ММ Безруких, В.Д. Сонкин, Д.А. Фарбър

Физиология на възрастта: (Физиология на детското развитие)

Урок

За студенти от висши педагогически учебни заведения

Рецензенти:

Доктор на биологичните науки, гл. Катедра по висша нервна дейност и психофизиология, Санкт Петербургски университет, академик на Руската академия на образованието, професор A.S. Батуев;

Доктор на биологичните науки, професор I.A. Корниенко

ПРЕДГОВОР

Изясняване на закономерностите на детското развитие, спецификата на функционирането на физиологичните системи различни етапионтогенезата и механизмите, които определят тази специфика, са необходимо условие за осигуряване на нормалното физическо и психическо развитие на подрастващото поколение.

Основните въпроси, които трябва да възникнат от родители, учители и психолози в процеса на отглеждане и обучение на дете у дома, в детска градинаили в училище, на час за консултация или индивидуални уроци, - това е той, какви са неговите характеристики, какъв тип обучение с него ще бъде най-ефективно. Не е никак лесно да се отговори на тези въпроси, защото това изисква задълбочени познания за детето, законите на неговото развитие, възрастта и индивидуалните особености. Това знание е изключително важно за развитието на психофизиологичните основи на организацията. възпитателна работа, развитие на адаптационните механизми у детето, определяне на влиянието върху него иновативни технологиии т.н.

Може би за първи път значението на изчерпателните познания по физиология и психология за учител и възпитател беше подчертано от известния руски учител К.Д. Ушински в своя труд „Човекът като предмет на възпитанието“ (1876). „Изкуството на възпитанието“, пише К.Д. Ушински, - има особеността, че на почти всеки изглежда позната и разбираема, а за други дори - лесна работа - и колкото по-разбираема и по-лесна изглежда, толкова по-малко човек е запознат с нея теоретично и практически. Почти всеки признава, че родителството изисква търпение; някои смятат, че се нуждае от вродена способност и умение, тоест умение; но много малцина са стигнали до убеждението, че освен търпение, вродени способности и умения са необходими и специални познания, въпреки че многобройните ни лутания биха могли да убедят всички в това." Беше К.Д. Ушински показа, че физиологията е една от онези науки, в които „фактите се представят, сравняват и групират заедно, и тези съотношения на факти, в които се разкриват свойствата на субекта на образованието, тоест на човек“. Анализирайки познатите физиологични знания, а това е времето на формирането на възрастовата физиология, К.Д. Ушински подчерта: „От този току-що открит източник образованието още почти не е черпило“. За съжаление и сега не можем да говорим за широкото използване на данни от възрастовата физиология в педагогическата наука. Еднаквостта на програмите, методите, учебниците е нещо от миналото, но учителят все още малко отчита възрастта и индивидуални характеристикидете в учебния процес.

В същото време педагогическата ефективност на учебния процес до голяма степен зависи от това доколко формите и методите педагогическо въздействиеса адекватни на възрастовите физиологични и психофизиологични характеристики на учениците, отговарят на условията на организацията учебен процесвъзможностите на децата и юношите, са психофизиологични модели на формиране на основни училищни умения - писане и четене, както и основни двигателни умения, взети предвид в хода на занятията.

Физиологията и психофизиологията на детето е необходим компонент от знанията на всеки специалист, работещ с деца - психолог, възпитател, учител, социален педагог. „Възпитанието и преподаването се занимава с холистично дете, с неговата цялостна дейност“, каза известният руски психолог и учител В. Давидов. - Тази дейност, разглеждана като специален обект на изследване, съдържа в своето единство много аспекти, включително ... физиологични "(В. В. Давидов" Проблеми на развиващото обучение ". - М., 1986. - С. 167).

Физиология на възрастта- науката за характеристиките на жизнената дейност на организма, функциите на отделните му системи, протичащите в тях процеси и механизмите на тяхното регулиране на различни етапи от индивидуалното развитие... Част от него е изучаването на физиологията на детето в различните възрастови периоди.

Учебно ръководство по физиология на развитието за студенти педагогически университетисъдържа знания за човешкото развитие на онези етапи, когато е най-значимо влиянието на един от водещите фактори на развитието - ученето.

Предмет на физиологията на развитието (физиологията на детското развитие) като учебна дисциплина са особеностите на развитието на физиологичните функции, тяхното формиране и регулиране, жизнената дейност на организма и механизмите на адаптирането му към външната среда на различни етапи. на онтогенезата.

Основни понятия на възрастовата физиология:

Организъм - най-сложната, йерархично (подчинена) организирана система от органи и структури, които осигуряват жизненоважна дейност и взаимодействие с заобикаляща среда... Елементарната единица на организма е клетка ... Формира се набор от клетки, сходни по произход, структура и функция дрехата ... Тъканите образуват органи, които изпълняват специфични функции. Функция - специфична дейност на орган или система.

Физиологична система - набор от органи и тъкани, свързани с обща функция.

Функционална система - динамично свързване на различни органи или техни елементи, дейностите на които са насочени към постигане на конкретна цел (полезен резултат).

По отношение на структурата на предложеното учебно ръководство, то се изгражда така, че учениците да имат ясна представа за закономерностите на развитие на организма в процеса на онтогенезата, за особеностите на всеки възрастов етап.

Опитахме се да не претоварваме презентацията с анатомични данни и в същото време смятахме за необходимо да дадем основни представи за структурата на органите и системите на различни етапи. възрастово развитие, което е необходимо за разбиране на физиологичните закони на организацията и регулирането на физиологичните функции.

Книгата е разделена на четири раздела. Раздел I - "Въведение във физиологията на развитието" - разкрива предмета на физиологията на развитието като неразделна част от физиологията на развитието, дава представа за най-важните съвременни физиологични теории на онтогенезата, въвежда основни понятия, без които е невъзможно да се разбере основното съдържание на учебника. В същия раздел е дадена най-общата представа за структурата на човешкото тяло и неговите функции.

Раздел II - "Организъм и околна среда" - дава представа за основните етапи и модели на растеж и развитие, за най-важните функции на тялото, които осигуряват взаимодействието на тялото с околната среда и адаптирането му към променящите се условия, за възрастово развитие на организма и характерните особености на етапите на индивидуалното развитие.

Раздел III - "Организмът като цяло" - съдържа описание на дейността на системите, които интегрират организма в едно цяло. На първо място, това е централната нервна система, както и автономната нервна система и системата за хуморална регулация на функциите. Основните модели на свързано с възрастта развитие на мозъка и неговата интегративна дейност са ключов аспект от съдържанието на този раздел.

Раздел IV – „Етапи на развитие на детето“ – съдържа морфофизиологично описание на основните етапи от развитието на детето от раждането до юношеството. Този раздел е най-важен за практикуващите, които работят директно с дете, за които е важно да познават и разбират основните морфологични и функционални възрастови характеристики на детския организъм на всеки етап от неговото развитие. За да разберете съдържанието на този раздел, е необходимо да овладеете целия материал, представен в предишните три. Този раздел завършва с глава, която разглежда влиянието на социалните фактори върху развитието на детето.

В края на всяка глава има въпроси за самостоятелна работаученици, които ви позволяват да опресните паметта на основните положения на изучавания материал, които изискват специално внимание.

ВЪВЕДЕНИЕ В ФИЗИОЛОГИЯТА НА ВЪЗРАСТВАТА

Глава 1. ПРЕДМЕТ НА ВЪЗРАСТОВАТА ФИЗИОЛОГИЯ (ФИЗИОЛОГИЯ НА РАЗВИТИЕТО)

Връзката на възрастовата физиология с други науки

До момента на раждането тялото на детето все още е много далеч от зряло състояние. Човешкото бебе се ражда малко, безпомощно, не може да оцелее без грижите и вниманието на възрастните. Отнема много време, за да расте и да се превърне в пълноценен зрял организъм.

ТЕОРЕТИЧНА ОСНОВА НА ВЪЗРАСТОВАТА ФИЗИОЛОГИЯ (ФИЗИОЛОГИЯ НА РАЗВИТИЕТО) НА ДЕТЕ

Системният принцип на организацията на физиологичните функции в онтогенезата

Значението на идентифицирането на моделите на развитие на тялото на детето и особеностите на функционирането на неговите физиологични системи на различни етапи от онтогенезата за опазване на здравето и развитието на подходящи за възрастта педагогически технологии предопределят търсенето на оптимални начини за изучаване на физиологията на детето и онези механизми, които осигуряват адаптивния адаптивен характер на развитието на всеки етап от онтогенезата.

Според съвременните концепции, чието начало е положено от трудовете на A.N. Северцов през 1939 г., всички функции се сумират и претърпяват промени при тясно взаимодействие на организма и околната среда. В съответствие с тази концепция адаптивният характер на функционирането на организма в различните възрастови периоди се определя от два най-важни фактора: морфологичната и функционална зрялост на физиологичните системи и адекватността на влияещите фактори на околната среда към функционалните възможности на организма.

Традиционен за домашната физиология (I.M.Sechenov, I.P. Pavlov, A.A. Ukhtomsky, N.A. Bernshtein, P.K. Anokhin и др.) е системният принцип за организиране на адаптивна реакция към факторите на околната среда. Този принцип, разглеждан като основен механизъм на жизнената дейност на организма, предполага, че всички видове адаптивна дейност на физиологичните системи и целия организъм се осъществяват чрез йерархично организирани динамични асоциации, включващи отделни елементи на един или различни органи (физиологични системи).

Най-важният принос към изучаването на принципите на динамичната системна организация на адаптивните действия на организма има А. Ухтомски, който изложи принципа на доминанта като функционален работен орган, който определя адекватния отговор на тялото на външни влияния. Доминиращо, според A.A. Ухтомски, е съзвездие от нервни центрове, обединени от единството на действие, чиито елементи могат да бъдат топографски достатъчно отдалечени един от друг и в същото време настроени към един ритъм на работа. По отношение на механизма, залегнал в основата на доминанта, A.A. Ухтомски обърна внимание на факта, че нормалната активност се основава не на веднъж завинаги определена и поетапна функционална статика на различни огнища като носители на отделни функции, а на непрестанната междуцентрална динамика на възбужденията на различни нива: кортикално, субкортикален, медуларен, гръбначен. Така се подчертава пластичността, значението на пространствено-времевия фактор в организацията на функционалните асоциации, осигуряващи адаптивните реакции на организма. Идеите на А.А. Ухтомски за функционално-пластичните системи за организиране на дейности са разработени в трудовете на N.A. Бернщайн. Изучавайки физиологията на движенията и механизмите за формиране на двигателно умение, N.A. Бернщайн обръща внимание не само на координираната работа на нервните центрове, но и на явленията, възникващи по периферията на тялото - в работните точки. Това му позволява още през 1935 г. да формулира позицията, че адаптивният ефект на действие може да бъде постигнат само ако централната нервна система има краен резултат в някаква кодирана форма - „модел на необходимото бъдеще“. В процеса на сензорна корекция чрез обратна връзка, идваща от работещите органи, е възможно да се съпостави информацията за вече извършената дейност с този модел.

N.A. Бернщайн, позицията за значението на обратната връзка за постигане на адаптивни реакции е от първостепенно значение за разбирането на механизмите на регулиране на адаптивното функциониране на организма и организацията на поведението.

Класическата концепция за отворена рефлексна дъга отстъпи място на концепцията за затворен контролен контур. Много важна разпоредба, разработена от N.A. Бернщайн, е високата пластичност на установената от него система – възможността за постигане на същия резултат в съответствие с „модела на необходимото бъдеще“ с двусмислен начин за постигане на този резултат, в зависимост от конкретните условия.

Развивайки концепцията за функционална система като комбинация, която осигурява организацията на адаптивната реакция, П.К. Анохин разглежда полезния резултат от действието като системообразуващ фактор, създаващ определено подредено взаимодействие на отделните елементи на системата. „Полезният резултат е този, който съставлява оперативния фактор, който допринася за факта, че системата... може напълно да реорганизира подреждането на своите части в пространството и времето, което осигурява адаптивния резултат, необходим в тази ситуация“ (Анохин).

Позицията, разработена от Н.П. Бехтерева и нейните колеги, относно наличието на две системи от връзки: твърда (вродена) и гъвкава, пластмасова. Последните са най-важни за организацията на динамични функционални асоциации и за осигуряване на специфични адаптивни реакции в реални условия на дейност.

Една от основните характеристики на системната поддръжка на адаптивните реакции е йерархията на тяхната организация (Wiener). Йерархията съчетава принципа на автономия с принципа на подчинение. Наред с гъвкавостта и надеждността, йерархично организираните системи се характеризират с висока енергийна, структурна и информационна ефективност. Отделните нива могат да се състоят от блокове, които извършват прости специализирани операции и предават обработена информация към по-високи нива на системата, които извършват по-сложни операции и в същото време упражняват регулаторно влияние върху по-ниските нива.

Йерархията на организацията, основана на тясното взаимодействие на елементи както на едно и също ниво, така и на различни нива на системи, определя високата стабилност и динамичност на осъществяваните процеси.

В хода на еволюцията формирането на йерархично организирани системи в онтогенезата е свързано с прогресивно усложняване и припокриване на нивата на регулация, осигуряващи подобряване на процесите на адаптация (Василевски). Може да се предположи, че същите модели се проявяват и в онтогенезата.

Значението на системния подход към изследването на функционалните свойства на развиващия се организъм, способността му да формира оптимален адаптивен отговор за всяка възраст, саморегулация, способността за активно търсене на информация, формиране на планове и програми за дейност е очевидна.

Модели на онтогенетично развитие. Концепцията за възрастовата норма

Най-важното за разбирането как се формират и организират функционалните системи в процеса на индивидуалното развитие е формулирано от A.N. Северцов, принципът на хетерохронността в развитието на органи и системи, разработен подробно от P.K. Анохин в теорията на системния генезис. Тази теория се основава на експериментални изследвания на ранната онтогенеза, които разкриват постепенно и неравномерно съзряване на отделни елементи на всяка структура или орган, които се консолидират с елементите на други органи, участващи в изпълнението на тази функция, и се интегрират в едно функционална система, те изпълняват принципа на "минимално осигуряване" на интегрална функция ... Различни функционални системи, в зависимост от тяхното значение за осигуряване на жизненоважни функции, узряват в различни периоди от постнаталния живот - това е хетерохронност на развитието. Осигурява висока адаптивност на организма на всеки етап от онтогенезата, отразявайки надеждността на функционирането на биологичните системи. Надеждността на функционирането на биологичните системи, според концепцията на A.A. Маркосян, е един от общите принципи на индивидуалното развитие. Тя се основава на такива свойства на живата система като излишък на нейните елементи, тяхното дублиране и взаимозаменяемост, скорост на връщане към относително постоянство и динамика на отделните връзки на системата. Проучванията показват (Farber), че в хода на онтогенезата надеждността на биологичните системи преминава през определени етапи на формиране и формиране. И ако в ранните етапи на постнаталния живот се осигурява от твърдо, генетично обусловено взаимодействие на отделни елементи на функционалната система, което осигурява осъществяването на елементарни реакции на външни стимули и необходимите жизненоважни функции (например смучене), тогава в хода на развитието пластични връзки, които създават условия за динамична селективна организация на компонентите на системата. На примера на формирането на системата за възприемане на информация е установен общ модел за осигуряване на надеждността на адаптивното функциониране на системата. Има три функционално различни етапа на нейната организация: 1-ви етап (неонатален период) - функциониране на най-ранния зреещ блок на системата, който осигурява способността за реагиране по принципа „стимул-реакция”; 2-ри етап (първи години от живота) - обобщено равномерно участие на елементи от по-високо ниво на системата, надеждността на системата се осигурява чрез дублиране на нейните елементи; 3-ти етап (наблюдаван от предучилищна възраст) - йерархично организирана многостепенна система за регулиране осигурява възможност за специализирано включване на елементи от различни нива в обработката на информацията и организацията на дейностите. В хода на онтогенезата с усъвършенстването на централните механизми на регулация и контрол нараства пластичността на динамичното взаимодействие на елементите на системата; селективните функционални констелации се формират в съответствие с конкретната ситуация и поставената задача (Фарбер, Дубровинская). Това определя подобряването на адаптивните реакции на развиващия се организъм в процеса на усложняване на контактите му с външната среда и адаптивния характер на функциониране на всеки етап от онтогенезата.

От гореизложеното се вижда, че отделните етапи на развитие се характеризират както с особеностите на морфологичната и функционална зрялост на отделните органи и системи, така и с разликата в механизмите, които определят спецификата на взаимодействието между организма и външната среда. заобикаляща среда.

Необходимостта от специфична характеристика на отделните етапи на развитие, като се вземат предвид и двата фактора, повдига въпроса какво да се счита за възрастова норма за всеки от етапите.

Дълго време възрастовата норма се разглежда като набор от средни статистически параметри, характеризиращи морфологичните и функционални характеристики на организма. Тази идея за нормата се корени в дните, когато практическите нужди определяха необходимостта от идентифициране на някои средни стандарти за идентифициране на отклоненията в развитието. Несъмнено на определен етап от развитието на биологията и медицината този подход изигра прогресивна роля, което даде възможност да се определят средните статистически параметри на морфологичните и функционални характеристики на развиващия се организъм; и дори сега ви позволява да решавате редица практически проблеми (например при изчисляване на стандартите за физическо развитие, нормиране на въздействието на факторите на околната среда и др.). Въпреки това, такава представа за възрастовата норма, която прави количествена оценка на морфологичната и функционална зрялост на организма на различни етапи от онтогенезата, не отразява същността на свързаните с възрастта трансформации, които определят адаптивната посока на организма. развитие и връзката му с външната среда. Съвсем очевидно е, че ако качествената специфика на функционирането на физиологичните системи на определени етапи на развитие остане неотчетена, тогава концепцията за възрастовата норма губи своето съдържание, престава да отразява реалните функционални възможности на организма в определени възрастови периоди. .

Идеята за адаптивния характер на индивидуалното развитие доведе до необходимостта от преразглеждане на концепцията за възрастовата норма като набор от средни морфологични и физиологични параметри. Изразена е позицията, според която възрастовата норма трябва да се разглежда като биологичен оптимум на функционирането на живата система, осигуряващ адаптивен отговор към факторите на околната среда (Козлов, Фарбер).

Възрастова периодизация

Различията в концепцията за критериите на възрастовата норма определят и подходите към периодизацията на възрастовото развитие. Един от най-разпространените е подходът за анализ на оценката. морфологични особености(растеж, смяна на зъбите, наддаване на тегло и др.). Най-пълната възрастова периодизация въз основа на морфологични и антропологични характеристики е предложена от V.V. Бунак, според чието мнение промените в размера на тялото и свързаните с тях структурни и функционални признаци отразяват трансформациите на метаболизма на тялото с възрастта. Според тази периодизация в постнаталната онтогенеза се разграничават следните периоди: инфантилен, обхващащ първата година от живота на детето и включващ начален (1-3, 4-6 месеца), среден (7-9 месеца) и финален (10 -12 месеца) цикли; първо детство (начален цикъл 1-4 години, окончателен - 5-7 години); второ детство (начален цикъл: 8-10 години - момчета, 8-9 години - момичета; краен цикъл: 11-13 години - момчета, 10-12 години - момичета); тийнейджъри (14-17 години - момчета, 13-16 години - момичета); младеж (18-21 години - момчета, 17-20 години - момичета); възрастният период започва на 21-22 години. Тази периодизация е близка до възприетата в педиатричната практика (Тур, Маслов); наред с морфологичните фактори отчита и социалните. Детската възраст според тази периодизация съответства на младшата или детската възраст; периодът на първото детство обединява старша яслена или прохождаща възраст и предучилищна възраст; периодът на второто детство съответства на началната училищна възраст, а юношеството на старшата предучилищна възраст. Въпреки това, тази класификация на възрастовите периоди, отразяваща съществуващата система на образование и обучение, не може да се счита за приемлива, тъй като, както е известно, въпросът за началото на системното образование все още не е решен; границата между предучилищна и училищна възраст изисква изясняване, а понятията за начална и старша училищна възраст също са доста аморфни.

Според възрастовата периодизация, приета на специален симпозиум през 1965 г., в жизнения цикъл на човека до навършване на зряла възраст се разграничават следните периоди: новородено (1-10 дни); възраст на гърдите (10 дни - 1 година); ранно детство (1-3 години); първо детство (4-7 години); второ детство (8-12 години - момчета, 8-11 години - момичета); юношество (13–16 години - момчета, 12–15 години - момичета) и юношество (17–21 години - момчета, 16–20 години - момичета) (Проблемът с възрастовата периодизация на човек). Тази периодизация е малко по-различна от тази, предложена от V.V. Бунак, като подчертава периода на ранното детство, известно изместване на границите на второто детство и юношеството. Проблемът с възрастовата периодизация обаче не е окончателно решен, главно поради факта, че цялата съществуваща периодизация, включително последната общоприета, е недостатъчно физиологично обоснована. Те не отчитат адаптивния характер на развитието и механизмите, които осигуряват надеждността на функционирането на физиологичните системи и целия организъм на всеки етап от онтогенезата. Това обуславя необходимостта от избор на най-информативните критерии за възрастова периодизация.

В процеса на индивидуално развитие тялото на детето се променя като цяло. Неговите структурни, функционални и адаптивни особености се дължат на взаимодействието на всички органи и системи на различни нива на интеграция – от вътреклетъчно до междусистемно. В съответствие с това ключовата задача на възрастовата периодизация е необходимостта да се вземат предвид специфичните особености на функционирането на целия организъм.

Един от опитите за търсене на интегрален критерий, характеризиращ жизнената дейност на организма, беше оценката на енергийните възможности на организма, предложена от Рубнер, така нареченото "правило на енергийната повърхност", отразяващо връзката между нивото на метаболизма. и енергията и размера на повърхността на тялото. Този показател, който характеризира енергийния потенциал на тялото, отразява дейността на физиологичните системи, свързани с метаболизма: кръвообращение, дишане, храносмилане, екскреция и ендокринна система. Предполага се, че онтогенетичните особености на функционирането на тези системи трябва да се подчиняват на „енергийното правило на повърхността“.

Разгледаните по-горе теоретични положения за адаптивната адаптивна природа на развитието обаче дават основание да се смята, че възрастовата периодизация трябва да се основава не толкова на критериите, отразяващи стационарните характеристики на живота на организма, които вече са достигнати в определен момент на съзряване, както по критериите за взаимодействие на организма с околната среда.

I.A. Аршавски. Според него в основата на възрастовата периодизация трябва да са критериите, отразяващи спецификата на интегралното функциониране на организма. Като такъв критерий се предлага водеща функция, разпределена за всеки етап на развитие.

В подробно изследване на I.A. Аршавски и неговите колеги в ранна детска възраст, в съответствие с естеството на храненето и характеристиките на двигателните актове, идентифицират периоди: новородени, през които има хранене с коластра (8 дни), лактотрофна форма на хранене (5-6 месеца) , лактотрофна форма на хранене с допълващи храни и поява на изправена стойка (7-12 месеца), прохождаща възраст (1-3 години) - развитие на двигателните актове в околната среда (ходене, бягане). Трябва да се отбележи, че И. Аршавски придава особено значение на двигателната активност като водещ фактор в развитието. След като критикува „енергийното правило на повърхността“, И.А. Аршавски формулира концепцията за "енергийното правило на скелетните мускули", според което интензивността на жизнената дейност на тялото, дори на ниво отделни тъкани и органи, се определя от особеностите на функционирането на скелетните мускули, които осигуряват особености на взаимодействието между тялото и околната среда на всеки етап от развитието.

Трябва обаче да се има предвид, че в процеса на онтогенезата активното отношение на детето към факторите на околната среда се увеличава, ролята на висшите части на централната нервна система в осигуряването на адаптивни реакции към факторите на околната среда, включително тези реакции, които се реализират чрез двигателната активност се увеличава.

Следователно, специална роля в възрастовата периодизация придобиват критерии, отразяващи нивото на развитие и качествените промени в адаптивните механизми, свързани с узряването на различни части на мозъка, включително регулаторните структури на централната нервна системакоито определят дейността на всички физиологични системи и поведението на детето.

Това обединява физиологичния и психологическия подход към проблема за възрастовата периодизация и създава основата за разработване на единна концепция за периодизация на детското развитие. L.S. Виготски разглежда психичните неоплазми, характерни за конкретни етапи на развитие, като критерии за възрастова периодизация. Продължавайки тази линия, A.N. Леонтиев и Д.Б. Елконин отдава особено значение във възрастовата периодизация на "водещата дейност", която определя появата на психични неоплазми. В същото време беше отбелязано, че особеностите на психиката, както и особеностите на физиологичното развитие, се определят както от вътрешни (морфофункционални) фактори, така и от външни условия на индивидуалното развитие.

Една от целите на възрастовата периодизация е да се установят границите на отделните етапи на развитие в съответствие с физиологичните норми на реакцията на растящия организъм към влиянието на факторите на околната среда. Естеството на реакциите на организма към най-пряките въздействия зависи от възрастовите характеристики на функционирането на различните физиологични системи. Според С.М. Громбах, при разработването на проблема за възрастовата периодизация е необходимо да се вземе предвид степента на зрялост и функционална готовност на различни органи и системи. Ако тези или онези физиологични системи не са водещи на определен етап на развитие, те могат да осигурят оптимално функциониране на водещата система в различни условия на околната среда и следователно нивото на зрялост на тези физиологични системи не може да не повлияе на функционалните възможности на целия организъм. като цяло.

За да се прецени коя система е водеща за даден етап на развитие и къде лежи линията на смяна на една водеща система в друга, е необходимо да се оцени нивото на зрялост и особеностите на функционирането на различните органи и физиологични системи.

По този начин възрастовата периодизация трябва да се основава на три нива на изучаване на физиологията на детето:

1 - вътрешносистемен;

2 - междусистемен;

3 - целият организъм във взаимодействие с околната среда.

Въпросът за периодизацията на развитието е неразривно свързан с избора на информативни критерии, които трябва да се вземат за негова основа. Това ни връща към концепцията за възрастовата норма. Напълно можем да се съгласим с твърдението на П.Н. Василевски, че „оптималните режими на дейност на функционалните системи на тялото са не средни, но чрез непрекъснати динамични процеси, протичащи във времето в сложна мрежа от съвместно адаптирани регулаторни механизми”. Има всички основания да се смята, че най-информативните критерии са свързаните с възрастта трансформации, които характеризират състоянието на физиологичните системи при условия на активност, която е възможно най-близка до тази, с която обектът на изследване - детето - се сблъсква в ежедневието си. живот, т.е. показатели, отразяващи реалната адаптивност към условията на околната среда и адекватността на реакцията на външни влияния.

Въз основа на концепцията за системната организация на адаптивните реакции може да се приеме, че като такива трябва да се разглеждат преди всичко тези, които отразяват не толкова зрелостта на отделните структури, колкото възможността и спецификата на тяхното взаимодействие с заобикаляща среда. Това се отнася както за показателите, характеризиращи възрастовите характеристики на всяка физиологична система поотделно, така и за показателите за цялостното функциониране на организма. Всичко по-горе изисква интегриран подходкъм анализа на свързаните с възрастта трансформации на вътрешносистемно и междусистемно ниво.

Не по-малко важен при разработването на проблемите на възрастовата периодизация е въпросът за границите на функционално различни етапи. С други думи, физиологично обоснованата периодизация трябва да се основава на идентифицирането на етапите на "действителната" физиологична възраст.

Идентифицирането на функционално различни етапи на развитие е възможно само ако има данни за характеристиките на адаптивното функциониране на различни физиологични системи в рамките на всяка година от живота на детето.

Дългогодишните проучвания, проведени в Института по физиология на развитието на Руската академия на науките, позволиха да се установи, че въпреки хетерохронността на развитието на органите и системите, в рамките на периодите, считани за единични, са идентифицирани ключови моменти, които са характеризиращ се със значителни качествени морфологични и функционални трансформации, водещи до адаптивно преструктуриране на организма. V предучилищна възрасттова е възрастта от 3-4 до 5-6 години, в началното училище - от 7-8 до 9-10 години. В юношеството качествените промени в дейността на физиологичните системи се ограничават не до определена паспортна възраст, а до степента на биологична зрялост (определени етапи на пубертета - етапи II-III).

Чувствителни и критични периоди на развитие

Адаптивният характер на развитието на организма обуславя необходимостта при възрастовата периодизация да се вземат предвид не само особеностите на морфофункционалното развитие на физиологичните системи на тялото, но и тяхната специфична чувствителност към различни външни влияния. Физиологичните и психологически изследвания показват, че чувствителността към външни влияния е селективна на различни етапи от онтогенезата. Това формира основата на концепцията за чувствителни периодикато периоди на най-голяма чувствителност към факторите на околната среда.

Идентифицирането и отчитането на чувствителните периоди в развитието на функциите на тялото е задължително условие за създаване на благоприятни адекватни условия за ефективно учене и поддържане на здравето на детето. Високата чувствителност на определени функции към влиянието на факторите на околната среда трябва, от една страна, да се използва за ефективно целенасочено въздействие върху тези функции, допринасяйки за тяхното прогресивно развитие, а от друга страна, трябва да се контролира влиянието на негативните външни фактори. , защото може да доведе до нарушение в развитието на организма.

Трябва да се подчертае, че онтогенетичното развитие съчетава периоди на еволюционно (постепенно) морфофункционално съзряване и периоди на революционни, критични скокове в развитието, които могат да бъдат свързани както с вътрешни (биологични), така и с външни (социални) фактори на развитието.

Важен и изискващ специално внимание е въпросът за критични периоди на развитие ... В еволюционната биология е обичайно етапът на ранно постнатално развитие да се разглежда като критичен период, характеризиращ се с интензивността на морфофункционалното съзряване, когато поради липса на влияние на околната среда функцията може да не се формира. Например, при липса на определени зрителни стимули в ранната онтогенеза, тяхното възприятие не се формира допълнително, същото важи и за говорната функция.

В процеса на по-нататъшно развитие могат да възникнат критични периоди в резултат на рязка промяна на социалните и екологичните фактори и тяхното взаимодействие с процеса на вътрешно морфологично и функционално развитие. Такъв период е епохата на началото на обучението, когато качественото преструктуриране на морфологичното и функционалното съзряване на основните мозъчни процеси настъпва в периода на рязка промяна на социалните условия.

Пубертет- началото на пубертета - характеризира се с рязко повишаване на активността на централната връзка на ендокринната система (хипоталамус), което води до рязка промяна във взаимодействието на субкортикалните структури и мозъчната кора, което води до значително намаляване в ефективността на централните регулаторни механизми, включително тези, определящи доброволното регулиране и саморегулирането. Освен това се повишават социалните изисквания към подрастващите, повишава се самочувствието им.Това води до несъответствие между социалните и психологическите фактори и функционалните възможности на организма, което може да доведе до отклонения в здравето и поведенческа неадекватност.

По този начин може да се предположи, че критичните периоди на развитие се дължат както на интензивната морфологична и функционална трансформация на основните физиологични системи и целия организъм, така и на спецификата на все по-сложното взаимодействие на вътрешни (биологични) и социално-психологически фактори на развитието.

При разглеждането на въпросите за възрастовата периодизация е необходимо да се има предвид, че границите на етапите на развитие са много условни. Те зависят от специфични етнически, климатични, социални и други фактори. Освен това „действителната“ физиологична възраст често не съвпада с календарната (паспортната) възраст поради разликите в скоростта на съзряване и условията за развитие на организмите на различните хора. От това следва, че при изучаване на функционалните и адаптивни възможности на деца от различни възрасти е необходимо да се обърне внимание на оценката на индивидуалните показатели за зрялост. Само чрез комбиниране на възрастовия и индивидуален подход за изучаване на характеристиките на функционирането на детето могат да се разработят адекватни хигиенно-педагогически мерки, които да осигурят запазването на здравето и прогресивното развитие на тялото и личността на детето.

Въпроси и задачи

1. Разкажете ни за системния принцип на организиране на адаптивната реакция.

2. Какви са закономерностите на онтогенетичното развитие? Каква е възрастовата норма?

3. Какво е възрастова периодизация?

4. Разкажете ни за чувствителните и критичните периоди на развитие.

Глава 3. ОБЩ ПЛАН НА ДЕТСКИЯ ОРГАНИЗЪМ

Преди да се заемете с изучаването на най-важните закони на свързаното с възрастта развитие на организма, е необходимо да разберете какво представлява организмът, какви принципи са заложени от природата в общата му структура и как взаимодейства с околния свят.

Преди почти 300 години беше доказано, че всички живи същества се състоят от клетки... Човешкото тяло също се състои от няколко милиарда малки клетки. Тези клетки далеч не са еднакви по външен вид, по свойства и функции. Клетки, подобни една на друга, се обединяват тъкани... В тялото има много видове тъкани, но всички те принадлежат само към 4 вида: епителна, съединителна, мускулна и нервна. Епителентъкани образуват кожата и лигавиците, много вътрешни органи - черния дроб, далака и др. В епителните тъкани клетките са разположени плътно една до друга. Свързванетъканта има много големи междуклетъчни пространства. Така са подредени костите, хрущялите, по същия начин е подредена кръвта - всичко това са разновидности на съединителната тъкан. Мускулнаи нервентъканите са възбудими: те са в състояние да възприемат и провеждат импулс на възбуждане. Освен това за нервната тъкан това е основната функция, докато мускулните клетки все още могат да се свиват, променяйки значително размера си. Тази механична работа може да се прехвърли върху кости или течности в мускулните торбички.

Тъкани в различни комбинации анатомични органи... Всеки орган се състои от няколко тъкани и почти винаги заедно с основната, функционална тъкан, която определя спецификата на органа, има елементи от нервна тъкан, епител и съединителна тъкан. Мускулната тъкан може да не присъства в орган (например в бъбреците, далака и др.).

Анатомичните органи се сгъват в анатомични и физиологични системи, които са обединени от единството на основната функция, която изпълняват. Така се формират мускулно-скелетната, нервната, покривната, отделителната, храносмилателната, дихателната, сърдечно-съдовата, репродуктивната, ендокринната система и кръвта. Всички тези системи заедно съставляват организъмчовек.

Елементарната единица на живо същество е клетката. Генетичният апарат е концентриран в клетката ядро, тоест локализирана е и защитена от неочакваното въздействие на потенциално агресивна среда. Всяка клетка е изолирана от останалия свят поради наличието на сложно организирана обвивка - мембрани... Тази обвивка се състои от три слоя от химически и функционално различни молекули, които, действайки съвместно, осигуряват множество функции: защитна, контактна, чувствителна, абсорбираща и освобождаваща. Основната работа на клетъчната мембрана е да организира потока на материята от околната среда в клетката и от клетката навън. Клетъчната мембрана е в основата на цялата жизнена дейност на клетката, която умира при унищожаване на мембраната. Всяка клетка се нуждае от храна и енергия за своята жизнена дейност - в края на краищата функционирането на клетъчната мембрана също до голяма степен е свързано с разхода на енергия. За да организирате енергийния поток през клетката, в нея има специални органели, които са отговорни за производството на енергия - митохондрии... Смята се, че преди милиарди години митохондриите са били независими живи организми, които в хода на еволюцията са се научили да използват определени химични процеси за генериране на енергия. Тогава те влязоха в симбиоза с други едноклетъчни организми, които благодарение на това съжителство получиха надежден източник на енергия, а предците на митохондриите - надеждна защита и гаранция за възпроизвеждане.

Строителната функция в клетката се изпълнява от рибозоми- фабрики за производство на протеин на базата на матрици, копирани от генетичния материал, съхраняван в ядрото. Действайки чрез химически стимули, ядрото контролира всички аспекти на клетъчния живот. Прехвърлянето на информация вътре в клетката се дължи на факта, че тя е изпълнена с желеобразна маса - цитоплазма, в който протичат много биохимични реакции, а веществата, които имат информационна стойност, са в състояние лесно да проникнат в най-отдалечените ъгли на вътреклетъчното пространство поради дифузия.

Освен това много клетки имат някакъв вид устройство за движение в околното пространство. Може и да е флагел(като сперма), въси(както в чревния епител) или способността за преливане на цитоплазмата под формата на псевдоподия(като лимфоцити).

По този начин най-важните структурни елементи на клетката са нейната мембрана (мембрана), контролен орган (ядро), система за доставка на енергия (митохондрия), градивен елемент (рибозома), движеща сила (реснички, псевдоподия или флагел) и вътрешна среда ( цитоплазма). някои едноклетъчни организмите също така притежават впечатляващ калцифициран скелет, който ги предпазва от врагове и злополуки.

Изненадващо, човешкото тяло, което се състои от много милиарди клетки, всъщност има същите основни градивни елементи. Човекът е отделен от околната среда чрез кожата си. Той има движеща сила (мускулите), скелет, контроли (мозък и гръбначен мозък и ендокринна система), система за енергийно снабдяване (дишане и кръвообращение), първична единица за обработка на храна (стомашно-чревен тракт), както и вътрешна среда (кръв, лимфа, междуклетъчна течност). Тази схема не изчерпва всички структурни компоненти на човешкото тяло, но ни позволява да заключим, че всяко живо същество е изградено по принципно единен план.

Разбира се, многоклетъчният организъм има редица характеристики и очевидно предимства - в противен случай еволюционният процес не би бил насочен към появата на многоклетъчни организми и светът все още щеше да бъде обитаван изключително от онези, които наричаме "протозои".

Основната конструктивна разлика между едноклетъчния и многоклетъчния организъм е, че органите на многоклетъчния организъм са изградени от милиони отделни клетки, които според принципа на подобие и функционална връзка се обединяват в тъкани, докато органелите на едноклетъчния организъм организмите са елементи на една клетка.

Какво е истинското предимство на многоклетъчния организъм? В способността за разделяне на функции в пространството и във времето, както и в специализацията на отделните тъканни и клетъчни структури за изпълнение на строго очертани функции. Всъщност тези разлики са подобни на разликата между средновековното натурално земеделие и съвременното индустриално производство. Една клетка, която е самостоятелен организъм, е принудена да решава всички проблеми, пред които е изправена за сметка на наличните си ресурси. Многоклетъчен организъм избира специална популация от клетки или комплекс от такива популации (тъкан, орган, функционална система) за решаване на всяка от функционалните задачи, които са максимално пригодени за решаване на тази конкретна задача. Ясно е, че ефективността на решаването на проблеми от многоклетъчния организъм е много по-висока. По-точно, многоклетъчният организъм има много по-голям шанс да се адаптира към широк спектър от ситуации, с които трябва да се изправи. Това предполага фундаментална разлика между клетката и многоклетъчния организъм в стратегията за адаптация: първият реагира на всяко въздействие на околната среда по холистичен и обобщен начин, вторият е в състояние да се адаптира към условията на живот, като преструктурира функциите само на индивида от неговата съставна част. части - тъкани и органи.

Важно е да се подчертае, че тъканите на многоклетъчния организъм са много разнообразни и всяка е най-добре приспособена да изпълнява малък брой функции, необходими за жизнената дейност и адаптацията на целия организъм. В същото време клетките на всяка от тъканите са в състояние да изпълняват перфектно само една единствена функция, а цялото разнообразие от функционални възможности на тялото се осигурява от разнообразието от клетки, които съставляват неговия състав. Например, нервните клетки са в състояние само да генерират и провеждат импулс на възбуждане, но не могат да променят размера си или да извършват унищожаване на токсични вещества. Мускулните клетки са в състояние да провеждат импулс на възбуждане по същия начин като нервните клетки, но в същото време самите те се свиват, осигурявайки движението на части на тялото в пространството или променяйки напрежението (тона) на структурите, състоящи се от тези клетки. Чернодробните клетки не са в състояние да провеждат електрически импулси или да се свиват - но тяхната биохимична сила осигурява неутрализирането на огромен брой вредни и отровни молекули, които влизат в кръвния поток по време на живота на тялото. Клетките на костния мозък са специално проектирани за производството на кръв и не могат да бъдат заети с нищо друго. Това "разделение на труда" е характерно свойство на всяка сложно организирана система; социалните структури функционират по едни и същи правила. Това трябва да се има предвид при прогнозиране на резултатите от всяка реорганизация: нито една специализирана подсистема не е в състояние да промени естеството на своето функциониране, ако собствената й структура не се промени.

Появата на тъкани с качествени характеристики в процеса на онтогенезата е сравнително бавен процес и не се случва поради факта, че съществуващите клетки придобиват нови функции: почти винаги нови функции се осигуряват от нови поколения клетъчни структури, които се образуват под контрола на генетичния апарат и под влияние на външни изисквания.или вътрешна среда.

Онтогенезата е невероятно явление, по време на което едноклетъчен организъм (зигота) се превръща в многоклетъчен, запазвайки целостта и жизнеността на всички етапи от тази забележителна трансформация и постепенно увеличавайки разнообразието и надеждността на изпълняваните функции.

Структурно-функционални и системен подходза изследване на организма

Научната физиология се ражда в същия ден като анатомията - това се случва в средата на 17 век, когато великият английски лекар Уилям Харвиполучи разрешение от църквата и царя и направи първата аутопсия след хилядолетна пауза на престъпник, осъден на смърт, за да проучи научно вътрешната структура на човешкото тяло. Разбира се, дори древните египетски жреци, балсамиращи телата на своите фараони, са познавали отлично устройството човешкото тялоотвътре - но това знание не беше научно, то беше емпирично и освен това тайно: разкриването на всякаква информация за това се считаше за кощунство и се наказваше със смърт. Великият Аристотел, учител и наставник на Александър Велики, живял 3 века пр.н.е., имаше много бегла представа за това как работи и как работи тялото, въпреки че беше енциклопедично образован и знаеше, изглежда, всичко, което европейското цивилизацията се е натрупала по това време. По-знаещи били древните римски лекари – ученици и последователи на Гален (II в. сл. Хр.), които положили основите на описателната анатомия. Средновековните арабски лекари печелят голяма слава за себе си, но дори и най-великият от тях - Али Абу ибн Сина (в европейска транскрипция - Авицена, XI век) - лекува по-скоро човешкия дух, отколкото тялото. И сега У. Харви с голям брой хора провежда първото изследване на структурата на човешкото тяло в историята на европейската наука. Но Харви се интересуваше най-много от това КАК РАБОТИ тялото. От древни времена хората са знаели, че сърцето бие в гърдите на всеки от нас. Лекарите през цялото време измерваха пулса и според динамиката му оценяваха здравословното състояние и перспективите за борба с различни заболявания. Досега един от най-важните диагностични методи в известната и мистериозна тибетска медицина е дългосрочното непрекъснато наблюдение на пулса на пациента: лекарят сяда до леглото му и държи ръката си върху пулса с часове, след което назовава диагнозата и предписва лечение. Беше добре известно на всички: сърцето спря - животът спря. Но традиционната по това време галенова школа не свързва движението на кръвта през съдовете с дейността на сърцето.

Но пред очите на Харви е сърце с тръби-съдове, пълни с кръв. И Харви разбира: сърцето е просто мускулна торбичка, която действа като помпа, която изпомпва кръв в цялото тяло, защото съдовете се разпръскват из тялото, които стават все по-многобройни и по-тънки, когато се отдалечават от помпата. По едни и същи съдове кръвта се връща към сърцето, като прави пълен завой и непрекъснато тече към всички органи, към всяка клетка, носейки хранителни вещества със себе си. Все още нищо не се знае за ролята на кислорода, хемоглобинът не е открит, лекарите не знаят как да разграничат белтъчините, мазнините и въглехидратите по никакъв начин - като цяло познанията по химия и физика са все още изключително примитивни. Но вече са започнали да се развиват различни технологии, инженерната мисъл на човечеството е изобретила много устройства, които улесняват производството или създават напълно нови, безпрецедентни досега технически възможности. За съвременниците на Харви става ясно: сигурно механизми , чиято структурна основа е съставена от отделни органи и всеки орган е предназначен да изпълнява определена функция. Сърцето е помпа, която изпомпва кръв през "вените", точно като онези помпи, които доставят вода от равни езера до имение на хълм и захранват приятни за окото фонтани. Белите дробове са кожи, през които се изпомпва въздух, както правят чираците в ковачницата, за да се нагрее повече желязото и да се улесни коването. Мускулите са въжета, прикрепени към костите, и тяхното напрежение кара тези кости да се движат, което осигурява движение на цялото тяло - точно както строителите използват телфери, за да повдигат огромни камъни до горните етажи на храма в процес на изграждане.

Естествено е човек винаги да сравнява откритите от него нови явления с вече познатите, които са влезли в употреба. Човек винаги изгражда аналогии, за да разбере по-лесно, да си обясни същността на случващото се. Високото ниво на развитие на механиката в епохата, когато Харви е провеждал своите изследвания, неизбежно доведе до механична интерпретация на множество открития, направени от лекари - последователи на Харви. Така се ражда структурната и функционална физиология със своя лозунг: един орган – една функция.

Въпреки това, с натрупването на знания - и това до голяма степен зависи от развитието на физически и химически науки, тъй като именно те осигуряват основните методи за провеждане на научни изследвания във физиологията, стана ясно, че много органи изпълняват не една, а няколко функции. Например белите дробове – не само осигуряват обмена на газове между кръвта и околната среда, но и участват в регулирането на телесната температура. Кожата, изпълняваща преди всичко защитна функция, е едновременно и орган на терморегулация, и орган на отделяне. Мускулите са способни не само да активират скелетните лостове, но и поради контракциите си да затоплят кръвта, която тече към тях, поддържайки температурната хомеостаза. Примери от този вид могат да се цитират безкрайно. Полифункционалността на органите и физиологичните системи стана особено очевидна в края на XIX- началото на XX век. Любопитно е, че в същото време в технологиите се появиха различни "универсални" машини и инструменти с широк спектър от възможности - понякога, в ущърб на простотата и надеждността. Това е илюстрация на факта, че техническата мисъл на човечеството и нивото на научното разбиране на организацията на процесите в живата природа се развиват в най-тясно взаимодействие помежду си.

Към средата на 30-те години на XX век. стана ясно, че дори концепцията за полифункционалност на органите и системите вече не е в състояние да обясни последователността на функциите на тялото в процеса на адаптация към променящите се условия или в динамиката на свързаното с възрастта развитие. Започва да се формира ново разбиране за значението на процесите, протичащи в живия организъм, от което постепенно се формира систематичен подход към изучаването на физиологичните процеси. Изключителни руски учени - A.A. Ухтомски, Н.А. Бърнщайн и П.К. Анохин.

Най-фундаменталната разлика между структурно-функционалния и системния подход е разбирането за това какво е физиологична функция. За структурен и функционален подход Характерно е разбирането за физиологичната функция като вид процес, осъществяван от определен (специфичен) набор от органи и тъкани, които променят дейността си в хода на функционирането си в съответствие с влиянието на контролните структури. В тази интерпретация физиологичните механизми са тези физически и химични процеси, които са в основата на физиологичната функция и гарантират надеждността на нейното изпълнение. Физиологичният процес е обектът, който е в центъра на вниманието на структурно-функционалния подход.

Системен подход се основава на идеята за целесъобразност, тоест функция в рамките на системния подход се разбира като процес на постигане на определена цел, резултат. На различни етапи от този процес необходимостта от участие на определени структури може да се промени доста значително, следователно констелацията (съставът и естеството на взаимодействието на елементи) на функционалната система е много подвижна и съответства на конкретната задача, която се решава в настоящия момент. Наличието на цел предполага, че има определен модел на състоянието на системата преди и след постигането на тази цел, програма за действие, а също така има механизъм за обратна връзка, който позволява на системата да контролира текущото си състояние (междинен резултат) в сравнение с моделирания и на тази база да се направят корекции в програмата за действие с цел постигане на крайния резултат.

От гледна точка на структурно-функционалния подход околната среда действа като източник на стимули за определени физиологични реакции. Възникнал е стимул – в отговор е възникнала реакция, която или отшумява, когато свикнете със стимула, или спира, когато стимулът престане да действа. В този смисъл структурно-функционалният подход разглежда организма като затворена система, която има само определени канали за обмен на информация с околната среда.

Системният подход разглежда тялото като отворена система, чиято целева функция може да бъде поставена както вътре, така и извън нея. В съответствие с тази гледна точка тялото реагира на влияния външен святкато цяло, преструктуриране на стратегията и тактиката на този отговор, в зависимост от постигнатите резултати всеки път по такъв начин, че по-бързо или по-надеждно да се постигнат целеви резултати на модела. От тази гледна точка реакцията на външен стимул отшумява, когато се реализира целевата функция, формирана под негово влияние. Стимулът може да продължи да действа или, напротив, може да спре ефекта си много преди завършването на функционалните пренареждания, но веднъж започнали, тези пренареждания трябва да преминат през целия програмиран път и реакцията ще приключи само когато механизмите за обратна връзка доведат информация за пълното равновесие на организма с околната среда на ново ниво на функционална активност. Проста и графична илюстрация на тази позиция може да бъде реакция на всяка физическа активност: мускулните контракции се активират за нейното изпълнение, което налага съответно активиране на кръвообращението и дишането и дори когато натоварването вече е приключило, физиологичните функции все още се запазват повишената им активност за доста дълго време, тъй като те осигуряват изравняване на метаболитните състояния и нормализиране на хомеостатичните параметри. Функционалната система, която осигурява изпълнението на физическото упражнение, включва не само мускулите и нервните структури, които дават заповед на мускулите да се свиват, но също така и кръвоносната система, дихателната система, ендокринните жлези и много други тъкани и органи, участващи в този процес. със сериозни промени във вътрешната среда на тялото.

Структурно-функционалният възглед за същността на физиологичните процеси отразява детерминирания, механистично-материалистичен подход, характерен за всички природни науки през 19-ти и началото на 20-ти век. Върхът на неговото развитие вероятно е теорията за условните рефлекси от I.P. Павлова, с помощта на която големият руски физиолог се опитва да разбере механизмите на мозъчната дейност със същите методи, с които успешно изследва механизмите на стомашната секреция.

Системният подход заема стохастични, вероятностни позиции и не отхвърля телеологичните (целесъобразни) подходи, характерни за развитието на физиката и другите природни науки през втората половина на 20 век. Вече беше споменато по-горе, че физиолозите, едновременно с математиците, стигнаха до формулирането на най-общите кибернетични закони, на които се подчиняват всички живи същества, именно в рамките на този подход. Също толкова важни за разбирането на физиологичните процеси на съвременно ниво са понятията за термодинамиката на отворените системи, чието развитие е свързано с имената на видни физици от 20-ти век. Иля Пригожин, фон Берталанфи и др.

Тялото като цялостна система

Съвременното разбиране за сложни самоорганизиращи се системи включва идеята, че в тях са ясно дефинирани каналите и методите за пренос на информация. В този смисъл живият организъм е доста типична самоорганизираща се система.

Тялото получава информация за състоянието на заобикалящия свят и вътрешната среда с помощта на сензори-рецептори, използвайки различни физични и химически принципи на проектиране. Така че за човека най-важна е визуалната информация, която получаваме с помощта на нашите оптико-химични сензори – очи, които са едновременно сложно оптично устройство с оригинална и точна система за насочване (адаптация и настаняване), както и като физико-химичен преобразувател на енергията на фотоните в електрически импулс на зрителните нерви. Акустичната информация пристига при нас чрез странен и фино настроен слухов механизъм, който се трансформира механична енергиявибрации на въздуха в електрически импулси на слуховия нерв. Температурните сензори, тактилни (тактилни), гравитационни (чувство за баланс), са не по-малко фино подредени. Най-древните в еволюционния план са обонятелните и вкусовите рецептори, които имат огромна селективна чувствителност по отношение на определени молекули. Цялата тази информация за състоянието на външната среда и нейните промени постъпва в централната нервна система, която изпълнява няколко роли едновременно - база данни и знания, експертна система, централен процесор, както и функциите на оперативната и дългосрочната памет. . Там също тече информация от рецептори, разположени вътре в тялото ни и предаващи информация за състоянието на биохимичните процеси, за стреса в работата на определени физиологични системи, за реалните нужди на определени групи клетки и тъкани на тялото. По-специално има сензори за налягане, съдържание на въглероден диоксид и кислород, киселинност на различни биологични течности, напрежение на отделните мускули и много други. Информацията от всички тези рецептори също се насочва към центъра. Сортирането на информацията, пристигаща от периферията, започва още на етапа на нейното приемане - в края на краищата, нервните окончания на различни рецептори достигат до централната нервна система на различни нива и съответно информацията влиза в различни части на централната нервна система. Независимо от това, всичко това може да се използва в процеса на вземане на решения.

Решението трябва да се вземе, когато ситуацията се е променила по някаква причина и изисква подходящи реакции на системно ниво. Например, човек е гладен - това се съобщава на "центъра" от сензори, които регистрират повишаване на секрецията на стомашен сок на гладно и перисталтиката на стомашно-чревния тракт, както и сензори, които регистрират намаляване на нивата на кръвната захар. В отговор перисталтиката на стомашно-чревния тракт рефлекторно се увеличава и секрецията на стомашен сок се увеличава. Стомахът е готов за ново хранене. В същото време оптичните сензори ви позволяват да виждате храна на масата и сравнението на тези изображения с модели, съхранявани в базата данни за дългосрочна памет, предполага, че има възможност за перфектно задоволяване на глада, докато се наслаждавате на външния вид и вкуса на консумирана храна. В този случай централната нервна система дава заповед на изпълнителните (ефекторни) органи да предприемат необходимите действия, които в крайна сметка ще доведат до насищане и премахване на първоначалната причина за всички тези събития. По този начин целта на системата е да елиминира причината за смущението чрез своите действия. Тази цел в този случай се постига сравнително лесно: достатъчно е да протегнете ръка до масата, да вземете лежащите там продукти и да ги изядете. Ясно е обаче, че по същата схема може да се конструира произволно сложен сценарий на действия.

Глад, любов, семейни ценности, приятелство, подслон, самоутвърждаване, жажда за нови неща и любов към красивото – този кратък списък почти изчерпва мотивите за действие. Понякога те обрасват с огромен брой входящи психологически и социални трудности, тясно преплетени помежду си, но в най-основната форма те остават същите, принуждавайки човек да извършва действия, независимо дали по времето на Апулей, Шекспир или по нашето време.

Да действаш - и какво означава това от гледна точка на системи? Това означава, че централният процесор, подчинявайки се на заложената в него програма, като взема предвид всички възможни обстоятелства, взема решение, тоест изгражда модел на необходимото бъдеще и разработва алгоритъм за постигане на това бъдеще. На базата на този алгоритъм се дават заповеди на отделни ефекторни (изпълнителни) структури и почти винаги те съдържат мускули и в процеса на изпълнение на заповедта на центъра тялото или неговите части се движат в пространството.

И след като движението е извършено, това означава, че се извършва физическа работа в земното гравитационно поле и следователно се изразходва енергия. Разбира се, работата на сензорите и процесора също изисква енергия, но енергийният поток се увеличава многократно, когато се активират мускулните контракции. Следователно системата трябва да се грижи за адекватно снабдяване с енергия, за което е необходимо да се повиши активността на кръвообращението, дишането и някои други функции, както и да се мобилизират наличните запаси от хранителни вещества.

Всяко повишаване на метаболитната активност води до нарушаване на постоянството на вътрешната среда. Това означава, че трябва да се задействат физиологичните механизми за поддържане на хомеостазата, които, между другото, също се нуждаят от значителни количества енергия за своята дейност.

Като сложно организирана система, организмът има не една, а няколко кръга на регулиране. Нервната система е може би основният, но в никакъв случай единственият регулаторен механизъм. много важна роляизвършват се ендокринни органи - жлези с вътрешна секреция, които регулират химически дейността на почти всички органи и тъкани. Освен това всяка клетка на тялото има своя собствена вътрешна система за саморегулиране.

Трябва да се подчертае, че един организъм е отворена система не само от термодинамична гледна точка, тоест обменя с околната среда не само енергия, но и материя и информация. Консумираме веществото основно под формата на кислород, храна и вода и го отделяме под формата на въглероден диоксид, изпражнения и пот. Що се отнася до информацията, всеки човек е източник на визуална (жестове, пози, движения), акустична (говор, шум от движение), тактилна (докосване) и химическа (многобройни миризми, които нашите домашни любимци отлично различават) информация.

Друга важна характеристика на системата е крайността на нейния размер. Тялото не се размазва из околната среда, а има определена форма и е компактно. Тялото е заобиколено от черупка, граница, която разделя вътрешната среда от външната. Кожата, която играе тази роля в човешкото тяло е важен елементдизайна му, тъй като именно в него са концентрирани много сензори, носещи информация за състоянието на външния свят, както и канали за отстраняване на метаболитни продукти и информационни молекули от тялото. Наличието на ясно очертани граници превръща човек в индивид, който усеща отделеността си от заобикалящия го свят, своята уникалност и оригиналност. Това е психологически ефект, базиран на анатомичната и физиологична структура на тялото.

Основните структурни и функционални блокове, които изграждат тялото

По този начин, следното може да се припише на основните структурни и функционални блокове, които изграждат тялото (всеки блок включва няколко анатомични структури с много функции):

сензори (рецептори), които носят информация за състоянието на външната и вътрешната среда;

централен процесор и блок за управление, включително нервна и хуморална регулация;

ефекторни органи (предимно мускулно-скелетната система), осигуряващи изпълнението на заповедите на "центъра";

енергиен блок, който осигурява на ефектора и всички други структурни компоненти необходимия субстрат и енергия;

хомеостатичен блок, който поддържа параметрите на вътрешната среда на нивото, необходимо за живот;

черупка, която изпълнява функциите на гранична зона, разузнаване, защита и всички видове обмен с околната среда.

..

Физиология на възрастта

раздел по физиология на човека и животните, който изучава законите на формирането и развитието на физиологичните функции на тялото по време на онтогенезата - от оплождането на яйцеклетката до края на живота. V. е. установява особеностите на функционирането на тялото, неговите системи, органи и тъкани в различните възрастови етапи. Жизненият цикъл на всички животни и хора се състои от определени етапи или периоди. По този начин развитието на бозайниците преминава през следните периоди: вътреутробно (включително фазите на ембрионално и плацентарно развитие), новородено, мляко, пубертет, зрялост и стареене.

За хората е предложена следната възрастова периодизация (Москва, 1967): 1. Новородено (от 1 до 10 дни). 2. Възраст на гърдите (от 10 дни до 1 година). 3. Детство: а) ранно (1-3 години), б) първо (4-7 години), в) второ (8-12 години момчета, 8-11 години момичета). 4. Юношество (13-16 години момчета, 12-15 години момичета). 5. Юношество (17-21 години момчета, 16-20 години момичета). 6. Зряла възраст: 1-ва менструация (22-35 г. мъже, 21-35 г. жени); 2-ри период (36-60 години мъже, 36-55 години жени). 7. Възрастна възраст (61-74 години за мъжете, 56-74 години за жените). 8. Старческа възраст (75-90 години). 9. Дълголетни (90 и повече години).

Значението на изучаването на физиологичните процеси в онтогенетичен план е посочено от I.M.Sechenov (1878). Първите данни за особеностите на функционирането на нервната система в ранните етапи на онтогенезата са получени в лабораториите на I.R.Tarhanov (1879) и V.M.Bekhterev (1886). Изследване на V. f. са извършени и в други страни. Немският физиолог В. Прейер (1885) изследва кръвообращението, дишането и други функции на развиващите се бозайници, птици и земноводни; Чешкият биолог Е. Бабак изучава онтогенезата на земноводните (1909). Публикуването на книгата на Н. П. Гюндобин „Особености на детството“ (1906 г.) поставя началото на системно изследване на морфологията и физиологията на развиващия се човешки организъм. Работи върху V. f. придобива широк обхват от втората четвърт на 20 век, главно в СССР. Разкрити са структурните и функционални особености на свързаното с възрастта развитие на отделните органи и техните системи: висша нервна дейност (Л. А. Орбели, Н. И. Красногорски, А. Г. Иванов-Смоленски, А. А. Волохов, Н. И. Касаткин, М. М. Колцова, А. Н. Кабанов) , мозъчната кора, подкоровите образувания и техните взаимоотношения (П. К. Анохин, И. А. Аршавски, Е. Ш. Айрапетянц, А. А. Маркосян, А. А. Волохов и други), мускулно-скелетната система (V.G.Shtefko, V.S.Farfel, L.K.Semenova), на сърдечно-съдовата системаи дишане (F. I. Valker, V. I. Puzik, N. V. Lauer, I. A. Arshavsky, V. V. Frolkis), кръвни системи (A. F. Tur, A. A. Markosyan). Успешно се развиват проблемите на неврофизиологията и ендокринологията, свързани с възрастта, свързаните с възрастта промени в метаболизма и енергията, клетъчните и субклетъчните процеси, както и ускорението (виж Ускоряване) - ускоряване на развитието на човешкото тяло.

Формирани са понятията за онтогенезата и стареенето: А. А. Богомолец - за ролята на физиологичната система на съединителната тъкан; A.V. Nagorny - за стойността на интензивността на самообновяване на протеина (крива на разпадане); PK Anokhina - за системния генезис, тоест съзряването в онтогенезата на определени функционални системи, които осигуряват една или друга адаптивна реакция; IA Arshavsky - за значението на двигателната активност за развитието на тялото (енергийното правило на скелетните мускули); А. А. Маркосян - за надеждността на биологичната система, която осигурява развитието и съществуването на организма при променящи се условия на околната среда.

В проучвания върху V. f. те използват методите, използвани във физиологията, както и сравнителния метод, тоест сравняване на функционирането на определени системи в различни възрасти, включително възрастни и старчески. V. е. тясно свързани със сродни науки – морфология, биохимия, биофизика, антропология. Тя е научна и теоретична основа на такива клонове на медицината като педиатрия, хигиена на деца и юноши, геронтология, гериатрия, както и педагогика, психология, физическо възпитание и др. Ето защо VF се развива активно в системата от институции, свързани с опазването на здравето на децата, които се организират в СССР от 1918 г., и в системата от физиологични институти и лаборатории на Академията на науките на СССР, Академията на педагогическите науки на СССР, Академията на медицинските науки на СССР и др. въведен като задължителен предмет във всички факултети институти за обучение на учители... При координацията на изследванията върху V. f. важна роля играят конференциите по възрастова морфология, физиология и биохимия, свиквани от Института по възрастова физиология на Академията на педагогическите науки на СССР. 9-та конференция (Москва, април 1969 г.) събра работата на 247 научни и образователни институции на Съветския съюз.

осветено .:Касаткин Н.И., Ран условни рефлексив онтогенезата на човека, М., 1948; Красногорский Н. И., Трудове за изследване на висшата нервна дейност на човека и животните, т. 1, М., 1954; Пархон К.И., Възрастова биология, Букурещ, 1959 г.; Peiper A., ​​Характеристики на дейността на мозъка на детето, прев. от него, Л., 1962; Нагорни А. В., Буланкин И. Н., Никитин В. Н., Проблемът за стареенето и дълголетието, М., 1963; Очерци по физиологията на плода и новороденото, изд. В. И. Бодяжина, М., 1966; Аршавски И. А., Есета по възрастова физиология, М., 1967; Колцова М.М., Генерализацията като функция на мозъка, Л., 1967; Чеботарев Д.Ф., Фролкис В.В., Сърдечно-съдова система при стареене, Л., 1967; Волохов А. А., Есета по физиологията на нервната система в ранната онтогенеза, Л., 1968; Онтогенеза на кръвосъсирващата система, изд. А. А. Маркосян, Л., 1968; Farber DA, Функционално съзряване на мозъка в ранна онтогенеза, М., 1969; Основи на морфологията и физиологията на организма на децата и юношите, изд. А. А. Маркосян, М., 1969.

А. А. Маркосян.

Голям съветска енциклопедия... - М .: Съветска енциклопедия. 1969-1978 .

Вижте какво е "Физиология на възрастта" в други речници:

Физиология на възрастта- наука, която изучава характеристиките на жизнената дейност на организма на различни етапи от онтогенезата. Задачите на VF: изследване на особеностите на функционирането на различни органи, системи и организма като цяло; идентифициране на екзогенни и ендогенни фактори, които определят ... ... Педагогически терминологичен речник

ВЪЗРАСТНА ФИЗИОЛОГИЯ- раздел от физиологията, който изучава моделите на формиране и свързаните с възрастта промени във функциите на интегралния организъм, неговите органи и системи в процеса на онтогенезата (от оплождането на яйцеклетката до прекратяването на индивидуалното съществуване). Кръговат на живота… …

- (от гръцки phýsis - природа и ... Logia) на животните и хората, науката за жизнената дейност на организмите, техните отделни системи, органи и тъкани и регулирането на физиологичните функции. F. също изучава моделите на взаимодействие на живите организми с ...

ФИЗИОЛОГИЯ НА ЖИВОТНИТЕ- (от гръцки phýsis - природа и lógos - учение), наука, която изучава жизнените процеси на органите, системите от органи и целия организъм във връзката му с околната среда. Ф. е. разделени на общи, частни (специални), ... ... Ветеринарен енциклопедичен речник

Физиология- (physiologia, от гръцки physis природа + logos учение, наука, дума) е биологична наука, която изучава функциите на един интегрален организъм, неговите съставни части, произход, механизми и закони на живота, отношения с околната среда; разграничи F...... Речник на термини по физиологията на селскостопанските животни

Раздел F., изучаващ възрастовите характеристики на живота, моделите на формиране и изчезване на функциите на тялото ... Изчерпателен медицински речник

ВЪЗРАСТНА ФИЗИОЛОГИЯ- раздел от физиологията, който изучава законите на функционирането на тялото в различни възрастови периоди (в онтогенезата) ... Психомоторика: речник-справочник

Животни, раздел от физиологията (виж Физиология) на животните, който изучава чрез сравняване на характеристиките на физиологичните функции в различни представители на животинския свят. Заедно с възрастовата физиология (виж възрастовата физиология) и екологичната ... ... Голяма съветска енциклопедия

I Медицина Медицинска система научно познаниеи практически дейности, чиито цели са укрепване и поддържане на здравето, удължаване живота на хората, превенция и лечение на човешки заболявания. За да изпълни тези задачи, М. изучава структурата и ... ... Медицинска енциклопедия

АХАТОМО-ФИЗИОЛОГИЧНА ХАРАКТЕРИСТИКА НА ДЕЦАТА- възрастови особености на структурата, функциите на децата. организъм, тяхното преобразуване в процеса на индивидуалното развитие. Познаване и счетоводство на A. f. О. са необходими за правилната настройка на обучението и възпитанието на деца от различни възрасти. Възрастта на децата е условно ... ... Руска педагогическа енциклопедия

Текуща страница: 1 (книгата има общо 12 страници) [достъпен пасаж за четене: 8 страници]

Юрий Савченков, Олга Солдатова, Сергей Шилов
Възрастова физиология (физиологични особености на децата и юношите). Учебник за университети

Рецензенти:

Ковалевски В.А. , доктор на медицинските науки, професор, ръководител на катедрата по детска психология, щат Красноярск педагогически университеттях. В. П. Астафиева,

Манчук В.Т. , д-р, д-р, чл.-кор РАМН, професор в катедрата по поликлинична педиатрия, КрасСМУ, директор на Научноизследователския институт по медицински проблеми на Севера на Сибирския клон на РАМН

© LLC "Хуманитарен издателски център ВЛАДОС", 2013

Въведение

Детското тяло е изключително сложна и в същото време много уязвима социално-биологична система. Именно в детството се полагат основите на здравето на бъдещия възрастен. Адекватна оценка на физическото развитие на детето е възможна само при отчитане на характеристиките на съответния възрастов период, сравнявайки показателите за жизнената активност на детето със стандартите на неговата възрастова група.

Възрастовата физиология изучава функционалните характеристики на индивидуалното развитие на организма през целия му живот. Въз основа на данните на тази наука се разработват методи на обучение, възпитание и опазване здравето на децата. Ако методите на възпитание и преподаване не съвпадат с възможностите на организма на нито един етап от развитието, препоръките могат да бъдат неефективни, да предизвикат негативно отношение на детето към ученето и дори да провокират различни заболявания.

С растенето и развитието на детето почти всички физиологични параметри претърпяват значителни промени: променят се кръвните показатели, дейността на сърдечно-съдовата система, дишането, храносмилането и пр. Познаването на различните физиологични параметри, характерни за всеки възрастов период, е необходимо, за да се оцени развитието на здраво дете.

В предложената публикация характеристиките на възрастовата динамика на основните физиологични параметри на здрави деца от всички възрастови групи са обобщени и класифицирани по системи.

Ръководството по физиология на развитието е допълнителен учебен материал за физиологичните характеристики на деца от различни възрасти, необходим за усвояване от студенти, които учат в педагогически висши и средни специализирани учебни заведения и вече са запознати с общия курс на човешката физиология и анатомия.

Във всеки раздел на книгата е дадено кратко описание на основните направления на онтогенезата на показателите на конкретна физиологична система. В тази версия на ръководството разделите „Възрастови характеристики на висшата нервна дейност и психични функции“, „Възрастови характеристики на ендокринните функции“, „Възрастови характеристики на терморегулацията и метаболизма“ са значително разширени.

Тази книга съдържа описания на множество физиологични и биохимични параметри и ще бъде полезна при практическа работане само бъдещи учители, дефектолози, детски психолози, но и бъдещи педиатри, както и вече работещи млади специалисти и гимназисти, които искат да попълнят знанията си за физиологичните особености на тялото на детето.

Глава 1
Възрастова периодизация

Закономерности на растежа и развитието на тялото на детето. Възрастови периоди на развитие на детето

Детето не е възрастен в миниатюра, а организъм, относително съвършен за всяка възраст, със свои морфологични и функционални характеристики, за които динамиката на протичането им от раждането до пубертета е естествена.

Детското тяло е изключително сложна и в същото време много уязвима социално-биологична система. Именно в детството се полагат основите на здравето на бъдещия възрастен. Адекватната оценка на физическото развитие на детето е възможна само при отчитане на характеристиките на съответния възрастов период, като се сравняват показателите за жизнена активност на конкретно дете със стандартите на неговата възрастова група.

Растежът и развитието често се използват като идентични понятия. Междувременно тяхната биологична природа (механизъм и последствия) е различна.

Развитието е процес на количествени и качествени промени в човешкото тяло, придружени от повишаване на нивото на неговата сложност. Развитието включва три основни взаимосвързани фактора: растеж, диференциация на органи и тъкани и морфогенеза.

Растежът е количествен процес, характеризиращ се с увеличаване на телесното тегло поради промени в броя на клетките и техния размер.

Диференциацията е появата на специализирани структури с ново качество от нискоспециализирани прогениторни клетки. Например, нервна клетка, която е част от невралната тръба на ембрион (ембрион), може потенциално да изпълнява всяка нервна функция. Ако неврон, който мигрира към зрителната област на мозъка, бъде трансплантиран в зоната, отговорна за слуха, той се превръща в слухов, а не в зрителен неврон.

Формирането е придобиването от организма на присъщите му форми. Например, ушната мида придобива форма на възрастен до 12-годишна възраст.

В случаите, когато интензивни процеси на растеж протичат едновременно в много различни тъкани на тялото, се отбелязват така наречените скокове на растеж. Това се проявява в рязко увеличаване на надлъжните размери на тялото поради увеличаване на дължината на тялото и крайниците. В постнаталния период на човешката онтогенеза такива "скокове" са най-силно изразени:

през първата година от живота, когато има 1,5-кратно увеличение на дължината и три-четирикратно увеличение на телесното тегло;

на възраст 5-6 години, когато, главно поради растежа на крайниците, детето достига около 70% от дължината на тялото на възрастен;

13–15 години - пубертетен ръст на растеж поради увеличаване на дължината на тялото и крайниците.

Развитието на организма от момента на раждане до зрялост се случва в постоянно променяща се среда. Следователно развитието на организма е адаптивно, или адаптивно, по природа.

За да се осигури адаптивен резултат, различни функционални системи узряват едновременно и неравномерно, като се включват и заменят една друга в различни периоди на онтогенеза. Това е същността на един от определящите принципи на индивидуалното развитие на организма - принципът на хетерохронността, или неедновременното съзряване на органи и системи и дори части от един и същи орган.

Времето на съзряване на различните органи и системи зависи от тяхното значение за живота на организма. Колкото по-бърз е растежът и развитието на онези органи и функционални системи, които са най-важни за този етапразвитие. Чрез комбиниране на отделни елементи на един или друг орган с най-рано зреещите елементи на друг орган, участващ в изпълнението на същата функция, се осъществява минималното осигуряване на жизненоважни функции, достатъчно за определен етап от развитието. Например, за да се осигури прием на храна до момента на раждането, орбикуларният мускул на устата е първият, който узрява от лицевите мускули; от шийните - мускулите, отговорни за завъртането на главата; от рецепторите на езика - рецептори, разположени в корена му. В същото време узряват механизмите, които са отговорни за координацията на дихателните и гълтателните движения и гарантират, че млякото не навлиза в дихателните пътища. Така се осигуряват необходимите действия, свързани с храненето на новороденото: захващане и задържане на зърното, смукателни движения, насочване на храната по съответните пътеки. Вкусовите усещания се предават чрез рецепторите на езика.

Адаптивният характер на хетерохронното развитие на телесните системи отразява друг от общите принципи на развитие - надеждността на функционирането на биологичните системи. Надеждността на биологичната система се разбира като такова ниво на организация и регулиране на процесите, което е в състояние да осигури жизнената дейност на организма в екстремни условия. Тя се основава на такива свойства на живата система като излишък на елементи, тяхното дублиране и взаимозаменяемост, скорост на връщане към относително постоянство и динамика на отделните връзки на системата. Пример за излишък на елементи може да бъде фактът, че по време на периода на вътрематочно развитие в яйчниците се полагат от 4000 до 200 000 първични фоликула, от които впоследствие се образуват яйца, а през целия репродуктивен период узряват само 500-600 фоликула. .

Механизмите за осигуряване на биологична надеждност се променят значително по време на онтогенезата. В ранните етапи на постнаталния живот надеждността се осигурява от генетично програмирана комбинация от връзки на функционални системи. В хода на развитието, с узряването на мозъчната кора, която осигурява най-високо ниво на регулация и контрол на функциите, пластичността на връзките се увеличава. Поради това има селективно формиране на функционални системи в съответствие с конкретна ситуация.

Друг важна характеристикаиндивидуалното развитие на детския организъм е наличието на периоди на висока чувствителност на отделните органи и системи към въздействието на факторите на околната среда - чувствителни периоди. Това са периоди, когато системата се развива бързо и се нуждае от приток на адекватна информация. Например, квантите на светлината са адекватна информация за зрителната система, а звуковите вълни за слуховата система. Липсата или недостигът на такава информация води до негативни последици, до липсата на формиране на определена функция.

Трябва да се отбележи, че онтогенетичното развитие съчетава периоди на еволюционно или постепенно морфофункционално съзряване и периоди на революционни, критични скокове в развитието, свързани както с вътрешни (биологични), така и с външни (социални) фактори. Това са така наречените критични периоди. Несъответствието на влиянията на околната среда с характеристиките и функционалните възможности на организма на тези етапи на развитие може да има пагубни последици.

Първият критичен период се счита за етап на ранно постнатално развитие (до 3 години), когато настъпва най-интензивното морфофункционално съзряване. В процеса на по-нататъшно развитие възникват критични периоди в резултат на рязка промяна на социалните и екологичните фактори и тяхното взаимодействие с процесите на морфологично и функционално съзряване. Тези периоди са:

възрастта на началото на образованието (6-8 години), когато качественото преструктуриране на морфофункционалната организация на мозъка пада върху периода на рязка промяна в социалните условия;

началото на пубертета - пубертет (при момичета - 11-12 години, при момчета -13-14 години), който се характеризира с рязко повишаване на активността на централната връзка на ендокринната система - хипоталамуса. В резултат на това се наблюдава значително намаляване на ефективността на кортикалната регулация, която определя доброволната регулация и саморегулацията. Междувременно в този момент социалните изисквания към тийнейджъра се увеличават, което понякога води до несъответствие между изискванията и функционалните възможности на организма, което може да доведе до нарушаване на физическото и психическото здраве на детето.

Възрастова периодизация на онтогенезата на растящ организъм... Има два основни периода на онтогенезата: антенатален и постнатален. Антенаталният период е представен от ембрионалния период (от зачеването до осмата седмица от пренаталния период) и феталния период (от деветата до четиридесетата седмица). Бременността обикновено продължава 38-42 седмици. Следродилният период обхваща периода от раждането до естествената смърт на човек. Според възрастовата периодизация, приета на специален симпозиум през 1965 г., в постнаталното развитие на детския организъм се разграничават следните периоди:

новородено (1-30 дни);

гърди (30 дни - 1 година);

ранно детство (1-3 години);

първо детство (4-7 години);

второ детство (8–12 години – момчета, 8–11 години – момичета);

тийнейджъри (13-16 години - момчета, 12-15 години - момичета);

младежки (17–21 години момчета, 16–20 години момичета).

Като се имат предвид въпросите за възрастовата периодизация, трябва да се има предвид, че границите на етапите на развитие са много условни. Всички свързани с възрастта структурни и функционални промени в човешкото тяло възникват под влияние на наследствеността и условията на околната среда, тоест зависят от специфични етнически, климатични, социални и други фактори.

Наследствеността определя потенциала за физически и умствено развитиеиндивидът. Така например ниският ръст на африканските пигмеи (125–150 см) и ръстът на представителите на племето Watussi са свързани с особеностите на генотипа. Във всяка група обаче има индивиди, при които този показател може да се различава значително от средната възрастова норма. Отклонения могат да възникнат поради излагане на тялото различни факторивъншна среда, като хранене, емоционални и социално-икономически фактори, положение на детето в семейството, взаимоотношения с родители и връстници, ниво на култура на обществото. Тези фактори могат да попречат на растежа и развитието на детето или, обратно, да ги стимулират. Следователно показателите за растеж и развитие на деца от една и съща календарна възраст могат да се различават значително. Общоприето е да се формират групи от деца в предучилищни институциии класове в масови училищапо календарна възраст. В тази връзка възпитателят и учителят трябва да вземат предвид индивидуалните психофизиологични особености на развитието.

Забавянето на растежа и развитието, наречено изоставане, или напреднало развитие - ускорение - показва необходимостта от определяне на биологичната възраст на детето. Биологичната възраст, или възрастта на развитие, отразява растежа, развитието, съзряването, стареенето на организма и се определя от съвкупността от структурни, функционални и адаптивни характеристики на организма.

Биологичната възраст се определя от редица показатели за морфологична и физиологична зрялост:

според пропорциите на тялото (съотношението на дължината на тялото и крайниците);

степента на развитие на вторичните полови белези;

скелетна зрялост (редът и времето на осификация на скелета);

зъбна зрялост (време на изригване на мляко и молари);

скорост на метаболизма;

особености на сърдечно-съдовата, дихателната, невроендокринната и други системи.

При определяне на биологичната възраст се взема предвид и нивото на психическо развитие на индивида. Всички показатели се сравняват със стандартни показатели, специфични за дадена възраст, пол и етническа група. В същото време за всеки възрастов период е важно да се вземат предвид най-информативните показатели. Например в пубертета - невроендокринни промени и развитие на вторични полови белези.

За да се опрости и стандартизира средната възраст на организирана група деца, обичайно е възрастта на детето да се счита за 1 месец, ако календарната му възраст е в диапазона от 16 дни до 1 месец 15 дни; равно на 2 месеца - ако възрастта му е от 1 месец 16 дни до 2 месеца 15 дни и т.н. След първата година от живота и до 3 години: дете на възраст от 1 година 3 месеца до 1 година 8 месеца е отнасят се за 1,5 години и 29 дни, за вторите години - от 1 година 9 месеца до 2 години 2 месеца 29 дни и т.н. След 3 години на годишни интервали: 4 години включват деца на възраст 3 години 6 месеца до 4 години 5 месеца 29 дни и др.

Глава 2
Възбудими тъкани

Свързани с възрастта промени в структурата на неврон, нервно влакно и нервно-мускулен синапс

Различни видове нервни клеткив онтогенезата те узряват хетерохронно. Най-ранните, още в ембрионалния период, узряват големи аферентни и еферентни неврони. Малките клетки (интерневрони) узряват постепенно по време на постнаталната онтогенеза под въздействието на фактори на околната среда.

Отделни части на неврона също не узряват едновременно. Дендритите растат много по-късно от аксона. Тяхното развитие настъпва едва след раждането на дете и до голяма степен зависи от притока на външна информация. Броят на дендритните клони и броят на бодлите нараства пропорционално на броя на функционалните връзки. Невроните на кората на главния мозък имат най-разширената мрежа от дендрити с голям брой шипове.

Миелинизацията на аксоните започва през периода на вътрематочно развитие и протича в следния ред. На първо място, периферните влакна са покрити с миелинова обвивка, след това влакната на гръбначния мозък, мозъчния ствол (продълговатия и средния мозък), малкия мозък и накрая - влакната на мозъчната кора. В гръбначния мозък двигателните влакна се миелинизират по-рано (до 3-6 месеца от живота), отколкото чувствителните (с 1,5-2 години). Миелинизацията на мозъчните влакна протича в различна последователност. Тук сетивните влакна и сетивните зони се миелинизират по-рано от другите, докато двигателните само 6 месеца след раждането или дори по-късно. По принцип миелинизацията завършва до 3 години, въпреки че растежът на миелиновата обвивка продължава до около 9-10 години.

Промените, свързани с възрастта, засягат и синаптичния апарат. С възрастта интензивността на образуването на медиатори в синапсите се увеличава и броят на рецепторите на постсинаптичната мембрана, които реагират на тези медиатори, се увеличава. Съответно с напредването на развитието скоростта на импулсното провеждане през синапсите се увеличава. Притокът на външна информация определя броя на синапсите. На първо място се образуват синапси на гръбначния мозък, а след това и други части на нервната система. Нещо повече, първо узряват възбуждащите синапси, а след това инхибиторните. Именно с узряването на инхибиторните синапси се свързва усложняването на процесите на обработка на информация.

Глава 3
Физиология на централната нервна система

Анатомични и физиологични особености на съзряването на гръбначния и главния мозък

Гръбначният мозък запълва кухината на гръбначния канал и има съответна сегментна структура. В центъра на гръбначния мозък има сиво вещество (колекция от тела на нервни клетки), заобиколено от бяло вещество (колекция от нервни влакна). Гръбначният мозък осигурява двигателни реакции на тялото и крайниците, някои автономни рефлекси (съдов тонус, уриниране и др.) и проводна функция, тъй като през него преминават всички чувствителни (възходящи) и двигателни (спускащи се) пътища, по които се установява връзка между различни частиЦентрална нервна система.

Гръбначният мозък се развива по-рано от мозъка. В ранните етапи на развитието на плода гръбначният мозък запълва цялата кухина на гръбначния канал, след което започва да изостава в растежа и до момента на раждането завършва на нивото на третия лумбален прешлен.

До края на първата година от живота гръбначният мозък заема същата позиция в гръбначния канал като при възрастните (на нивото на първия лумбален прешлен). Освен това сегментите на гръдния гръбначен мозък растат по-бързо от сегментите на лумбалната и сакралната област. Дебелината на гръбначния мозък нараства бавно. Най-интензивното увеличаване на масата на гръбначния мозък настъпва на 3-годишна възраст (4 пъти), а до 20-годишна възраст масата му става като при възрастен (8 пъти повече, отколкото при новородено). Миелинизацията на нервните влакна на гръбначния мозък започва с двигателните нерви.

До момента на раждането продълговатият мозък и мостът вече са оформени. Въпреки че съзряването на ядрата на продълговатия мозък продължава до 7 години. Разположението на моста също се различава от възрастните. При новородените мостът е малко по-висок, отколкото при възрастните. Тази разлика изчезва до 5-годишна възраст.

Малкият мозък при новородените все още е недоразвит. Повишен растеж и развитие на малкия мозък се наблюдава през първата година от живота и по време на пубертета. Миелинизацията на влакната му завършва на около 6-месечна възраст. Пълното формиране на клетъчните структури на малкия мозък се извършва до 7-8-годишна възраст, а до 15-16-годишна възраст размерът му съответства на нивото на възрастен.

Формата и структурата на средния мозък при новородено е почти същата като при възрастен. Постнаталният период на съзряване на структурите на средния мозък е придружен главно от пигментация на червеното ядро ​​и черната субстанция. Пигментацията на невроните в червеното ядро ​​започва на 2-годишна възраст и завършва до 4-годишна възраст. Пигментацията на невроните на substantia nigra започва от шестия месец от живота и достига максимум до 16-годишна възраст.

Диенцефалонът включва две критични структури: таламусът или зрителният туберкул, и хипоталамусната област - хипоталамуса. Морфологичната диференциация на тези структури настъпва през третия месец от вътрематочното развитие.

Таламусът е многоядрено образувание, свързано с мозъчната кора. Чрез нейните ядра зрителната, слуховата и соматосензорната информация се предава към съответните асоциативни и сензорни зони на кората на главния мозък. Ядрата на ретикуларната формация на диенцефалона активират невроните на кората, които възприемат тази информация. Към момента на раждането повечето от неговите ядра са добре развити. Повишеният растеж на таламуса става на четиригодишна възраст. Размерът на възрастен таламус достига 13 години.

Хипоталамусът, въпреки малкия си размер, съдържа десетки силно диференцирани ядра и регулира повечето автономни функции, като поддържане на телесната температура, воден баланс... Хипоталамусните ядра участват в много сложни поведенчески реакции: сексуално желание, глад, ситост, жажда, страх и ярост. Освен това чрез хипофизната жлеза хипоталамусът контролира работата на жлезите с вътрешна секреция, а веществата, образувани в невросекреторните клетки на самия хипоталамус, участват в регулирането на цикъла сън-будност. Ядрата на хипоталамуса узряват главно за 2-3 години, въпреки че диференциацията на клетките в някои от неговите структури продължава до 15-17 години.

Най-интензивната миелинизация на влакната, увеличаването на дебелината на мозъчната кора и нейните слоеве настъпва през първата година от живота, като постепенно се забавя и спира с 3 години в проекционните области и със 7 години в асоциативните области. Първо, долните слоеве на кората узряват, след това горните. До края на първата година от живота ансамблите от неврони или колони се разграничават като структурна единица на мозъчната кора, чието усложнение продължава до 18-годишна възраст. Най-интензивната диференциация на кортикалните интерневрони настъпва на възраст от 3 до 6 години, достигайки максимум до 14-годишна възраст. Кората на главния мозък достига пълно структурно и функционално съзряване за около 20 години.

В разработка съвременната наукаясно са изразени две основни тенденции. От една страна, има специализация на конкретна наука, нейното задълбочаване в присъщата й сфера. От друга страна, съществува тясна връзка между различните клонове на знанието, непрекъснато се осъществява интегрирането на научното познание. Тези тенденции ясно се проявяват в биологичните науки, сред които възрастовата физиология заема важно място. Съществуват редица основни интеграционни връзки на физиологията на развитието в системата на съвременната наука.

Физиологията на възрастта е свързана с редица сродни науки и нейните успехи отразяват постиженията на анатомията (науката за структурата на човешкото тяло), хистологията (науката, която изучава структурата и функцията на тъканите), цитологията (науката, която изучава структурата, химичен съставпроцеси на живот и размножаване на клетките), ембриология (наука, която изучава законите на развитието на клетките, тъканите и органите на ембриона), биохимия (наука, която изучава химичните закони на физиологичните процеси) и др. Тя широко използва техните методи и постижения в изучаването на функциите на тялото. Физиологията на възрастта разчита на данни от науките, които изучават структурата на тялото, тъй като структурата и функцията са тясно свързани. Невъзможно е дълбоко разбиране на функциите, без да се познават структурата на организма, неговите органи, тъкани и клетки, както и онези структурни и хистохимични промени, които възникват по време на тяхната дейност. С развитието на науката и технологиите се разработват и усъвършенстват методи, които се използват за физиологични изследвания. Без познаване на генетиката (науката за законите на наследствеността и променливостта на организмите) е невъзможно да се разберат законите на еволюционното и индивидуалното развитие на човешкото тяло). Общите закони, а именно законите на наследствеността, също важат за човешкото тяло... Тяхното изследване е необходимо за идентифициране на специфичните особености на функционирането на организма на различни етапи от онтогенезата. Между физиологията и медицината отдавна съществуват многостранни и многобройни връзки. Според I.P. Павлова "Физиологията и медицината са неразделни." Въз основа на натрупаните знания за физиологичните механизми и техните особености на протичането в онтогенезата лекарят открива техните отклонения от нормата, установява естеството и степента на тези нарушения, определя начините за оздравяване на болния организъм. За целите на клиничната диагностика широко се използват физиологични методи за изследване на човешкото тяло.

Познанието на физиологичните явления се основава на разбирането на законите на химията и физиката, тъй като цялата жизнена дейност се определя от преобразуването на веществата и енергията, тоест от химични и физични процеси. Възрастовата физиология, опирайки се на общите закони на химията и физиката, им придава нови качествени характеристики и ги издига до повече високо ниво, което е присъщо на живите организми.

Плодотворни и обещаващи връзки с математиката - най-схематизираната от всички науки, която значително промени физиката, химията, генетиката и други клонове на научното познание. Значението на математическите принципи за обработка на резултатите от физиологичните експерименти и установяване на тяхната научна достоверност е добре известно. Такива са например методите на вариационната статистика в процеса на сравнително изследване на вълновите електрически явления в мозъка и други физиологични процеси в тялото.

Във физиологията се въвеждат методи на холографията - получаване на триизмерен образ на ефективен обект, базиран на математическата суперпозиция на вълнообразни процеси, свързани с него. Холографските методи позволяват да се замени плоския двуизмерен образ с триизмерен и по този начин да се разкрият фините механизми на сетивната система – от нейното рецептивно поле до крайните нервни проекции в кората на главния мозък.

Физиологията има общи задачи с техническите науки, а именно: разкрива обещаващи методически възможности в изследването на физиологичните явления. По този път голямо развитие постигна сродно направление – електрофизиологията, която изучава електрическите явления на живия организъм. Съвременната физиология включва нови поколения електронни усилватели, микроелектронни технологии, телеметрия, компютърно оборудване и др.

Взаимодействието на възрастовата физиология с кибернетиката, науката за основни принципиконтрол и комуникация в машини, механизми и живи организми. Разновидност на кибернетиката е физиологичната кибернетика, която изучава общите закони на възприемане, преобразуване и кодиране на информацията и използването й с цел контролиране на физиологичните процеси и саморегулация на живите системи.

Различни връзки на физиологията на развитието с педагогиката. Няма съмнение, че разбирането на физиологичните закономерности на растеж и развитие на децата, като се вземат предвид особеностите на функционирането на организма в различните възрастови групи, се основава на естествено-научната основа на обучението на учителя и цялата система. училищно образование... И така, учителят трябва да познава особеностите на структурата и живота на тялото на детето. С проблемите на възрастовата физиология се преплитат множество въпроси за физиологично-хигиенно подпомагане на учебния процес в училище, формирането на личността на ученика, неговото закаляване, превенцията на заболяванията, които изучава училищната хигиена.

Специално място заема връзката между физиологията на развитието и философията. Подобно на други клонове на естествените науки, физиологията на развитието е една от естествените основи на философското познание. Естествено е, че много концепции и теоретични обобщения, формирани в рамките на физиологията на развитието, надхвърлят нейните граници и получават общонаучно, философско значение. Такъв общотеоретичен смисъл има например идеята за растежа и развитието на организма, неговата цялост и системно функциониране, адаптация към променящите се условия на околната среда и неврофизиологичните механизми на сложни форми на поведение и психика.

Училищната хигиена като наука се развива на базата на възрастовата физиология и анатомия. Като област на науката, тя също така широко използва методите и данните от сродни дисциплини: възрастова физиология, бактериология, токсикология, биохимия, биофизика и други. Той използва широко общите биологични закони на развитието. Училищната хигиена е тясно свързана с всички медицински дисциплини, както и с техническите и образователните науки. Правилното регулиране на дейността на децата и юношите е невъзможно без разбиране на основните принципи на педагогиката и психологията. Училищната хигиена е тясно свързана с биологията, отчитат се физиологичните данни и в същото време се разширяват разбиранията за особеностите на реакцията на организма при деца и юноши към натоварване и влиянието на околната среда.