является кожа, а депо калия —
скелетные мышцы и печень. У ребенка депонирование этих ионов
почти отсутствует.
В сумме натрий и калий составляют 96% всех катионов внеклеточ­
ной жидкости и в значительной степени определяют ее эффективное
осмотическое давление, которое имеет небольшой диапазон колебаний
(274—303 мосм/л) с тенденцией к повышению в динамике индивиду­
ального развития.
359
Таким образом, в условиях естественного сбалансированного пи­
тания и водопотребления система регуляции водно-электролитного
обмена достаточно эффективно обеспечивает поддержание основных
гомеостатических констант плазмы крови уже в два-три года. Наиболее
точно во всех возрастных группах регулируется осмолярность плазмы
и концентрация натрия, тогда как концентрация калия колеблется
в большем диапазоне.
Однако важно подчеркнуть, что даже при практически одинаковых
средних значениях диапазон индивидуальных колебаний параметров
крови в раннем постнатальном онтогенезе значительно больше (до 16%
средней величины), чем у взрослых (всего 2%).
Содержание в плазме других электролитов, по данным литературы,
не имеет возрастных отличий уже с первых дней жизни и составляет
(в ммоль/л):
кальция — 2,1—2,9;
магния — 0,66—0,99;
хлора — 78—120;
фосфора — 1,29—2,26I.
Для растущего организма большое значение имеет кальций,
97% его содержится в костях и только 3% в крови и тканях. Относитель­
ная потребность в кальции особенно велика у грудного ребенка: она
в 8 раз больше, чем на втором году жизни, и в 13 раз — чем на третьем
году. В регуляции обмена кальция большая роль принадлежит около­
щитовидной железе, которая способствует переходу кальция из крови
в ткани.
Для нормального формирования костей нужен и фосфор. Этот
элемент необходим не только для роста костной ткани, но и для нор­
мального функционирования нервной системы, большинства желези­
стых клеток и других органов. С возрастом относительная потребность
в фосфоре уменьшается. Для растущего организма ребенка особенно
велико значение правильного соотношения между всеми основными
минеральными солями. Абсолютное количество вводимых солей имеет
меньшее значение. Оптимальное соотношение между концентрацией
солей кальция и фосфора для детей дошкольного возраста составляет
1:1; в возрасте 8—10 лет — 1:1,5; у подростков и школьников — 1:2.
При таких соотношениях развитие скелета протекает нормально.
При отсутствии или недостатке витамина D понижается активность
I
Вельтищев Ю.Е. Водно-солевой обмен ребенка. М. : Медицина, 1967; Доскин В.А., Келлер Х., Мураенко Н.М., Тонкова-Ямпольская Р.В. Морфофункциональные константы дет­
ского организма : справочник. М. : Медицина, 1997.
360
фосфатазы, уменьшается отложение в костях фосфорнокислых солей
кальция, развивается рахит.
Железо входит в состав гемоглобина (86%). У детей потребность
в железе больше, чем у взрослых. Пока ребенок питается молоком,
в котором мало железа, последний черпается из запасов его в печени,
поэтому большое значение имеет раннее введение пищи, содержащей
железо (соки, овощи), что предотвращает развитие анемий. В норме
в плазме крови ребенка содержится 10,6—21,4 мкмоль/л железа.
Для нормального развития ребенка необходимо поступление с пи­
щей микроэлементов — меди, цинка, кобальта, марганца, магния, брома,
фтора и т.д., имеющих важное биологическое значение, поскольку они
определяют активность ферментов, биохимические процессы в орга­
низме, иммунитет, синтез гормонов и других биологически активных
веществ. Грудной ребенок получает их с молоком матери, баланс их
у ребенка положительный.
Специфика минерального обмена в детском возрасте состоит
в том, что поступление солей должно превышать их выделение, по­
скольку для роста и формирования организма ребенка требуется ре­
тенция минеральных веществ. Полагают, что суточная норма потреб­
ления должна составлять для детей грудного возраста 50—150 мг/кг
NаСl и 150—220 мг/кг КСl, а для старших детей — 100 мг/кг NаСl и
50 мг/кг КСl.
В таблице 7.8 приведены данные о суточной потребности детей
разного возраста некоторых минеральных веществах.
Таблица 7.8
Средняя суточная потребность детей в основных
минеральных веществах
Возраст,
лет
Вещество, г
Натрий
Калий
Хлор
Кальций
Магний
Фосфор
0—1
0,1—0,4
0,4—0,8
0,4—0,7
0,3—0,6
0,06
0,7
1—3
1,0—2,0
0,5—1,0
2,0—2,5
1,0
0,14
1,5
4—6
1,5—2,5
0,5—1,0
2,0—3,0
1,0
0,22
1,5
7—10
2,5—3,0
0,5—1,0
3,0—4,0
1,2
0,36
2,0
11—13
3,0—5,0
1,0—3,0
4,0—6,0
1,5
0,40
2,5
14—17
4,0—6,0
2,0—4,0
4,0—6,0
1,4
0,53
2,0
Одним из важнейших факторов, ограничивающих потребление
минеральных солей, является почечная толерантность, т.е. тот максимум
ионов, который способна вывести почка в течение суток, так как дру­
гими путями экскретируется ничтожная доля электролитов.
361
С возрастом проявляется тенденция к повышению относитель­
ной экскреции натрия и снижению выведения калия, что обусловлено
возрастными особенностями функций почек и эндокринных механиз­
мов.
Потребление солей в нормальных условиях не вызывает сдвига
концентрации электролитов во вне- и внутриклеточной средах за преде­
лы их естественных колебаний. Однако возможность противодейство­
вать избытку катионов у детей весьма ограничена, в связи с чем у них
легко развивается солевая лихорадка.
Следовательно, одной из существенных черт водно-минерального
баланса в течение всего периода развития ребенка и главным образом
раннего онтогенеза является его неустойчивость и напряженность,
которые наиболее отчетливо проявляются в суб- и экстремальных си­
туациях (при патологии, дефиците жидкости, водных и солевых на­
грузках). В связи с этим у детей, особенно младшего возраста, даже
в естественных условиях отмечается довольно широкий диапазон ко­
лебаний гомеостатических констант и узость адаптивных реакций
на нагрузки. Указанные факты свидетельствуют об ограниченности
в периоде детства функциональных возможностей основного гомеоста­
тического органа — почки и регуляторных механизмов, обеспечиваю­
щих стабильность показателей водно-солевого равновесия.
7.5.6. Нормы питания детей и подростков
При составлении пищевых рационов необходимо учитывать ко­
личественный и качественный подбор питательных веществ. Важно,
чтобы в пище были все необходимые вещества (белки, жиры, углеводы,
вода, минеральные соли и витамины), а также верное соотношение
питательных веществ в рационе.
Для детей младшего школьного возраста наилучшим считается
соотношение белков, жиров и углеводов как 1:1:4, для детей более ран­
него возраста — 1:1:3, для взрослых — 1:1:4. В таблице 7.9 приведены
суточные нормы белков, жиров и углеводов, необходимых для органи­
зации рационального питания детей.
Пища должна быть достаточной по объему и калорийности, т.е.
вызывать чувство сытости и покрывать все энергетические затраты
организма. Потребность организма в питательных веществах зависит
от географических и климатических условий, возраста, профессии, со­
стояния организма (усиленный рост, беременность, период лактации).
Кроме того, весь суточный объем пищи должен быть распределен
по времени приема на четыре раза для детей дошкольного и школьного
362
возраста (шесть раз — для детей грудного возраста). Это соотношение
должно быть следующим.
Для дошкольников:
„„ завтрак — 25—30%,
„„ обед — 35—40%,
„„ полдник — 10—15%,
„„ ужин — 20—25%.
Для обучающихся:
„„ первый завтрак — 25—30%,
„„ второй завтрак — 15—20%,
„„ обед — 35—40%,
„„ ужин — 20—25%.
Таблица 7.9
Суточные нормы белков, жиров и углеводов в пище детей
и подростков, г
Возраст
Белки
Жиры
Углеводы
Всего
Животного
происхождения
Всего
Растительного
происхождения
До 2—3
месяцев
8—10
8—10
25—30
0
50—55
5—6 месяцев
12—15
12—15
35—40
0
60—75
1—1,5 года
45—48
36
40—50
3
90—120
3—4 года
60—63
44
60—70
8
180—230
5—7 лет
72—75
47
75—80
11
250—300
8—11 лет
75—95
56
80—95
15
350—380
12—14 лет
90—110
64
90—110
18
380—400
15—16 лет
100—120
68
90—110
20
420—450
Важно, чтобы прием пищи производился в одно и то же время
для формирования динамического стереотипа, способствующего выра­
ботке пищеварительных соков. Питание должно быть разнообразным,
содержать свежие натуральные продукты растительного и животного
происхождения. Детям противопоказаны различные альтернативные
типы питания: вегетарианство, сыроедение, раздельное питание, так как
это связано с морфофункциональными особенностями пищеваритель­
ной системы детей и необходимостью полноценного питания, содержа­
щего все питательные вещества и витамины (табл. 7.10) для нормаль­
ного роста и развития организма.
363
Таблица 7.10
Среднедневная норма потребления витаминов
Возраст
В1, мг В2, мг В6, мг В12,
мг
Фолат, С, мг
мкг
А, мкг
Е, мг D, мкг
0—3
месяца
0,3
0,4
0,4
0,3
40
30
400
3
10
4—6
месяцев
0,4
0,5
0,5
0,4
40
35
400
3
10
7—12
месяцев
0,5
0,6
0,6
0,5
60
40
400
4
10
1—3 года
0,8
0,9
0,9
1,0
100
45
450
5
10
4—6 лет
0,9
1,0
1,3
1,5
200
50
500
7
10
7—10 лет
1,2
1,4
1,6
2,0
200
60
700
10
2,5
11—13
лет (м)
1,4
1,7
1,8
3,0
200
70
1 000
12
2,5
11—13
лет (д)
1,3
1,5
1,6
3,0
200
70
800
10
2,5
14—17
лет (м)
1,5
1,8
2,0
3,0
200
70
1 000
15
2,5
14—17
лет (д)
1,3
1,5
1,6
3,0
200
70
800
12
2,5
Таблица 7.11
Распределение суточного расхода энергии
у детей первого года жизни, %
Возраст, месяцев
(м) — мальчики;
(д) — девочки.
Источник: Доскин В.А., Келлер Х., Мураенко Н.М., Тонкова-Ямпольская Р.В.
Морфофункциональные константы детского организма : справочник. М. : Ме­
дицина, 1997.
7.5.7. Особенности энергетического обмена детей
и подростков
Под обменом энергии понимается превращение потенциальной
энергии питательных веществ в тепло и работу. Обмен энергии скла­
дывается из основного обмена и рабочей прибавки. Основной обмен
у новорожденного в 2 раза выше, чем у взрослого, с возрастом он сни­
жается, но в период полового созревания вновь повышается в 1,5 раза.
У мальчиков он обычно на 10% больше, чем у девочек. Большое значе­
ние имеют эндогенные источники энергии:
„„ гликоген — при рождении;
„„ жиры — через несколько часов после рождения;
„„ через сутки вновь повышается вклад углеводов (дыхательный
коэффициент повышается до 0,9).
364
На долю основного обмена у детей приходится до 60% энергии,
на рабочую добавку — до 40%. Энергия в организме ребенка расходует­
ся несколько иначе, чем в организме взрослого. Около 15% общего
расхода энергии тратится на рост и отложение веществ (у взрослого —
0%). Расход энергии на мышечную работу у ребенка меньше (15%), чем
у взрослого (25%), но при любых напряжениях (плаче, крике, беспо­
койстве) энергозатраты резко увеличиваются, и несколько больше
энергии ребенок теряет с экскрементами (5—10%, у взрослых — до 5%).
Специфически-динамическое действие пищи (повышение энергии по­
сле приема пищи) у детей выражено не так ярко (0—5%), как у взрослых
(10—20%).
Общий расход энергии ребенка и взрослого показан в табл. 7.11.
Основной обмен
Рост
Поддержание
температуры
До 3
36
46
18
4—6
44
28
28
7—9
52
13
35
10—12
50
6
44
Важным показателем энергетических превращений в организме
является основной обмен, характеризующий интенсивность окисли­
тельных процессов в стандартных условиях. Величина основного обме­
на у детей больше, чем у взрослых. Это обусловлено следующими
факторами:
„„ интенсивностью роста, напряженностью процессов синтеза;
„„ свойствами самих молодых тканей, которые обладают более ин­
тенсивным метаболизмом по сравнению с тканями взрослого;
„„ вдвое большим отношением поверхности тела к массе тела
у детей.
Характерной особенностью периода новорожденности является
более низкий обмен, что связано с недостаточной функцией щитовид­
ной железы в этот период. Однако уже со второй половины первого дня
жизни основной обмен постепенно нарастает до 2—4 лет, после чего
начинает постепенно снижаться, приближаясь к основному обмену
взрослого. Основной обмен на 1 кг массы тела в сутки представлен
в табл. 7.12.
365
Таблица 7.12
Основной обмен (на 1 кг массы тела в сутки)
Возраст, лет
Ккал/кг.сут.
кДж/кг.сут.
Мальчики
Девочки
Мальчики
Девочки
Новорожденные
50
50
209,2
209,2
0,5
56
58
234,3
242,7
1
54
53
225,9
221,8
2
51
49
213,4
205,0
3
48
46
200,8
192,5
4
47
44
196,6
184,1
5
45
42
188,3
175,7
6
43
40
179,9
167,4
7
42
41
175,7
171,5
8
41
40
171,5
167,4
Таблица 7.13
Суточный расход энергии у детей первого года жизни
9
40
39
167,4
163,2
10
39
38
163,2
159,0
ккал
кДж
11
40
40
167,4
167,4
До 3
120
502,1
Возраст, месяцев
На 1 кг массы
12
42
43
175,7
179,9
4—6
108
451,9
13
40
42
167,4
175,7
7—9
105
439,3
14
39
38
163,2
163,2
10—12
110
460,2
15
36
35
150,6
146,4
16
33
31
138,1
129,7
17
31
29
129,7
121,3
18
28
27
117,2
113,0
Взрослые
27
25
113,0
104,6
Источник: Доскин В.А., Келлер Х., Мураенко Н.М., Тонкова-Ямпольская Р.В.
Морфофункциональные константы детского организма : справочник. М. : Ме­
дицина, 1997.
Закономерность этих возрастных изменений выступает еще более
отчетливо при расчете на единицу поверхности тела. После рождения
основной обмен повышается, к 2—4 годам жизни достигает максимума,
а затем постепенно уменьшается до периода полового созревания.
К 12 годам он снова, но менее значительно, увеличивается, а затем,
с 15—16 и особенно резко — с 20 лет, уменьшается.
Соответственно с возрастом уменьшается относительное потребле­
ние кислорода. На 1 кг массы тела в см3 в 1 мин у детей 5—6 лет при основ­
ном обмене оно равно 6,1, у подростков 14—15 лет — 4,5, а у взрослых — 3,7.
366
Интенсивность основного обмена у ребенка зависит от возраста,
пола, веса, роста, работы желез внутренней секреции, конституции,
условий жизни и др. В течение первого полугодия жизни у девочек и
мальчиков основной обмен почти одинаков, но уже во втором полугодии
жизни суточный основной обмен у мальчиков несколько превышает
таковой у девочек. В возрасте 12—13 лет девочки по уровню основного
обмена оказываются впереди мальчиков в связи с более ранним началом
полового созревания, но в последующем мальчики снова обгоняют де­
вочек. В зрелом возрасте основной обмен у мужчин выше, чем у женщин.
Основной обмен у каждого отдельного субъекта отличается по­
стоянством и колеблется в пределах ±10% возрастной нормы.
Общий расход энергии, рассчитанный на 1 кг массы тела, претер­
певает возрастные изменения (табл. 7.13).
Суточный расход энергии в пределах определенной возрастной
группы подвержен большим индивидуальным колебаниям — как в по­
кое, так и при различных видах деятельности. Это связано с различия­
ми в физическом развитии детей, состоянием их эндокринной и нервной
систем, интенсивностью движений, труда и пр.
Примерные энергетические потребности детей и подростков пред­
ставлены в табл. 7.14.
Таблица 7.14
Суточные энергетические потребности детей и подростков,
кДж/сутки
Возраст, лет
кДж/сут.
Возраст, лет
кДж/сут.
0,5—1,0
1,0—1,5
3 360
7—10
10 080
5 460
11—13
1,5—2
11 970
6 300
14—17 (юноши)
13 230
3—4
7 560
14—17 (девушки)
11 550
5—6
8 400
367
Источник: Доскин В.А., Келлер Х., Мураенко Н.М., Тонкова-Ямпольская Р.В.
Морфофункциональные константы детского организма : справочник. М. : Ме­
дицина, 1997.
Суточный расход энергии одного и того же ребенка в отдельные
дни не одинаков и зависит от общего состояния ребенка и от времени,
затрачиваемого на мышечную деятельность. Диапазон изменений энер­
гетического обмена при физических нагрузках у детей снижен, так как
резервные возможности системы терморегуляции ограничены, а энер­
гозатраты на достижение полезного результата у ребенка выше, чем
у взрослого, в связи с несовершенством регуляции.
7.5.8. Особенности терморегуляции у детей
и подростков
Известно, что центральным системообразующим фактором каж­
дой функциональной системы является результат ее деятельности.
Приспособительным результатом деятельности системы терморегуля­
ции является поддержание в организме оптимальной температуры,
обеспечивающей нормальное течение его обменных процессов.
У плода терморегуляция обеспечивается за счет матери. Тепло­
продукция плода составляет всего 10—15% теплопродукции матери,
а теплоотдача происходит через плаценту, что при постоянной темпе­
ратуре окружающей плода среды позволяет сохранить его изотермию.
Основной особенностью системы терморегуляции у детей являет­
ся недостаточность ее регуляторных процессов. Несовершенство меха­
низмов терморегуляции у детей объясняется рядом причин.
1. Незавершенным развитием нервного центра химической термо­
регуляции.
2. Несовершенством механизмов теплоотдачи (физической тер­
морегуляции); у детей недостаточно развиты сосудодвигательные ре­
акции, регулирующие кровоснабжение кожи и, следовательно, тепло­
отдачу.
3. Большей относительной поверхностью тела ребенка — чем млад­
ше ребенок, тем большая поверхность тела приходится на единицу
массы. Поскольку величина теплоотдачи зависит от величины поверх­
ности тела, у детей этот процесс осуществляется более интенсивно
по сравнению с взрослыми. В связи с этим потребность в образовании
тепла также выше у детей, чем у взрослых.
4. Особенностями строения кожи как периферического аппарата
физической терморегуляции (обильностью кровоснабжения, тонкостью
368
эпидермального, подкожно-жирового и рогового слоев, слабым разви­
тием потовых желез).
Усиление теплопродукции при охлаждении или ослабление при
нагревании (химическая терморегуляция) наблюдается уже у грудных
детей. Особенностью механизмов увеличения теплопродукции у детей
грудного возраста является отсутствие терморегуляторной реакции
дрожания. Усиление теплопродукции мышц при охлаждении достига­
ется у них повышением так называемого терморегуляторного тонуса.
Это доказывается регистрацией биоэлектрической активности мышц,
которая увеличивается при охлаждении ребенка. У новорожденных
важным источником тепла является бурая жировая ткань.
Механизм отдачи тепла (физическая терморегуляция) у новорож­
денного и грудного ребенка развит недостаточно, поэтому очень легко
происходит столь опасное для ребенка перегревание. У новорожденных
детей уже осуществляется рефлекторная регуляция просвета кожных
сосудов: сужение сосудов кожи при холодном воздействии, как на месте
охлаждения, так и на симметричном участке кожи. Но латентный пе­
риод реакции велик, а интенсивность мала. Таким образом, в раннем
возрасте основным механизмом, поддерживающим постоянство темпе­
ратуры тела, является химическая терморегуляция. С возрастом уве­
личивается роль физической терморегуляции. В качестве границы
перехода от одного типа поддержания постоянства температуры тела
к другому выделяют девятилетний возраст.
После года-полутора и до четырех-пяти лет отмечается большой
поток тепла через единицу поверхности тела (скорость роста замедля­
ется, интенсивность основного обмена еще высокая). Высокий уровень
теплопродукции в этом возрасте служит фактором компенсации потерь
тепла, обусловленных недоразвитием физической терморегуляции.
В 6—7-летнем возрасте отмечается увеличение возможности физиче­
ской терморегуляции с одновременным снижением роли химической
(развития мышечной стенки артерий и артериол, увеличения возмож­
ности перераспределения крови). В возрасте 10 лет для девочек и 11—12
лет для мальчиков (препубертатный период) в результате гормональ­
ных перестроек происходит снижение возможностей физической термо­
регуляции, которая компенсируется возрастанием роли химической
терморегуляции. С появлением первых признаков полового созревания
отмечается становление достигнутого к 10 годам соотношения баланса
физической и химической терморегуляции. Физическая терморегуля­
ция совершенствуется тем интенсивнее, чем раньше начаты закалива­
ющие мероприятия.
Вследствие несовершенства механизмов терморегуляции орга­
низм ребенка отличается термолабильностью, т.е. неустойчивостью
369
температуры, особенно резко выраженной у детей раннего возраста.
Так, прием пищи, беспокойство, движения, сон, голод, случайные ох­
лаждения очень легко сказываются на их температурной кривой.
С 6—9 месяцев эти колебания становятся меньшими. Имеется высо­
кая зависимость температуры тела от температуры окружающей среды:
если она ниже 20 °С, то наступает быстрое охлаждение новорожденно­
го, выше 35 °С — перегревание.
Температура тела у только что родившегося ребенка (при измере­
нии в прямой кишке) колеблется от 37,7 до 38,2 °С, т.е. обычно на 0,1—
0,6 °С выше ректальной температуры матери. Это зависит от способнос­
ти плода к самостоятельной теплопродукции. Через 30—60 мин после
рождения температура тела у ребенка заметно снижается и через 2—3 ч
падает на 2,0—2,5 °С. Затем у здоровых детей температура вновь начи­
нает повышаться и через 12—24 ч (иногда через два-три дня) достигает
36—37 °С. Сильно выражена температурная асимметрия разных участ­
ков кожи. В течение еще нескольких дней температура у новорожденных
носит несколько беспорядочный характер, и лишь постепенно устанав­
ливается температурная кривая, свойственная здоровым детям грудно­
го возраста. Причинами первоначального снижения температуры тела
у новорожденных является резкое изменение температуры окружающей
среды и не сразу установившаяся физическая терморегуляция.
Для грудного ребенка не характерна монотермия. Средние коле­
бания разницы между максимальной и минимальной температурами
в течение суток у новорожденных равны приблизительно 0,4 °С, а у бо­
лее старших детей могут доходить до 1 °С. К полугоду формируется
суточный ритм изменений температуры тела.
Новорожденный легко переносит снижение температуры тела на
3—4 °С, но очень тяжело — повышение. Перегревание ребенка наступа­
ет чрезвычайно легко, так как у него малая масса тела и для ее нагрева
требуется меньше времени и энергии. Если температура повышается
более чем на 2 °С, то это вызывает не только болезненное состояние, но
представляет опасность для жизни. Этим, по-видимому, объясняется
особенность и биологическая целесообразность сосудистых реакций
на ранних стадиях онтогенеза — расширение сосудов как на согревание,
так и на локальное охлаждение кожи. Однако имеется и риск переохлаж­
дения организма, так как увеличение теплопродукции может происхо­
дить не более чем в 2 раза, и только за счет химической терморегуляции,
практически отсутствует механизм холодовой дрожи, низкая чувстви­
тельность холодовых рецепторов.
Постепенно сосудистые реакции становятся более совершенными:
уменьшается их латентный период, продолжительность, скорость воз­
370
вращения к исходному уровню. Но даже к 7—12-летнему возрасту они
не достигают уровня взрослых.
Установлено, что между величиной температуры кожи и возрастом
человека имеется обратная зависимость: чем он младше, тем выше тем­
пература его кожи. У лиц женского пола в возрасте 8—12, 18—25 лет
температура кожи выше, чем у мужчин. В возрасте 1—3, 4—7 лет по­
ловые отличия в температуре кожи не проявляются. Скорость восста­
новления температуры кожи после местного охлаждения у лиц млад­
шего возраста больше, чем у старшего.
В адаптации к температурным воздействиям большое значение
имеет закаливание, т.е. упражнения, тренировка сосудистых и нейро­
гуморальных процессов (холодное обтирание, купание, воздушные
ванны и т.д.). Это способствует увеличению толщины эпидермального
слоя кожи, тренировке сосудистых реакций и потовых желез, т.е. раз­
витию структурно-функционального аппарата кожи.
Таким образом, развитие системы терморегуляции связано со сле­
дующими факторами:
„„ увеличением массы тела, участвующей в теплопродукции, и
уменьшением относительной площади поверхности тела, с ко­
торой происходит теплоотдача;
„„ формированием потовых желез, способствующих теплоотдаче;
„„ улучшением теплоизолирующих свойств кожи за счет толщины
слоя подкожной жировой клетчатки;
„„ совершенствованием регуляции сосудистых реакций на охлаж­
дение и нагревание;
„„ снижением нижней границы термонейтральной зоны, что
уменьша­ет зависимость организма от изменений температуры
среды.
ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ
1. Какова роль системы кровообращения? Расскажите о ее строении в раз­
личные периоды онтогенеза.
2. Чем отличаются системы кровообращения плода и взрослого человека и
какие изменения происходят в сердечно-сосудистой системе новорожден­
ного?
3. Каковы функциональные особенности сердечно-сосудистой системы
у детей?
4. Расскажите о преобразованиях системы кровообращения в подростковом
возрасте.
5. В чем проявляются половые морфофункциональные различия системы
кровообращения?
371
6. Постройте график изменения АД и ЧСС от периода новорожденности до
зрелого возраста.
7. Используя материал учебника, заполните таблицу:
Отдел пищева- Макро-строерительной
ние
трубки
Микро-строение
Основные
функции
Возрастные
особенности и
преобразования
8. Каковы типы питания в различные возрастные периоды?
9. В чем заключаются особенности пищеварения в полости рта у детей раз­
ного возраста?
10. Какие морфофункциональные особенности пищевода и желудка у детей?
11. Каковы особенности строения и пищеварения в кишечнике у детей?
12. Чем характеризуются процессы всасывания в ЖКТ у детей разного возраста?
13. Каково значение для организма процесса выделения? Перечислите орга­
ны, участвующие в выделении, какова их роль?
14. Расскажите о развитии потовых и сальных желез в онтогенезе.
15. Используя материал учебника и дополнительную литературу, заполните
таблицу «Строение и функции органов дыхания человека»:
Орган дыхательной системы
Особенности строения
Выполняемые функции
16. Каковы особенности дыхания плода и новорожденных?
17. В чем заключаются основные онтогенетические изменения в развитии
дыхательной системы: изменение частоты и глубины дыхания, ЖЕЛ в за­
висимости от пола, тренированности детей?
18. Каким образом осуществляется регуляции дыхания?
19. Каковы особенности формирование регуляции дыхания у детей в онто­
генезе?
20. Расскажите о строении и функционировании мочевыделительной системы.
21. Каковы морфофункциональные изменения почек в онтогенезе?
22. Как с возрастом меняется состав, кислотность и количество мочи?
23. Расскажите о регуляции мочеобразования и мочеотделения. Каковы при­
чины энуреза у детей?
24. Дайте понятия ассимиляции и диссимиляции.
25. В чем заключаются особенности белкового обмена у детей?
26. Охарактеризуйте особенности углеводного обмена у детей и подростков.
27. Дайте характеристику жирового обмена детей и подростков.
28. Каковы особенности водно-минерального обмена детей и подростков?
29. Расскажите о возрастных изменениях и половых особенностях основного
обмена.
30. Расскажите о нормах и режиме питания детей.
31. Перечислите основные особенности энергетического обмена у детей и
подростков.
32. Каковы особенности терморегуляции у детей и подростков?
372
ГЛАВА 8
БИОРИТМЫ ЧЕЛОВЕКА.
РАБОТОСПОСОБНОСТЬ
И ГИГИЕНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ
К ОРГАНИЗАЦИИ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО ПРОЦЕССА
8.1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА БИОРИТМОВ
Жизнь на Земле существует в условиях повторяющихся во време­
ни процессов, связанных с циклическими движениями астрономиче­
ских объектов: смена дня и ночи — с вращением Земли вокруг своей
оси, приливы и отливы — с движением Луны вокруг Земли, смена се­
зонов года — с движением Земли вокруг Солнца и т.д. В связи с этим и
физиологические функции живых существ организованы ритмично.
Биоритм — автоколебательный процесс в биологической системе, ха­
рактеризующийся последовательным чередованием фаз напряжения и
расслабления, когда тот или иной параметр последовательно достигает
максимального или минимального значения.
Биоритмы имеют адаптивное значение, они необходимы для со­
хранения и эволюции живой материи на Земле и проявляются у всех
живых существ — от вирусов и бактерий до человека. У человека и
животных описано около 400 биоритмов. Существует несколько их
классификаций. Чаще всего биоритмы классифицируют на основании
частоты колебаний (осцилляций), или периодов.
Ниже перечислены основные ритмы.
1. Высокой частоты, или микроритмы (от долей секунды до 30 мин).
Примерами микроритмов являются осцилляции на молекулярном уров­
не, частота сердечных сокращений, частота дыхания, периодичность
перистальтики кишечника.
2. Средней частоты (от 30 мин до 28 ч). В эту группу входят ультра­
дианные (до 20 ч) и циркадианные, или околосуточные (20—28 ч),
ритмы. Циркадианный ритм — основной ритм большинства физиоло­
гических функций человека.
3. Мезоритмы (от 28 ч до 6—7 дней). Сюда относятся циркасепталь­
ные ритмы (около 7 дней). С этими ритмами связана работоспособность
373
человека, поэтому каждый шестой или седьмой день недели является
выходным.
4. Макроритмы (от 20 дней до 1 года). К ним относятся сезонные
и околомесячные (циркасинодические) ритмы, а также циркануальные
(цирканные), или окологодовые, ритмы.
5. Мегаритмы (длительность в десяток или многие десятки лет).
Этому виду колебаний подчинены некоторые инфекционные процес­
сы, свойственные человеку (эпидемии) и животным (эпизоотии). При­
мером мегаритма является волнообразное изменение физического
разви­тия людей на протяжении многих веков. Например, в средние
века рост людей был относительно мал по сравнению со средним ростом
в ХХ в.
Между перечисленными типами биоритмов существуют переходы.
В другой классификации биоритмов учитывают уровень организации изучаемой биологической системы. Выделяют ритмы:
„„ отдельных субклеточных структур;
„„ жизнедеятельности клеток;
„„ органов или тканей;
„„ одно- и многоклеточных организмов; популяций и экосистем.
Каждый биоритм можно охарактеризовать с помощью методов
математического анализа, а также графического изображения (биоритмограммы, или хронограммы).
На рисунке 8.1 представлен принцип построения биоритмограммы
на примере суточного изменения ЧСС. Как видно из рисунка, биорит­
мограмма имеет синусоидальный характер. В ней различают: временной
период, фазу напряжения, фазу расслабления, амплитуду напряжения,
амплитуду расслабления, акрофазу данного биоритма.
Временной период — важнейшая характеристика биоритма, от­
резок времени, по истечении которого происходит повторение функции
или состояния организма.
Фазы напряжения и расслабления характеризуют усиление и
снижение функции в течение суток.
Амплитуда — разница между максимальной и минимальной вы­
раженностью функции в дневное (амплитуда напряжения) и ночное
(амплитуда расслабления) время. Общая амплитуда — разница между
максимальной и минимальной выраженностью функции в рамках все­
го суточного цикла.
Акрофаза — время, на которое приходится наивысшая точка (или
максимальный уровень) данного биоритма.
Большинство физиологических и биохимических процессов
в организ­ме человека и животных связаны со световым режимом и
374
Рис. 8.1. Схема биоритмограммы на примере циркадного ритма
ЧСС: 1 — временной период (сутки); 2 — фаза напряжения (день);
3 — фаза расслабления (ночь); 4 — амплитуда напряжения;
5 — амплитуда расслабления; 6 — акрофаза
изме­няются закономерно в течение суток. Поэтому околосуточный,
циркадианный биоритм — базисный биоритм человеческого организ­
ма. Появление циркадианных ритмов позволило живым организмам
«измерять» время, отсюда появилось такое понятие, как «биологиче­
ские часы».
Древнейшая функция околосуточного биоритма заключалась
в приурочивании максимальной биологической активности к опреде­
ленному времени суток, которое было бы наиболее благоприятно для
деятельности данного организма. В основе циркадианной организации
функций лежит периодическая смена бодрствования и сна.
В целом у человека двигательная активность больше и психическая
деятельность эффективнее в дневные часы, чем ночью. Днем выше
скорость переработки информации, эффективнее обучение. В это же
время повышается биоэлектрическая активность мозга.
Ритмические изменения способности человека к выполнению
умственной и физической работы связаны с ритмами отдельных физи­
ологических систем и обмена веществ. К концу дня у человека наблю­
дается максимум частоты, глубины и объема дыхания. Бронхиальная
проходимость снижена в ночные и утренние часы, но начиная с 11 ч она
увеличивается и достигает максимума к 18 ч.
375
Кровообращение наиболее интенсивно днем в головном мозге и
мышцах, а ночью — в сосудах кистей и стоп. В течение суток изменяет­
ся и реактивность сердечно-сосудистой системы к нагрузкам. Днем
физическая нагрузка вызывает больший прирост кровообращения,
чем ночью, поэтому одна и та же нагрузка ночью ощущается как более
тяжелая, что необходимо учитывать при работе в ночную смену.
Суточные ритмы характерны и для органов кроветворения. Кост­
ный мозг наиболее активен утром, поэтому в утренние часы в кровоток
поступает наибольшее количество молодых эритроцитов. Содержание
гемоглобина в крови самое высокое с 11 до 13 ч, а его минимум при­
ходится на 16—18 ч. Скорость оседания эритроцитов минимальна рано
утром и максимальна в 9—10 ч. Суточные колебания проявляются
в процессе свертывания крови: в ночное время происходит уменьшение
свертывающей активности, а днем этот процесс постепенно усиливает­
ся и достигает максимальных значений в полдень.
От фазы суточного ритма зависит деятельность ЖКТ людей. Слю­
ноотделение, секреция желудочного и поджелудочного соков, двига­
тельная активность желудка и кишечника больше днем, чем ночью.
Данная закономерность проявляется даже у людей, работающих в ноч­
ную смену. Хотя желчь вырабатывается печенью непрерывно, ее вы­
деление неодинаково в разное время суток: в первой половине дня оно
больше, а в вечерние часы — меньше. Это создает условия для лучшего
переваривания жиров в первую половину дня, когда человеку особенно
необходимо энергетическое обеспечение его функций. В первой поло­
вине дня более интенсивно происходит процесс распада гликогена
в печени с освобождением глюкозы. Во второй половине дня и ночью
печень усиливает ассимиляцию глюкозы и синтез гликогена, создавая
энергетический резерв для следующего дня.
Суточный ритм характерен и для функции почек. В утренние
часы в канальцах почек происходит особенно активная реабсорбция
фосфатов, глюкозы и других веществ, необходимых для поддержания
энергетических расходов организма. Реабсорбция воды в почках уве­
личивается в ночное время, в результате чего ночью уменьшается вы­
ведение мочи.
Интенсивность метаболических процессов, протекающих как
на уровне отдельной клетки, так и в пределах целого организма, осо­
бенно высока в часы наибольшей активности. Суточные колебания
уровня метаболических процессов коррелируют с температурой тела.
У человека самая высокая температура тела отмечается в вечернее
время, самая низкая — в утренние часы.
376
Суточные колебания деятельности внутренних органов и обмена
веществ во многом определяются изменениями нейроэндокринной
регуляции в цикле «бодрствование — сон». Во время бодрствования
преобладает функциональная активность симпатической нервной сис­
темы, во время сна — парасимпатической. Циркадианные ритмы харак­
терны и для функции желез внутренней секреции.
Суточные ритмы различных функций организма образуют единое
целое, в котором прослеживается строго упорядоченная последователь­
ность метаболических, физиологических процессов и поведенческих
актов. У животных ведущими являются ритмы поведенческой деятель­
ности, а у человека — трудовой. Биоритмы человека могут в определен­
ной мере перестраиваться при изменении условий работы, например
при переходе из дневной смены в ночную. У человека наблюдается
социальная детерминированность ритмических колебаний физиологи­
ческих и биохимических процессов.
8.2. БИОРИТМОЛОГИЧЕСКАЯ ИНДИВИДУАЛЬНОСТЬ
И РАССОГЛАСОВАНИЕ БИОРИТМОВ
У людей и животных установлена биоритмологическая индиви­
дуальность, которая определяется генотипическими особенностями
организации биоритмов и различиями реакции на действие внеш­
них факторов. Среди людей существуют «жаворонки» и «совы», т.е.
люди, у которых акрофаза биоритмов приходится на утро или вечер
соответственно. У жаворонков более высокая работоспособность
в утреннее время. Они ложатся спать и просыпаются в среднем на два
часа раньше сов. У сов работоспособность более высокая вечером и
ночью.
Десинхронозы — нарушение согласования внешних (природных,
социальных) и внутренних биологических ритмов, а также рассогласо­
вание различных биологических ритмов между собой. Различают де­
синхроноз острый и хронический, явный и скрытый, тотальный и ча­
стичный. Причинами десинхронозов могут быть:
„„ развитие стрессовой реакции на необычный по силе и качеству
стимул (эмоциональный или физический, а также переутомле­
ние и заболевание);
„„ перемещения человека на большие расстояния воздушным
транспортом;
„„ ночная работа.
377
При быстрых трансмеридиальных перемещениях десинхронозы
развиваются чаще, если разница во времени между пунктами отправ­
ления и прибытия составляет 2—3 ч и более. При этом нарушаются
различные биоритмы, которые затем восстанавливаются в разное время.
Раньше нормализуются сон и бодрствование, восстанавливаются про­
стые психомоторные реакции, позднее — ряд висцеральных функций,
работоспособность, обмен веществ и эндокринные функции. Последние
восстанавливаются лишь через два-три месяца.
При десинхронозе возникает ощущение дискомфорта и тревож­
ности, повышается вероятность развития неврозов, острых респиратор­
ных и желудочно-кишечных заболеваний. Десинхроноз может быть
неспецифическим проявлением большинства патологических состоя­
ний организма, а его исчезновение — свидетельствовать о выздоровле­
нии.
Для предупреждения десинхроноза людям, которые вынуждены
часто трансмеридиально перемещаться, следует придерживаться сле­
дующих советов:
„„ стараться не работать в течение суток до и после полета;
„„ избегать употребления жареных и жирных блюд;
„„ иметь при себе легкие слабительные и успокаивающие средства;
„„ носить удобную одежду и обувь.
Причиной десинхроноза может быть также сменная и сверхуроч­
ная работа. К примеру, у каждой второй беременной женщины, работа­
ющей сверхурочно или ночью, рождаются недоношенные дети, забо­
леваемость и смертность у таких детей повышены. Люди, работающие
в три смены, чаще страдают язвенной болезнью и сердечно-сосудисты­
ми заболеваниями.
К сменной и сверхурочной работе нужно адаптироваться. При
адаптации необходимо учитывать состояние организма и уровень здо­
ровья. Около 20% людей не могут адаптироваться к сменному труду.
Жаворонки хуже переносят такие условия и чаще болеют. Для работы
ночью лучше привлекать сов, биоритмологические особенности людей
нужно учитывать и при заселении общежитий.
Адаптация к сменной работе облегчается, во-первых, рациональ­
ным чередованием рабочих смен. Наиболее оптимален следующий
цикл: два дня — утренние, два дня — вечерние смены, выходной, два
ночных дежурства, выходной. Десинхронозы, вызванные сменной ра­
ботой, также можно предупредить: организацией отдыха не только
после работы, но и перед ее началом; увеличением доли белка в пищевом
рационе; умеренной физической нагрузкой.
378
8.3. ФАЗЫ И РИТМИЧЕСКИЕ ИЗМЕНЕНИЯ
РАБОТОСПОСОБНОСТИ ДЕТЕЙ И ПОДРОСТКОВ
Важнейшими биоритмами человека, которые необходимо учиты­
вать при организации его деятельности, являются изменения уровня
работоспособности в течение суток, недели, года. Работоспособностью
называют способность человека максимально быстро и качественно
выполнять умственную или физическую работу при экономном рас­
ходовании энергии. Такая способность обеспечивается оптимальным
состоянием различных физиологических систем организма при их
синхронной, скоординированной деятельности. Работоспособность
зависит от возраста человека, его физического и психического состоя­
ния, тренированности, степени владения навыками выполняемых
действий. В зависимости от характера деятельности человека выделяют
физическую и умственную работоспособность. Их изменения, как
правило, взаимосвязаны.
Показатели работоспособности разделяют на количественные
(объем работы, скорость) и качественные (точность, определяемая
общим и относительным количеством ошибок).
Фазы работоспособности. На протяжении какой-либо деятель­
ности способность к ее эффективному выполнению закономерно из­
меняется. Изучение этих закономерностей позволило выделить ряд
периодов, или фаз.
Врабатывание — первая фаза работоспособности. В любую работу,
как физическую, так и умственную, организм человека включается не
сразу, для этого необходимо некоторое время. В фазу врабатывания
как количественные, так и качественные показатели работы асин­
хронно то улучшаются, то ухудшаются, прежде чем каждый из них
достигнет своего оптимального уровня. Эти колебания отражают по­
иск организмом наиболее экономичного режима для физической или
умственной работы.
Фаза оптимальной работоспособности — вторая фаза работоспо­
собности, следует за фазой врабатывания. В эту фазу относительно
высокие уровни количественных и качественных показателей согласу­
ются между собой и изменяются синхронно. В ЦНС, в первую очередь
в коре больших полушарий, складывается комплекс возбуждений и
торможений, позволяющий человеку работать быстро и качественно,
не испытывая затруднений. При этом положительные изменения ВНД
совпадают с благоприятным функциональным состоянием других
физиологических систем.
379
Спустя некоторое время происходит снижение работоспособности, развивается утомление, это третья фаза работоспособности.
Утомление наступает в результате длительной, чрезмерной, а также
монотонной или напряженной работы. Развитие утомления связано
с изменениями, происходящими в ЦНС, прежде всего с нарушением
проведения нервных импульсов в синапсах. Утомление развивается
в два этапа (фазы).
Первый этап утомления проявляется в несущественном, посте­
пенном снижении работоспособности. При этом вновь происходит рассогласование количественных и качественных показателей: скорость,
объем работы оказывается высоким, а точность — низкой, совершается
много ошибок. На этом этапе снижения работоспособности отмечается
двигательное беспокойство, ухудшение внимания и регистрируется
дисбаланс возбудительного и тормозного процессов в сторону преоб­
ладания возбуждения. Это происходит из-за ослабления всех видов
активного внутреннего (т.е. условного) торможения (см. главу 3).
Второй этап утомления характеризуется резким падением работо­
способности, что указывает на предел эффективной работы и является
сигналом к ее прекращению. На втором этапе снижения работоспособ­
ности согласованно ухудшаются как скорость, так и качество работы.
Происходит дальнейшее стремительное ухудшение функционального
состояния ЦНС: развивается безусловное охранительное торможение
(см. главу 3), которое внешне проявляется в вялости, сонливости, в по­
тере интереса к работе и отказе ее продолжать, а у детей и подростков —
часто еще и в неадекватном поведении.
Скорость наступления утомления зависит от состояния нервной
системы, частоты ритма, в котором производится работа, и от величины
нагрузки. Неинтересная работа быстрее вызывает наступление утомле­
ния. Дети утомляются при длительной неподвижности и при ограни­
чении двигательной активности. У учащихся 6—10 лет утомление
развивается быстрее, чем у подростков и молодых людей.
Развивающееся утомление — естественная реакция организма
на более или менее длительную и интенсивную нагрузку. Нагрузка,
вызывающая утомление, необходима. Без этого немыслимо развитие
детей и подростков, их тренировка, адаптация к умственным и физиче­
ским нагрузкам. Но планирование и распределение этих нагрузок не­
обходимо проводить квалифицированно, с учетом возрастно-половых
и морфофункциональных особенностей школьников.
Тренированность возникает, когда перед очередной нагрузкой
следует период организованного активного отдыха, переключения
на другой вид деятельности. Этим обеспечивается не только восстанов­
380
ление и упрочение показателей после предыдущей работы, возвращение
работоспособности к исходному уровню, но и ее повышение.
Утомлению предшествует субъективное ощущение усталости,
потреб­ность в отдыхе. В случае недостаточного отдыха утомление,
посте­пенно накапливаясь, приводит к переутомлению организма. Пере­
утомление организма, хроническое истощение возникает, когда очеред­
ная нагрузка следует до того, как работоспособность восстановилась.
Причинами переутомления у детей и подростков зачастую является
избыточная или неправильно организованная учебная и внеклассная
работа, трудовая деятельность, недостаточная продолжительность сна,
отдыха на открытом воздухе, нерациональное питание.
Симптомами переутомления являются: расстройство сна, потеря
аппетита, головные боли, безразличие к происходящему, снижение
памяти и внимания. Резко сниженная при этом умственная работоспо­
собность организма отражается на успеваемости детей. Длительное
переутомление ослабляет сопротивляемость организма к различным
неблагоприятным влияниям, в том числе и к различным заболеваниям,
становится причиной неврозов.
Чередование умственной работы с физической, переключение
с одного вида деятельности на другой, прекращение умственной работы
детей и подростков в момент начавшегося резкого снижения работо­
способности (недалеко еще зашедшей стадии утомления) и последую­
щая организация активного отдыха способствуют восстановлению
функционального состояния ЦНС.
Систематическим выполнением работы (учебных занятий, трудо­
вой деятельности) в пределах возрастных нормативных границ про­
должительности достигается совершенствование умственной работо­
способности.
Возрастные изменения работоспособности. По мере роста и раз­
вития детей все показатели умственной работоспособности возрастают.
За равное время дети 6—8 лет могут выполнить 39—53% объема заданий,
выполняемых 15—17-летними учащимися. При этом и качество работы
у первых на 45—64% ниже, чем у вторых.
Темп прироста скорости и точности умственной работы с возрас­
том нарастает гетерохронно, подобно изменению других количествен­
ных и качественных признаков, отражающих рост и развитие организ­
ма (рис. 8.2).
Скорость и продуктивность работы за первые три года обучения
в школе возрастают параллельно — на 37—42%. За период от 10—11
до 12—13 лет продуктивность работы увеличивается на 63%, а каче­
ство и точность ее — лишь на 9%. В 11—12 лет (пятые — шестые классы)
381
мента пробуждения и достигает оптимума между 11 и 13 ч, затем сле­
дует спад активности с последующим ее относительно менее длитель­
ным и выраженным подъемом в промежутках от 16 до 18 ч (рис. 8.3).
Такие закономерные циклические изменения активности физиологи­
ческих систем находят отражение в дневной и суточной динамике ум­
ственной работоспособности, температуры тела, частоты сердечных
сокращений и дыхания, а также в других физиологических и психофи­
зиологических показателях.
Возраст, лет
Рис. 8.2. Развитие умственной работоспособности с возрастом:
1 — скорость работы; 2 — точность работы. За начало шкалы приняты
показатели работоспособности семилетних детей
Рис. 8.3. Суточная динамика работоспособности школьников
наблюдается не только минимальный темп прироста качественного
показателя (2%), но и ухудшение его в значительном числе случаев
по сравнению с предыдущими возрастами. У девочек в 13—14 и у маль­
чиков в 14—15 лет темп нарастания скорости и продуктивности работы
снижается и не превышает 6%, в то время как прирост качества работы
возрастает до 12%. В 15—16 и 16—17 лет (девятые — одиннадцатые
классы) продуктивность и точность работы возрастают на 14—26%.
Во всех возрастах учащимся с отклонениями в состоянии здоровья
присущ более низкий уровень умственной работоспособности по срав­
нению со здоровыми детьми и коллективом класса в целом. У здоровых,
но недостаточно готовых к систематическому обучению в школе детей
6—7 лет работоспособность также оказывается ниже и проявляет
меньшую устойчивость по сравнению с детьми, готовыми к обучению.
При этом устойчивость работоспособности у этих детей, в отличие
от ослабленных школьников, повышается обычно уже к концу первого
полугодия.
Суточные изменения работоспособности. У большинства детей
и подростков активность физиологических систем повышается от мо­
382
Изменение работоспособности в процессе учебной деятельности.
У большинства учащихся младших классов в первой половине учебных
занятий работоспособность относительно высока, они испытывают
подъем после первого и в начале второго урока. С начала третьего уро­
ка показатели работоспособности ухудшаются и еще больше снижают­
ся к концу четвертого урока. Согласованно с динамикой работоспособ­
ности изменяется и поведение учащихся младших классов: в начале
третьего урока наблюдается снижение внимания, дети смотрят в окно,
рассеянно слушают объяснения учителя, часто меняют положение тела,
разговаривают и даже встают с места. Короткий период возбуждения
у большинства из них со второй половины третьего урока сменяется
вялостью. Дети потягиваются, зевают, плохо следят за объяснением
учителя, с трудом сохраняют правильную позу. От начала уроков к их
окончанию двигательное беспокойство нарастает.
У учащихся среднего и старшего школьного возраста показатели
умственной работоспособности возрастают на протяжении первого и
второго урока и остаются высокими на третьем. Заметное ухудшение
383
показателей умственной работоспособности по сравнению с начальным
уровнем, и особенно с окончанием первого урока, проявляется к концу
третьего часа занятий. Наиболее резкое ухудшение функционального
состояния ЦНС учащихся среднего и старшего школьного возраста
происходят после пятого часа занятий. Шестые часы занятий проходят
в условиях низкой работоспособности.
Особенно велики изменения показателей работоспособности
при занятиях старшеклассников во вторую смену. Короткий перерыв
между подготовкой уроков и началом занятий в школе не обеспечивает
восстановления неблагоприятных изменений в функциональном со­
стоянии ЦНС. Работоспособность резко снижается уже на первых часах
занятий, что особенно отчетливо проявляется в поведении учащихся
на уроках.
При выполнении домашнего задания учащиеся первого класса
наиболее плодотворно работают 45 мин. Наиболее эффективная про­
должительность приготовления уроков учащимися вторых классов
составляет 1 ч. У учащихся третьих — четвертых классов наиболее
эффективная продолжительность самостоятельной учебной работы
составляет 1,5 ч. Существенное по интенсивности снижение работо­
способности наступает у учащихся пятых — шестых классов через 2 ч,
седьмых — восьмых — через 2,5 ч.
После 3 ч работы у большинства учащихся старших классов на­
чинается резкое снижение умственной работоспособности, остроты
зрения, быстроты зрительно-моторных реакций. Большая, по сравне­
нию с указанной для каждого класса, продолжительность домашних
учебных занятий не может обеспечить успешного выполнения задания,
так как проходит при низком уровне работоспособности. Кроме того,
чрезмерно продолжительная подготовка домашнего задания приво­
дит к сокращению длительности сна и активного отдыха на открытом
воздухе, что неблагоприятно отражается на состоянии здоровья уча­
щихся.
При выполнении одинаковых по трудности и объему домашних
уроков во вторую половину дня (с 16 ч) ухудшения показателей рабо­
тоспособности проявляются раньше и оказываются более значитель­
ными, чем утром (с 9 до 13 ч), что связано как с влиянием предыдущей
учебной деятельности, так и с суточными изменением физиологических
функций организма. Чем ближе к вечеру, тем быстрее падает работо­
способность в процессе самостоятельных учебных занятий.
Недельная динамика работоспособности. В понедельник у уча­
щихся детей и подростков отмечаются низкий уровень умственной
работоспособности. Латентный период зрительно- и слухомоторных
384
реакций увеличен, отмечается большое количество срывов дифферен­
цировочных реакций. Во вторник и среду наблюдается более высокий
уровень и большая устойчивость показателей умственной и мышечной
работоспособности. Четверг и пятница в большинстве случаев оказы­
ваются днями сниженной работоспособности и наименьшей ее устой­
чивости.
Суббота наиболее неблагоприятный учебный день. Работоспособ­
ность детей и подростков, как правило, бывает самой низкой. Однако
часто в субботу наблюдается повышение положительной эмоциональ­
ной настроенности учащихся в связи с предстоящим отдыхом, пред­
вкушением интересных дел и развлечений, экскурсий, походов. Орга­
низм, несмотря на утомление, мобилизует все имеющиеся у него
ресурсы, что выражается в относительном подъеме умственной рабо­
тоспособности, — явление так называемого конечного порыва (рис. 8.4.).
Рис. 8.4. Недельная динамика работоспособности учащихся
Двигательное беспокойство, регистрируемое у учащихся на уроках,
является защитной реакцией организма. Количество движений, дли­
тельность сохранения относительного постоянства позы, частота ис­
пользования крышки парты (стола) в качестве дополнительной опоры
для тела также объективно отражают нарастание утомления учащихся
и снижение их работоспособности. Например, от понедельника к суб­
боте у детей 7—8 лет общее количество движений на уроках возрастает
на 32%, длительность сохранения постоянства позы уменьшается
на 65%, падает и устойчивость прямостояния.
385
У детей 6 и 7 лет, приступающих к систематическому обучению,
в период адаптации к учебным нагрузкам, новым условиям обучения
и требованиям дисциплины, в первые 6—9 недель дни оптимальной
рабо­тоспособности, когда согласуются между собой относительно вы­
сокие скорость и точность работы, смещаются от вторника к четвергу.
Лишь спустя некоторое время устанавливается постоянный день наи­
лучшей работоспособности первоклассников — вторник.
Нередко наблюдается двухвершинная недельная кривая работо­
способности. Помимо вторника или среды относительный подъем ра­
ботоспособности проявляется в четверг или пятницу. Так, у учащихся
седьмых — девятых и старших классов оптимум работоспособности
часто приходится на вторник. В среду же регистрируется резкий спад
всех показателей работоспособности, а в четверг наблюдается суще­
ственный подъем скорости и точности работы. Падение работоспособ­
ности в среду указывает на раннее наступление у подростков утомления,
существенное напряжение механизмов регуляции функционального
состояния физиологических систем и поиск ресурсов для выравнива­
ния работоспособности. В результате обеспечивается относительно
высокий, но однодневный (только четверг) подъем уровней всех по­
казателей работоспособности. Однако упрочение уровней отсутствует,
и в пятницу следует ухудшение работоспособности, выраженное на­
рушение равновесия между процессами возбуждения и торможения
в нервных клетках коры головного мозга, ослабление активного вну­
треннего торможения.
Часто поиск организмом ресурсов для ее выравнивания затягива­
ется у старшеклассников до пятницы. Тогда лишь в пятницу проявля­
ется относительный подъем работоспособности, однако при низкой ее
устойчивости.
Большая учебная нагрузка, нерациональный режим учебной и
трудовой деятельности или неправильное их чередование в течение
дня и недели вызывают резко выраженное утомление организма.
На фоне этого утомления возникают отклонения в закономерной пе­
риодике физиологических функций. Так, в случаях чрезмерной про­
изводственной и учебной нагрузки почти у половины учащихся про­
фессионально-технических училищ были диагностированы не только
отклонения в дневной динамике работоспособности, но также беспоря­
дочный характер изменения температуры тела и ритма сердечных со­
кращений.
386
8.4. ГИГИЕНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ И РЕКОМЕНДАЦИИ
К ОРГАНИЗАЦИИ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО ПРОЦЕССА
Успешное обучение в школе возможно лишь при достижении
ребенком определенного уровня физического и психофизиологическо­
го развития.
Прием детей в первые классы проводят с учетом заключения пси­
холого-медико-педагогической комиссии (консультации) о готовности
ребенка к обучению. Поскольку физическая выносливость, мелкая
моторика кистей рук, способность к произвольному вниманию и запо­
минанию, речь, работоспособность и другие качества и функции детей
существенно изменяется в возрасте от пяти до семи лет — возраст,
когда начинается обучение, имеет большое значение для его успешности.
Согласно СанПиН, оптимальный возраст начала школьного об­
учения — не ранее семи лет. По усмотрению родителей (законных пред­
ставителей) в первые классы принимают детей не только восьмого, но
и седьмого года жизни, при достижении ими к 1 сентября учебного года
возраста не менее шести лет шести месяцев. Обучение детей, не достиг­
ших шести с половиной лет к началу учебного года, должно прово­диться
в условиях дошкольного образовательного учреждения или в обще­
образовательном учреждении с соблюдением всех гигиенических тре­
бований к организации образовательного процесса для детей с шести­
летнего возраста.
Продолжительность учебного года для обучающихся первых
классов составляет не более 33 недель, для обучающихся вторых —
одиннадцатых классов — не более 34 недель без учета сроков итоговой
аттестации. Продолжительность каникул в течение учебного года со­
ставляет не менее 30 календарных дней, летом — не менее восьми недель.
Для профилактики переутомления обучающихся в годовом календар­
ном учебном графике предусматривается равномерное распределение
периодов учебы и каникул: пять-шесть недель учебы чередуют с не­
дельными каникулами.
С учетом закономерных изменений работоспособности на протя­
жении суток учебные занятия следует начинать не ранее 8 часов утра,
при этом проведение нулевых уроков не допускается. Так как акрофаза
физической и умственной работоспособности приходится на первую
половину дня, предпочтительно проведение обучения в первую смену.
В учреждениях, работающих в несколько смен, в первую смену должно
быть организовано обучение классов, в которых учащиеся испытывают
напряжение в связи с адаптацией к новым условиям или с подготовкой
387
к государственным экзаменам, т.е. первых, пятых, выпускных и классов
компенсирующего обучения. В учреждениях с углубленным изучением
отдельных предметов, лицеях и гимназиях, а также в учреждениях,
работающих в режиме полного дня, обучение проводят только в первую
смену.
Недельная образовательная нагрузка также должна соответство­
вать требованиям, основанным на изучении возрастных особенностей
работоспособности детей и подростков (табл. 8.1.)
Общеобразовательные предметы
Количество баллов (ранг трудности)
Математика
8
Русский (национальный) язык
7
Природоведение
6
Русская (национальная) литература
5
История (4-х классов)
4
Рисование и музыка
3
Максимально допустимая недельная нагрузка (число уроков)
Труд
2
При шестидневной неделе,
не более
При пятидневной неделе,
не более
Физкультура
1
1
—
20
2—4
25
22
5
31
28
6
32
29
7
34
31
ОбщеобразовательКоличество баллов (ранг трудности)
ные предметы
5-й класс 6-й класс 7-й класс 8-й класс 9-й класс
8—9
35
32
Химия
10—11
36
33
Таблица 8.1
Максимально допустимые величины образовательной нагрузки
Класс
Организация профильного обучения в старшей школе не должна
приводить к увеличению образовательной нагрузки. Выбору профиля
обучения в старших классах должна предшествовать профориентаци­
онная работа.
Объем максимально допустимой дневной нагрузки для учащихся
первых классов не должен превышать четырех уроков, вторых — чет­
вертых классов — не более пяти уроков, пятых — девятых классов — не
более шести уроков, десятых — одиннадцатых классов — не более семи
уроков. При этом в первом классе учебные занятия проводят по пятид­
невной учебной неделе и только в первую смену.
Продолжительность урока для первого класса не должна превы­
шать 35, для остальных классов — не более 45 мин. При 35-минут­
ной продолжительности уроков во втором — четвертом классах макси­
мально допустимая недельная нагрузка при шеститдневной учебной
неделе составляет не более 27 уроков, при пятидневной учебной неде­
ле — не более 25 уроков.
Расписание уроков составляют с учетом хода дневной и недельной
кривой умственной работоспособности обучающихся и ранговых шкал
трудности учебных предметов (табл. 8.2, 8.3, 8.4)
388
Таблица 8.2
Шкала трудности предметов для младших классов
Таблица 8.3
Шкала трудности учебных предметов,
изучаемых в пятых — девятых классах
—
—
13
10
12
Геометрия
—
—
12
10
8
Физика
—
—
8
9
13
Алгебра
—
—
10
9
7
Экономика
—
—
—
—
11
Черчение
—
—
—
5
4
Мировая художественная культура
—
—
10
5
5
Биология
10
8
7
7
7
Математика
10
13
—
—
—
Иностранный язык
9
11
10
8
9
Русский язык
8
12
11
7
6
Краеведение
7
9
5
5
—
Природоведение
7
8
—
—
—
География
—
7
6
6
5
Граждановедение
6
10
9
3
—
История
5
8
6
8
10
Ритмика
4
11
—
—
—
Труд
4
3
2
1
4
Литература
4
6
4
4
7
389
ИЗО
3
3
1
3
—
Физкультура
3
4
2
2
2
Экология
3
3
3
6
1
Музыка
2
1
1
1
—
Информатика
2
10
4
7
7
ОБЖ
1
2
3
3
3
Таблица 8.4
Шкала трудности учебных предметов,
изучаемых в десятых— одиннадцатых классах
Общеобразо­
вательные
предметы
Количество
баллов (ранг
трудности)
Общеобразовательные
предметы
Количество
баллов (ранг
трудности)
Физика
12
Информатика, экономика
6
Геометрия, химия
11
История, обществознание, МХК
5
Алгебра
10
Астрономия
4
Русский язык
9
География, экология
3
Литература,
иностран­ный язык
8
ОБЖ, краеведение
2
Биология
7
Физкультура
1
Распределение учебной нагрузки в течение недели строится таким
образом, чтобы наибольший ее объем (в баллах) приходился на втор­
ник (в младших классах) и (или) среду (в старших классах). В эти дни
в расписание уроков включают либо наиболее трудные предметы, либо
средние и легкие по трудности предметы, но в большем количестве, чем
в остальные дни недели. Для пятых — девятых классов учебную на­
грузку следует распределять так, чтобы ее наибольшая интенсивность
(по сумме баллов за день) приходилась на вторник и четверг, в то время
как среда была бы несколько облегченным днем.
Расписание составлено неправильно, когда наибольшее число
баллов за день приходится на крайние дни недели или когда оно оди­
наково во все дни недели.
С учетом возрастных особенностей суточной динамики работо­
способности в расписании уроков для обучающихся первых классов
самые трудные предметы должны располагаться на втором уроке, вто­
рых — четвертых классов на втором — третьем уроке, для обучающихся
пятых — одиннадцатых классов на втором — четвертом уроках. Сдво­
енные по одному предмету уроки в начальных классах не проводят.
390
При составлении расписания уроков следует чередовать в течение
дня и недели для обучающихся первой ступени основные предметы
с уроками музыки, изобразительного искусства, труда, физкультуры,
а для обучающихся второй и третьей ступеней обучения — предметы
естественно-математического и гуманитарного циклов. Учебные пред­
меты, требующие больших затрат времени на домашнюю подготовку,
не следует группировать в один день. Изложение нового материала,
контрольные работы в средних и старших классах следует проводить
на втором — четвертом уроках в середине учебной недели.
Большое значение для сохранения оптимальной работоспособ­
ности и профилактики переутомления имеет организация перемен.
Продолжительность перемен между уроками составляет не менее
10 мин, большой перемены (после второго или третьего уроков) —
30 мин. Вместо одной большой перемены после второго и третьего
уроков допускается устраивать две перемены по 20 мин каждая. На этих
переменах организуют питание обучающихся. Перемены необходимо
проводить при максимальном использовании свежего воздуха, в под­
вижных играх. При проведении ежедневной динамической паузы до­
пускается удлинять большую перемену до 45 мин, из которых не менее
30 мин отводится на организацию двигательно-активных видов деятель­
ности обучающихся на спортплощадке учреждения, в спортивном зале
или в оборудованных тренажерами рекреациях.
Особые требования предъявляются к организации обучения
в первом классе:
„„ учебные занятия проводят по пятидневной учебной неделе и
только в первую смену;
„„ продолжительность уроков — не более 35 мин;
„„ организация облегченного учебного дня в середине учебной
недели;
„„ проведение не более четырех уроков в день;
„„ организация в середине учебного дня динамической паузы про­
должительностью не менее 40 мин;
„„ использование «ступенчатого» режима обучения в первом полу­
годии (в сентябре, октябре — три урока по 35 мин каждый);
„„ для посещающих группу продленного (полного) дня необходи­
ма организация дневного сна, трехразового питания и прогулки
продолжительностью не менее 1,5 ч;
„„ обучение проводят без домашних заданий и балльного оцени­
вания знаний обучающихся;
„„ в середине учебного года организуют дополнительные недель­
ные каникулы.
391
В начальных классах плотность учебной работы обучающихся
на уроках по основным предметам не должна превышать 80%.
Следует учитывать, что продолжительность урока в классах ком­
пенсирующего обучения должна составлять не более 40 мин. Коррек­
ционно-развивающие занятия включают в объем максимально допу­
стимой недельной нагрузки, установленной для обучающихся каждого
возраста. Для предупреждения утомления и сохранения оптимального
уровня работоспособности в середине недели (в среду) организуют об­
легченный учебный день. Для реабилитации и сокращения сроков
адаптации к требованиям учебного процесса обучающихся компенси­
рующих классов обеспечивают в учреждении необходимой медикопсихологической помощью (психолог, педиатр, логопед), специально
подготовленными педагогами, с использованием технических средств
обучения и наглядных пособий.
С целью профилактики утомления, нарушения осанки и зрения
обучающихся первых — девятых классов на уроках проводят физкуль­
тминутки и гимнастику для глаз.
Уроки физической культуры проводят не менее двух раз в неделю,
в понедельник, среду и пятницу, чередуя с занятиями, требующими
статического и интеллектуального напряжения, преимущественно
на открытом воздухе. В дождливые, ветреные и морозные дни физкуль­
турные занятия проводят в зале. Сдвоенные уроки по физической
культуре (за исключением занятий плаванием и лыжами) не допуска­
ются.
На занятиях физической культурой исключают физические упраж­
нения, потенциально опасные для здоровья:
„„ давление на голову по вертикальной оси позвоночника;
„„ значительные наклоны головы и шеи вперед, назад, в стороны;
„„ падение на вытянутые вперед или в стороны руки;
„„ сотрясение туловища, передающееся через руки;
„„ удары по голове с любой стороны;
„„ длительное нахождение в положении, когда руки заложены за
голову и др.
Кроме того, помимо уроков физкультуры предусматривается це­
лый комплекс мероприятий, обеспечивающий двигательную активность
обучающихся в процессе учебных занятий:
„„ ежедневная гимнастика до начала занятий (8—10 мин);
„„ физкультурные минуты на каждом уроке и во время самопод­
готовки длительностью 1—2 мин (в начальных классах их сле­
дует проводить два раза на 15-й и 30-й минутах урока, в средних
классах один раз на 20-й минуте урока);
392
„„ игры малой и средней подвижности на переменах;
„„ динамические паузы (не менее 40 мин) на воздухе для обучаю­
щихся в начальных классах;
„„ спортивный час после окончания учебных занятий; этот час
следует заполнять различными спортивными и подвижными
играми, простейшими соревнованиями.
Для обучающихся в пятых — девятых классах в спортивный час
целесообразно включать такие спортивные игры, как волейбол, бад­
минтон (до 1,5 ч), футбол (до 1 ч), зимой — катание на коньках и лыжах
(до 1,5 ч). В этом случае допустимо увеличение продолжительности
спортивного «часа».
8.5. ГИГИЕНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К РЕЖИМУ
ШКОЛЬНИКОВ
Правильный режим дня — это рациональное чередование различ­
ных видов деятельности и отдыха, что имеет большое оздоровительное
и воспитательное значение.
Правильно организованный режим дня благоприятствует сохра­
нению относительно высокой работоспособности организма в течение
длительного времени. Регулярность отдельных режимных моментов и
их чередование обеспечивают выработку определенного ритма в дея­
тельности организма.
Нарушение режима дня, как и неправильные условия воспитания,
неблагоприятный климат в семье, приводят к серьезным отклонениям
в здоровье ребенка, прежде всего к неврозам. Симптомы: беспокойство,
плохой сон, отставание в физическом развитии. В более старшем воз­
расте — раздражительность, неадекватные реакции, нервные тики, ки­
шечные колики, лабильность температуры. Проявление симптомов
определяется влиянием окружающей среды, правильным воспитанием
и обучением. Профилактика: строгий режим с самого раннего возраста,
правильный педагогический подход к ребенку. Широкое использование
оздоровительных мер воздействия: воздушные и солнечные ванны,
купание, хвойные и соляные ванны, обтирания, обливания, занятия
физической культурой, максимальное пребывание на свежем воздухе,
достаточный гигиенически полноценный ночной сон, дневной сон.
Целесообразно, особенно в подростковом возрасте, воздействие взрос­
лых (родителей, воспитателей) своим личным авторитетом, постоянное
подчеркивание отсутствия у ребенка (подростка) какого-либо серьез­
ного заболевания.
393
Внеклассные и внешкольные занятия. Внеклассные и внешколь­
ные занятия с учащимися проводят в учебные дни с меньшим числом
учебных занятий, а также в воскресные дни и во время каникул. Работа
школьников в различных кружках внешкольных учреждений должна
находиться под непосредственным наблюдением и руководством опыт­
ных педагогов-воспитателей, разумно направляющих деятельность
детей и подростков в соответствии с их развитием, возрастными воз­
можностями и при правильном чередовании работы и отдыха.
На внеклассную и внешкольную работу учащимся первых — чет­
вертых классов рекомендуется затрачивать не более 1—2 ч, пятых —
восьмых классов — 3—4 ч, девятых — десятых классов — 4—5 ч в неделю.
Планируя внеклассную и внешкольную работу, необходимо учи­
тывать возрастные особенности учащимся.
Организация свободного времени учащихся. В режиме дня сле­
дует предусмотреть время, которое используется учащимися сообразно
их индивидуальным наклонностям и интересам: для учащихся младших
классов 1—1,5 ч, а для средних и старших классов — 1,5—2,5 ч. Это вре­
мя дети могут использовать для чтения художественной литературы,
конструирования, рисования, просмотра телевизионных передач, про­
слушивания радиопередач.
В свободное от занятий время школьники должны помогать семье,
выполняя ту и иную работу по собственной инициативе или по указа­
нию родителей. Посильный труд не только способствует правильному
воспитанию детей, но и содействует наилучшему их физическому раз­
витию и укреплению здоровья.
Специальное время отводят для пребывания на открытом воздухе.
Всякий час, проведенный школьниками на открытом воздухе в под­
вижных играх и спортивных развлечениях, благоприятно влияет на здо­
ровье. Исследования показали, что 1—1,5-часовой отдых, сопровожда­
ющийся подвижными играми, дающими умеренную физическую
нагрузку, повышает работоспособность учащихся.
В тех случаях, когда активный отдых учащихся превышает 1,5 ч
или проводится с интенсивной нагрузкой, работоспособность резко
падает, увеличивается количество ошибок, уменьшается объем выпол­
няемой работы, на приготовление уроков после такого отдыха уходит
больше времени, чем после рационально организованного.
Спортивные игры, такие как волейбол, баскетбол, футбол, не ре­
комендуются учащимся в промежутке между учебными занятиями
в школе и приготовлением уроков. Связанные с большой подвижностью
и, следовательно, с интенсивной нагрузкой, они могут оказать отрица­
тельное влияние на работоспособность.
394
8.6. СОН, ЕГО ЗНАЧЕНИЕ И ГИГИЕНА
Важной составляющей основного суточного ритма человека, рит­
ма «сон — бодрствование», является сон. Сон — неоднородный и по­
лифункциональный процесс, имеющий важнейшее значение для под­
держания биологической надежности и полноценного осуществления
деятельности во время бодрствования.
Электроэнцефалографические исследования позволили заклю­
чить, что выделяется пять последовательных разнокачественных стадий
сна, четыре из которых (стадии дремоты, веретенообразных колебаний,
две стадии высокоамплитудных дельта-волн) объединяют в фазу медленного сна. Пятая стадия, стадия коротких волн, близких к альфаритму бодрствования, получила название фазы парадоксального сна,
или фазы быстрого движения глаз.
Пять стадий сна неоднократно (обычно пять — семь раз) повто­
ряются в одной и той же последовательности на протяжении ночи, но
от цикла к циклу фаза медленного сна сокращается, а быстрого — воз­
растает.
Фаза медленного сна сопровождается снижением метаболизма,
расслаблением мускулатуры, усилением восстановительных процессов.
Существует гипотеза, что эта фаза сна особенно важна для активации
процессов роста и перехода информации из кратковременной памяти
в долговременную.
Парадоксальная фаза сна называется так потому, что характери­
зуется резким усилением вегетативных реакций, разнонаправленными
изменениями тонуса мышц конечностей при низком тонусе мышц шеи,
быстрыми координированными движениями глазных яблок и яркими,
эмоционально окрашенными сновидениями. В эту фазу происходит
«разрядка», освобождение коры больших полушарий от избыточной
информационной и эмоциональной нагрузки, активируется так назы­
ваемый блок принятия решений и создаются условия для оптимально­
го осуществления предстоящей деятельности, поэтому данную фазу
еще называют «творческой», или «фазой поисковой активности мозга»
(вспомните поговорку «Утро вечера мудренее»).
У новорожденных, и тем более недоношенных детей именно бы­
стрый, парадоксальный сон составляет большую часть общей продол­
жительности, что, видимо, является важным условием быстрого про­
грессивного развития мозга. Постепенно доля парадоксального сна
снижается. У взрослого человека общая длительность парадоксального
сна составляет примерно 23% всей продолжительности сна.
395
Под гигиенически полноценным сном понимается сон, имеющий
достаточную для возраста продолжительность и глубину, с точно уста­
новленным временем отхода ко сну и пробуждения.
Новорожденные дети спят 20—22 ч в сутки. С возрастом продол­
жительность сна у человека снижается (табл. 8.5).
Таблица 8.5
Продолжительность сна детей и подростков, ч
Возраст
Первые
месяцы
жизни
1 год
2—3
года
4—5
лет
6—7
лет
8—10
лет
11—12
лет
13—16
лет
17—18
лет
20—22
16—17
14—15
13
12
11
10
9
8,5
Сокращение продолжительности сна у детей на 2—4 ч и более
резко отрицательно сказывается на функциональном состоянии мозга.
Снижается работоспособность, сопротивляемость организма различ­
ным инфекциям, быстрее наступает утомление. Потребность детей
во сне тем больше, чем младше ребенок. Вместе с тем потребность
во сне зависит и от состояния здоровья, и от физического развития.
Поэтому, устанавливая определенную продолжительность сна, следует
также учитывать и индивидуальные особенности детей.
Все дети с ослабленным здоровьем, выздоравливающие после
острых инфекционных заболеваний, с туберкулезной интоксикацией,
повышенной возбудимостью нервной системы, быстро утомляющиеся
должны спать более продолжительное время, чем здоровые.
Для школьников с указанными отклонениями в состоянии здоро­
вья по заключению врача предусматривается дневной сон не менее часа,
желательно на открытом воздухе. Учащимся шести лет необходим
дневной двухчасовой сон. Дневной сон показан также практически
здоровым младшим школьникам.
Для полноценного отдыха организма крайне важно обеспечить не
только необходимую продолжительность ночного сна, но и достаточную
его глубину. Неглубокий ночной сон, даже при достаточной продолжи­
тельности, не обеспечивает хорошего отдыха организму. Здоровым
детям и подросткам глубокий сон можно обеспечить выполнением
определенных правил.
Нужно приучать детей вставать и ложиться в одно и то же время,
у ребенка легко образуются условные рефлексы на обстановку сна.
Условным раздражителем становится время отхода ко сну. Вид часов
со стрелками, показывающими это время, уже способствует засыпанию.
396
Условным раздражителем становится весь комплекс процедур, входя­
щих в вечерний туалет (умывание, чистка зубов, мытье ног, раздевание).
Перед сном следует исключить возбуждающие игры, усиленную
умственную работу. Время после ужина должно протекать в спокойной
обстановке, исключающей сильное возбуждение нервной системы.
Лучше всего перед сном на 20—30 мин выйти на прогулку. Ужин должен
быть легким, не позднее 2—1,5 ч до сна. Шоколад, кофе и крепкий чай
на ночь давать детям не рекомендуется.
Свежий, прохладный воздух в помещении, где спят дети, способ­
ствует более быстрому засыпанию и глубокому сну. Лучшая темпера­
тура в спальной комнате — 15—16 °С. Постель, на которой спит ребенок,
также влияет на качество сна. Поверхность спального места должна
быть ровной и не слишком мягкой, упругой, подушка — небольшой,
поддерживающей шейный изгиб позвоночника. Одеяло — легким и
обеспечивающим температурный комфорт. Важным фактором являет­
ся и отсутствие посторонних звуковых и световых раздражителей. Ре­
бенок должен спать в тихой, спокойной обстановке.
ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ
1. Что такое биологические ритмы, каковы их значение и классификация?
2. Приведите примеры ритмической организации физиологических про­
цессов.
3. Дайте определение понятию биоритмологической индивидуальности,
каково ее значение в деятельности педагога?
4. Что такое десинхронозы, каковы их признаки, причины, профилактика?
5. Что такое работоспособность? Дайте определения физической и умствен­
ной работоспособности.
6. Заполните таблицу «Фазы работоспособности и их характеристика»:
Название
фазы
Изменение соотношения
возбудительных и тормозных процессов в коре
больших полушарий
Изменение количественных и качественных
показателей работоспособности
Изменение
поведения
7. Каковы причины развития утомления и переутомления, их влияние
на организм детей и подростков?
8. Какие мероприятия необходимо проводить у школьников, чтобы снизить
утомление?
9. Какова динамика работоспособности на протяжении дня у учащихся
разных классов?
10. Каковы особенности недельного изменения работоспособности у детей и
подростков?
397
11. Сформулируйте гигиенические требования к организации образователь­
ного процесса в школе.
12. Сформулируйте гигиенические требования к организации обучения
в первом классе.
13. Каковы значение и организация двигательной активности в образователь­
ном процессе?
14. Что такое режим дня, каково его значение для детей и подростков?
15. Расскажите о сне, его фазах, их значении и возрастных особенностях.
16. Каковы гигиенические требования к организации сна?
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Развитие организма в онтогенезе представляет собой не только
количественные изменения, связанные с увеличением тотальных раз­
меров тела до периода зрелости с последующей тенденцией к уменьше­
нию клеточной массы, но и выраженные качественные перестройки,
обусловленные степенью дифференцировки различных структур, ха­
рактером межсистемной интеграции, уровнем регулирования физио­
логических процессов, способом взаимодействия с внешней средой.
Именно совокупность количественных и качественных изменений
определяет степень морфофункциональной зрелости организма, уро­
вень его развития. Однако гетерохронный характер развития физио­
логических систем, а также индивидуальные темпы их созревания,
обусловленные наследственностью, полом, климато-географическими
условиями, образом жизни и т.д., позволяют определить лишь пример­
ный средний возраст достижения морфофункциональной зрелости
организма. Считается, что возрастом дефинитивного развития являет­
ся период от 20 до 25 лет. К этому периоду формируются оптимальные
показатели функциональных резервов организма, максимальная устой­
чивость к факторам окружающей среды, минимальная заболеваемость
и смертность от болезней, т.е. совершенство человеческого организма.
Тем не менее в любом возрасте в нормальных условиях жизнедеятель­
ности при адекватном питании все морфофункциональные показатели
соответствуют нормативным значениям и только при суб- и экстремаль­
ных нагрузках в детском возрасте гомеостатические сдвиги по величи­
не и длительности обычно превосходят показатели людей зрелого
возраста, что свидетельствует о недостаточности резервных возмож­
ностей их организма. В человеческой популяции, однако, встречаются
индивидуумы, имеющие отличия от средних параметров, что диктует
необходимость установления индивидуальной нормы с учетом не толь­
ко возраста и пола, но и наследственности, типа конституции, региона
проживания, деятельности и т.д. Более того, если маркерами возраста
являются в основном морфологические показатели (рост, масса тела,
окружность грудной клетки, прорезывание зубов, сроки окостенения,
т.д.), то функциональные «эталоны» возраста еще изучены мало, что не
позволяет достаточно полно охарактеризовать периоды физиологиче­
ского развития организма в онтогенезе. Многие считают, что вообще
невозможно определить физиологические показатели всех систем ор­
ганизма для оценки возрастного периода. Так, В.М. ДильманI полагает,
I
Дильман В.М. Большие биологические часы: Введение в интегральную медицину. М. :
Знание, 1981.
398
399
что минимальный набор показателей для характеристики возраста
должен включать сведения, отражающие функционирование энергети­
ческого, адаптационного и репродуктивного гомеостаза, а именно:
„„ росто-весовой индекс (индекс Кетле), косвенно отражающий
содержание жира в организме;
„„ содержание в крови липопротеидов и холестерина;
„„ концентрацию глюкозы в крови утром натощак и после приема
сахарной нагрузки;
„„ величину АД.
Нередко для оценки уровня развития детского организма исполь­
зуют наряду с антропометрическими данными показатели мышечной
силы, состояние дыхательной и сердечно-сосудистой систем как в покое,
так и после физических нагрузок. Эти критерии, безусловно, важны
для характеристики возрастного становления организма и его здоровья.
Однако только интегративный критерий, объединяющий показатели
функционирования всех систем организма, в том числе нервно-психи­
ческой сферы, в различных условиях может быть адекватным для харак­
теристики возрастного развития. Такой критерий может быть разрабо­
тан только с учетом сроков дефинитивного развития отдельных органов
и систем.
Источник: Доскин В.А., Келлер Х., Мураенко Н.М., Тонкова-Ямпольская Р.В.
Морфофункциональные константы детского организма : справочник. М. : Ме­
дицина, 1997.
Таким образом, понимание механизмов развития человека и зна­
ние возрастных преобразований организма чрезвычайно важно как
для педагогов и родителей с точки зрения выбора наиболее адекватных
подходов определения тактики в учебно-воспитательном процессе, так
и для тренеров и врачей с целью определения физических нагрузок,
оценки уровня здоровья человека на любом этапе онтогенеза, развития
функциональных резервов организма.
Сроки дефинитивного развития отдельных органов и систем
Система
Органы, части тела, процессы,
свойства
Срок окончательного
развития, лет
Костная
Рост тела в длину
Рост тела в ширину
18 (женщины)
20—21 (мужчины)
20—22
Мышечная
Максимальная мышечная сила
20—25
Нервная
Созревание нейронов коры
Биоэлектрическая активность мозга
Периферические нервы
Зрение и слух
16—18
12—16
21—23
7—10
Лимфатическая
18
Иммунная
16—17
Эндокринная
17—20 (женщины)
20—25 (мужчины)
Пищеварительная
16—17
Сердечно-сосудистая
16—17 (женщины)
17—18 (мужчины)
Выделительная*
18—21
* Собственные данные.
400
401
ЛИТЕРАТУРА
1. Айзман Р.И. Возрастная психофизиология : учеб пособие. Новосибирск :
Гаудеамус, 2012.
2. Айзман Р.И., Кривощеков С.Г. Основы психофизиология : учеб пособие.
Новосибирск : Гаудеамус, 2012.
3. Айзман Р.И., Лысова Н.Ф. Возрастная физиология : учеб. пособие. Ново­
сибирск : НГПУ, 2010.
4. Батуев А.С. Высшая нервная деятельность. М. : Высшая школа, 1991.
5. Безруких М.М., Сонькин В.Д., Фарбер Д.А. Возрастная физиология (Фи­
зиология развития ребенка) : учеб. пособие. М. : Академия, 2002.
6. Великанова Л.К. Физиологические основы психологии : учеб. пособие.
Новосибирск : НГПУ, 2003.
7. Гальперин С.Н. Физиологические особенности детей : пособие для сту­
дентов факультетов естествознания педагогических институтов. М : Про­
свещение, 1965.
8. Доскин В.А., Мураенко Н.М., Тонкова-Ямпольская Р.В. Морфофункцио­
нальные константы детского организма : справочник. М. : Медицина, 1997.
9. Дубровинская Н.В., Фарбер Д.А., Безруких М.М. Психофизиология ребен­
ка. М. : Владос, 2000.
10. Ермолаев Ю.А. Возрастная физиология : учеб. пособие для студентов
педагогических вузов. М. : Высшая школа, 1985.
11. Кабанов А.Н., Чабовская А.П. Анатомия, физиология и гигиена детей до­
школьного возраста. М. : Просвещение, 1975.
12. Леонтьева Н.Н., Маринова К.В. Анатомия и физиология детского орга­
низма. М. : Просвещение, 1986.
13. Лысова Н.Ф., Айзман Р.И., Завьялова Я.Л., Ширшова В.М. Возрастная
анатомия, физиология и школьная гигиена. Новосибирск : Сибирское
университетское издательство, 2008.
14. Лысова Н.Ф., Айзман Р.И., Завьялова Я.Л., Ширшова В.М. Возрастная
анатомия, физиология гигиена. Новосибирск : АРТА, 2011.
15. Николаева Е.И. Психофизиология. Психологическая физиология с осно­
вами физиологической психологии. Новосибирск : Лада, 2001.
16. Нормальная физиология. В 3-х т. / под ред. В.Н. Яковлева. М. : Академия,
2006.
17. Обреимова Н.И., Петрухин А.С. Основы анатомии, физиологии и гигиены
детей и подростков : учеб. пособие для студентов дефектологических
факультетов высших педагогических учебных заведений. М. : Академия,
2000.
18. Орлов Р.С., Ноздрачев А.Д. Нормальная физиология : учебник для вузов.
М. : ГЭОТАР-Медиа, 2006.
19. Павлов И.П., Сеченов И.М., Введенский Н.Е. Физиология нервной системы.
Л., 1964.
402
20. Сапин М.Р., Брыксина З.Г. Анатомия и физиология детей и подростков :
учеб. пособие для студентов педагогических вузов. М. : Академия, 2000.
21. Судаков К.В. Основы физиологии функциональных систем. М. : Меди­
цина, 1984.
22. Физиология человека. В 4-х т. / под ред. П.Г. Костюка. М. : Мир, 1985.
23. Физиологические основы здоровья / под ред. Р.И. Айзмана, А.Я.Тернера.
Новосибирск : Лада, 2001.
24. Хрипкова А.Г., Андропова М.В., Фарбер Д.А. Возрастная физиология и
школьная гигиена : пособие для студентов педагогических институтов.
М. : Просвещение, 1990.
403