Безруких М.М., Сонькин В.Д., Фарбер Д.А. Возрастная физиология (физиология развития ребенка)

Подождите немного. Документ загружается.

образному поиску информации, формированию планов и про-

грамм деятельности.

Закономерности онтогенетического развития.

Понятие возрастной нормы

Важнейшее значение для понимания того, как формируются и

организуются функциональные системы в процессе индивидуаль-

ного развития, имеет сформулированный А. Н. Северцовым прин-

цип гетерохронии развития органов и систем, детально разрабо-

танный П. К.Анохиным в теории системогенеза. Эта теория бази-

руется на экспериментальных исследованиях раннего онтогенеза,

выявивших постепенное и неравномерное созревание отдельных

элементов каждой структуры или органа, которые консолидиру-

ются с элементами других органов, задействованных в реализа-

ции данной функции, и, интегрируясь в единую функциональ-

ную систему, осуществляют принцип «минимального обеспече-

ния» целостной функции. Разные функциональные системы в

зависимости от их значимости в обеспечении жизненно важных

функций созревают в разные сроки постнатальной жизни — это

гетерохрония развития. Она обеспечивает высокую приспособляе-

мость организма на каждом этапе онтогенеза, отражая надежность

функционирования биологических систем. Надежность функцио-

нирования биологических систем, согласно концепции А. А. Мар-

косяна, является одним из общих принципов индивидуального

развития. Она базируется на таких свойствах живой системы, как

избыточность ее элементов, их дублирование и взаимозаменяе-

мость, быстрота возврата к относительному постоянству и дина-

мичность отдельных звеньев системы. Исследования показали (Фар-

бер), что в ходе онтогенеза надежность биологических систем про-

ходит определенные этапы становления и формирования. И если

на ранних этапах постнатальной жизни она обеспечивается жест-

ким, генетически детерминированным взаимодействием отдель-

ных элементов функциональной системы, обеспечивающим осу-

ществление элементарных реакций на внешние стимулы, и необ-

ходимых жизненно важных функций (например, сосание), то в

ходе развития все большее значение приобретают пластичные свя-

зи, создающие условия для динамичной избирательной организа-

ции компонентов системы. На примере формирования системы

восприятия информации установлена общая закономерность обес-

печения надежности адаптивного функционирования системы.

Выделены три функционально различных этапа ее организации:

1-й этап (период новорожденности) — функционирование наи-

более рано созревающего блока системы, обеспечивающего воз-

можность реагирования по принципу «стимул— реакция»; 2-й этап

(первые годы жизни) — генерализованное однотипное вовлече-

ние элементов более высокого уровня системы, надежность сис-

темы обеспечивается дублированием ее элементов; 3-й этап (на-

блюдается с предшкольного возраста) — иерархически организо-

ванная многоуровневая система регулирования обеспечивает

возможность специализированного вовлечения элементов разно-

го уровня в обработку информации и организацию деятельности.

В ходе онтогенеза по мере совершенствования центральных ме-

ханизмов регуляции и контроля возрастает пластичность дина-

мического взаимодействия элементов системы; избирательные

функциональные констелляции формируются в соответствии с

конкретной ситуацией и поставленной задачей (Фарбер, Дубро-

винская). Это обусловливает совершенствование адаптивных ре-

акций развивающегося организма в процессе усложнения его кон-

тактов с внешней средой и приспособительный характер функ-

ционирования на каждом этапе онтогенеза.

Из изложенного выше видно, что отдельные этапы развития

характеризуются как особенностями морфофункциональной зре-

лости отдельных органов и систем, так и различием механизмов,

определяющих специфику взаимодействия организма и внешней

среды.

Необходимость конкретной характеристики отдельных этапов

развития, учитывающей оба эти фактора, ставит вопрос о том,

что рассматривать в качестве возрастной нормы для каждого из

этапов.

В течение длительного времени возрастная норма рассматрива-

лась как совокупность среднестатистических параметров, харак-

теризующих морфофункциональные особенности организма. Та-

кое представление о норме уходит своими корнями в те времена,

когда практические потребности определяли необходимость выде-

лить некоторые средние стандарты, позволяющие выявить откло-

нения развития. Несомненно, что на определенном этапе развития

биологии и медицины подобный подход сыграл прогрессивную

роль, позволив определить среднестатистические параметры мор-

фофункциональных особенностей развивающегося организма; да

и в настоящее время он позволяет решать ряд практических задач

(например, при исчислении стандартов физического развития,

нормировании воздействия факторов внешней среды и т.п.). Од-

нако такое представление о возрастной норме, абсолютизирую-

щее количественную оценку морфофункциональной зрелости

организма на разных этапах онтогенеза, не отражает сущности

возрастных преобразований, определяющих адаптивную направ-

ленность развития организма и его взаимоотношений с внешней

средой. Совершенно очевидно, что если качественная специфи-

ка функционирования физиологических систем на отдельных

этапах развития остается неучтенной, то понятие возрастной нор-

мы теряет свое содержание, оно перестает отражать реальные

функциональные возможности организма в определенные воз-

растные периоды.

Представление об адаптивном характере индивидуального раз-

вития привело к необходимости пересмотра понятия возрастной

нормы как совокупности среднестатистических морфологических

и физиологических параметров. Было высказано положение, со-

гласно которому возрастную норму следует рассматривать как

биологический оптимум функционирования живой системы, обес-

печивающий адаптивное реагирование на факторы внешней сре-

ды (Козлов, Фарбер).

Возрастная периодизация

Различия представления о критериях возрастной нормы оп-

ределяют и подходы к периодизации возрастного развития. Од-

ним из наиболее распространенных является подход, в основе

которого лежит анализ оценки морфологических признаков (ро-

ста, смены зубов, увеличения массы тела и т.п.). Наиболее пол-

ная возрастная периодизация, основанная на морфологических и

антропологических признаках, была предложена В. В. Бунаком, по

мнению которого изменения размеров тела и связанных с ними

структурно-функциональных признаков отражают преобразования

метаболизма организма с возрастом. Согласно этой периодизации,

в постнатальном онтогенезе выделяются следующие периоды:

младенческий, охватывающий первый год жизни ребенка и вклю-

чающий начальный (1—3, 4—6 мес), средний (7—9 мес) и ко-

нечный (10—12 мес) циклы; первого детства (начальный цикл

1—4 года, конечный — 5—7 лет); второго детства (начальный цикл:

8—10 лет — мальчики, 8—9 лет — девочки; конечный: 11 — 13 лет —

мальчики, 10—12 лет — девочки); подростковый (14—17 лет —

мальчики, 13—16 лет — девочки); юношеский (18—21 год — маль-

чики, 17—20 лет — девочки); с 21—22 лет начинается взрослый

период. Эта периодизация близка к принятой в педиатрической

практике (Тур, Маслов); наряду с морфологическими фактора-

ми она учитывает и социальные. Младенческому возрасту, со-

гласно этой периодизации, соответствует младший ясельный или

грудной возраст; период первого детства объединяет старший

ясельный или преддошкольный возраст и дошкольный; период

второго детства соответствует младшему школьному возрасту и

подростковый возраст — старшему дошкольному. Однако и эту

классификацию возрастных периодов, отражающую существую-

щую систему воспитания и обучения, нельзя считать приемле-

мой, поскольку, как известно, вопрос о начале систематического

обучения до сих пор не решен; граница между дошкольным и

школьным возрастами требует уточнения, достаточно аморфны и

понятия младшего и старшего школьного возраста.

Согласно возрастной периодизации, принятой на специальном

симпозиуме в 1965 г., в жизненном цикле человека до достижения

зрелого возраста выделяют следующие периоды: новорожденный

(1 — 10 дней); грудной возраст (10 дней — 1 год); раннее детство

(1—3 года); первое детство (4—7 лет); второе детство (8—12 лет —

мальчики, 8—11 лет — девочки); подростковый возраст (13—

16 лет — мальчики, 12—15 лет — девочки) и юношеский возраст

(17—21 год — юноши, 16—20 лет — девушки) (Проблема возраст-

ной периодизации человека). Эта периодизация несколько отли-

чается от предложенной В. В. Бунаком за счет выделения периода

раннего детства, некоторого смещения границ второго детства и

подросткового периода. Однако проблема возрастной периодиза-

ции окончательно не решена прежде всего потому, что все суще-

ствующие периодизации, включая и последнюю общепринятую,

недостаточно физиологически обоснованны. Они не учитывают

адаптивно-приспособительный характер развития и механизмы,

обеспечивающие надежность функционирования физиологичес-

ких систем и целостного организма на каждом этапе онтогенеза.

Это определяет необходимость выбора наиболее информативных

критериев возрастной периодизации.

В процессе индивидуального развития организм ребенка изме-

няется как единое целое. Его структурные, функциональные и адап-

тационные особенности обусловлены взаимодействием всех орга-

нов и систем на разных уровнях интеграции — от внутриклеточно-

го до межсистемного. В соответствии с этим ключевой задачей

возрастной периодизации является необходимость учета специфи-

ческих особенностей функционирования целостного организма.

Одной из попыток поиска интегрального критерия, характе-

ризующего жизнедеятельность организма, являлась предложенная

Рубнером оценка энергетических возможностей организма, так

называемое «энергетическое правило поверхности», отражающее

отношения между уровнем обмена веществ и энергии и величи-

ной поверхности тела. Этот показатель, характеризующий энерге-

тические возможности организма, отражает деятельность физио-

логических систем, связанных с обменом веществ: кровообраще-

ния, дыхания, пищеварения, выделения и эндокринной системы.

Предполагалось, что онтогенетические особенности функ-

ционирования этих систем должны подчиняться «энергетическо-

му правилу поверхности».

Однако рассмотренные выше теоретические положения об адап-

тивном приспособительном характере развития дают основания

считать, что в основу возрастной периодизации должны быть по-

ложены не столько критерии, отражающие уже достигнутые к

определенному моменту созревания стационарные особенности

жизнедеятельности организма, сколько критерии взаимодействия

организма со средой.

О необходимости такого подхода к поиску физиологических

критериев возрастной периодизации высказывался и И. А.Аршав-

ский. Согласно его представлению, в основу возрастной периоди-

зации должны быть положены критерии, отражающие специфи-

ку целостного функционирования организма. В качестве такого

критерия предлагается выделенная для каждого этапа развития

ведущая функция.

В детально изученном И. А. Аршавским и его сотрудниками ран-

нем детском возрасте в соответствии с характером питания и осо-

бенностями двигательных актов выделены периоды: неонаталь-

ный, во время которого имеет место вскармливание молозивным

молоком (8 дней), лактотрофной формы питания (5—6 мес), лак-

тотрофной формы питания с прикормом и появление позы сто-

яния (7—12 мес), ясельного возраста (1—3 года) — освоение ло-

комоторных актов в среде (ходьба, бег). Надо отметить, что И. А. Ар-

шавский придавал особое значение двигательной деятельности

как ведущему фактору развития. Подвергнув критике «энергети-

ческое правило поверхности», И.А.Аршавский сформулировал

представление об «энергетическом правиле скелетных мышц», в

соответствии с которым интенсивность жизнедеятельности орга-

низма даже на уровне отдельных тканей и органов определяется

особенностями функционирования скелетных мышц, обеспечи-

вающих на каждом этапе развития особенности взаимодействия

организма и среды.

Однако надо иметь в виду, что в процессе онтогенеза возраста-

ет активное отношение ребенка к средовым факторам, усилива-

ется роль высших отделов ЦНС в обеспечении адаптивных реак-

ций на внешнесредовые факторы, в том числе и тех реакций,

которые реализуются путем двигательной активности.

Поэтому особую роль в возрастной периодизации приобретают

критерии, отражающие уровень развития и качественные измене-

ния адаптивных механизмов, связанных с созреванием различных

отделов мозга, в том числе и регуляторных структур центральной

нервной системы, обусловливающих деятельность всех физиоло-

гических систем и поведение ребенка.

Это сближает физиологические и психологические подходы к

проблеме возрастной периодизации и создает базу для выработки

единой концепции периодизации развития ребенка. Л.С.Выгот-

ский в качестве критериев возрастной периодизации рассматри-

вал психические новообразования, характерные для конкретных

этапов развития. Продолжая эту линию, А. Н.Леонтьев и Д. Б. Эль-

конин особое значение в возрастной периодизации придавали

«ведущей деятельности», определяющей возникновение психиче-

ских новообразований. При этом отмечалось, что особенности

психического, так же как и особенности физиологического раз-

вития определяются как внутренними (морфофункциональны-

ми) факторами, так и внешними условиями индивидуального

развития.

Одна из целей возрастной периодизации — установить грани-

цы отдельных этапов развития в соответствии с физиологиче-

скими нормами реагирования растущего организма на воздей-

ствие факторов внешней среды. Характер ответных реакций орга-

низма на оказываемые воздействия самым непосредственным

образом зависит от возрастных особенностей функционирова-

ния различных физиологических систем. По мнению С.М. Гром-

баха, при разработке проблемы возрастной периодизации необ-

ходимо учитывать степень зрелости и функциональной готовно-

сти различных органов и систем. Если те или иные физиологи-

ческие системы на определенном этапе развития и не являются

ведущими, они могут обеспечивать оптимальное функциониро-

вание ведущей системы в различных средовых условиях, и по-

этому уровень зрелости этих физиологических систем не может

не сказываться на функциональных возможностях всего организма

в целом.

Для суждения о том, какая система является ведущей для дан-

ного этапа развития и где лежит рубеж смены одной ведущей

системы другой, необходимо оценить уровень зрелости и особен-

ности функционирования различных органов и физиологических

систем.

Таким образом, возрастная периодизация должна опираться

на три уровня изучения физиологии ребенка:

1 — внутрисистемный;

2 — межсистемный;

3 — целостного организма во взаимодействии со средой.

Вопрос о периодизации развития неразрывно связан с выбо-

ром информативных критериев, которые должны быть положены

в ее основу. Это возвращает нас к представлению о возрастной

норме. Можно полностью согласиться с высказыванием П.Н.Ва-

силевского о том, что «оптимальные режимы деятельности функ-

циональных систем организма являются не среднестатистически-

ми величинами, а непрерывными динамическими процессами,

протекающими во времени в сложной сети коадаптированных

регуляторных механизмов». Есть все основания считать, что наибо-

лее информативны критерии возрастных преобразований, которые

характеризуют состояние физиологических систем в условиях дея-

тельности, максимально приближающейся к той, с которой объект

исследования — ребенок — сталкивается в своей повседневной

жизни, т.е. показатели, отражающие реальную приспособляемость

к условиям окружающей среды и адекватность реагирования на

внешние воздействия.

Основываясь на концепции системной организации адаптив-

ных реакций, можно полагать, что в качестве таких показателей

должны быть прежде всего рассмотрены те, которые отражают

не столько зрелость отдельных структур, сколько возможность и

специфику их взаимодействия со средой. Это относится как к

показателям, характеризующим возрастные особенности каждой

физиологической системы в отдельности, так и к показателям

целостного функционирования организма. Все вышеизложенное

требует комплексного подхода к анализу возрастных преобразо-

ваний на внутрисистемном и межсистемном уровнях.

Не менее важным при разработке проблем возрастной перио-

дизации является вопрос о границах функционально различных

этапов. Иными словами, физиологически обоснованная периоди-

зация должна опираться на выделение этапов «актуального» фи-

зиологического возраста.

Выделение функционально различных этапов развития возмож-

но только при наличии данных об особенностях адаптивного функ-

ционирования различных физиологических систем в пределах каж-

дого года жизни ребенка.

Многолетние исследования, проведенные в Институте возраст-

ной физиологии РАО, позволили установить, что, несмотря на

гетерохронию развития органов и систем, внутри периодов, рас-

сматриваемых как единые, выявлены узловые моменты, для кото-

рых характерны существенные качественные морфофункциональ-

ные преобразования, приводящие к адаптивным перестройкам орга-

низма. В дошкольном возрасте это возраст от 3—4 к 5—6 годам, в

младшем школьном — от 7—8 к 9—10 годам. В подростковом воз-

расте качественные изменения деятельности физиологических

систем приурочены не к определенному паспортному возрасту, а

к степени биологической зрелости (определенным стадиям поло-

вого созревания — II —III стадиям).

Сенситивные и критические периоды развития

Адаптивный характер развития организма определяет необходи-

мость учета в возрастной периодизации не только особенностей мор-

фофункционального развития физиологических систем организма,

но и их специфической чувствительности к различным внешним

воздействиям. Физиологическими и психологическими исследова-

ниями показано, что чувствительность к внешним воздействиям носит

избирательный характер на разных этапах онтогенеза. Это легло в

основу представления о сенситивных периодах как периодах наиболь-

шей чувствительности к воздействию факторов среды.

Выявление и учет сенситивных периодов развития функций

организма является непременным условием создания благопри-

ятных адекватных условий эффективного обучения и сохранения

здоровья ребенка. Высокая подверженность определенных функ-

ций влиянию факторов среды должна быть, с одной стороны,

использована для эффективного целенаправленного воздействия

на эти функции, способствующего их прогрессивному развитию,

а с другой стороны, влияние негативных внешнесредовых факто-

ров должно контролироваться, ибо может привести к нарушению

развития организма.

Следует подчеркнуть, что онтогенетическое развитие сочетает

периоды эволюционного (постепенного) морфофункционально-

го созревания и периоды революционных, переломных скачков

развития, которые могут быть связаны как с внутренними (био-

логическими), так и с внешними (социальными) факторами раз-

вития.

Важным и требующим специального внимания является воп-

рос о критических периодах развития. В эволюционной биологии

принято считать критическим периодом этап раннего постнаталь-

ного развития, характеризующийся интенсивностью морфофунк-

ционального созревания, когда из-за отсутствия средовых воздей-

ствий функция может не сформироваться. Например, при отсут-

ствии определенных зрительных стимулов в раннем онтогенезе

восприятие их в дальнейшем не формируется, то же относится к

речевой функции.

В процессе дальнейшего развития критические периоды могут

возникать как результат резкой смены социально-средовых фак-

торов и их взаимодействия с процессом внутреннего морфофунк-

ционального развития. Таким периодом является возраст начала

обучения, когда качественные перестройки

морфофункциональ-

ного созревания базовых мозговых процессов приходятся на пе-

риод резкой смены социальных условий.

Пубертатный период — начало полового созревания — харак-

теризуется резким повышением активности центрального звена

эндокринной системы (гипоталамуса), что приводит к резкому

же изменению взаимодействия подкорковых структур и коры боль-

ших полушарий, результатом чего является значительное сниже-

ние эффективности центральных регуляторных механизмов, в том

числе определяющих произвольную регуляцию и саморегуляцию.

Кроме того, повышаются социальные требования к подросткам,

возрастает их самооценка. Это приводит к несоответствию соци-

ально-психологических факторов и функциональных возможнос-

тей организма, следствием чего могут явиться отклонения в здо-

ровье и поведенческая дезадаптация.

Таким образом, можно полагать, что критические периоды

развития обусловлены как интенсивным морфофункциональным

преобразованием основных физиологических систем и целостно-

го организма, так и спецификой усложняющегося взаимодействия

внутренних (биологических) и социально-психологических фак-

торов развития.

При рассмотрении вопросов возрастной периодизации необ-

ходимо иметь в виду, что границы этапов развития весьма ус-

ловны. Они зависят от конкретных этнических, климатических,

социальных и других факторов. Кроме того, «актуальный» физио-

логический возраст часто не совпадает с календарным (паспорт-

ным) в связи с различиями темпов созревания и условий разви-

тия организмов разных людей. Отсюда следует, что при изучении

функциональных и адаптивных возможностей детей разного воз-

раста необходимо обращать внимание на оценку индивидуаль-

ных показателей зрелости. Только при сочетании возрастного и

индивидуального подхода к изучению особенностей функцио-

нирования ребенка можно разработать адекватные гигиенические

и педагогические меры, обеспечивающие сохранение здоровья и

прогрессивное развитие организма и личности ребенка.

Вопросы и задания

1. Расскажите о системном принципе организации адаптивного реа-

гирования.

2. Каковы закономерности онтогенетического развития? Что такое

возрастная норма?

3. Что представляет собой возрастная периодизация?

4. Расскажите о сенситивном и критическом периодах развития.

Глава 3. ОБЩИЙ ПЛАН СТРОЕНИЯ ОРГАНИЗМА

Прежде чем приступить к изучению важнейших закономерно-

стей возрастного развития организма, необходимо уяснить, что

же представляет собой организм, какие принципы заложены При-

родой в его генеральную конструкцию и как он взаимодействует

с окружающим миром.

Уже почти 300 лет назад было доказано, что все живое состо-

ит из клеток. Из нескольких миллиардов мельчайших клеток со-

стоит и организм человека. Эти клетки далеко не одинаковы по

своему виду, по своим свойствам и функциям. Сходные между

собой клетки объединяются в ткани. Видов ткани в организме

множество, однако все они относятся всего лишь к 4 типам: эпи-

телиальной, соединительной, мышечной и нервной. Эпители-

альные ткани образуют кожу и слизистые оболочки, многие внут-

ренние органы — печень, селезенку и др. В эпителиальных тканях

клетки расположены тесно друг к другу. Соединительная ткань от-

личается очень большими межклеточными промежутками. Так ус-

троены кости, хрящи, так же устроена кровь — все это разновид-

ности соединительной ткани. Мышечная и нервная ткани относят-

ся к возбудимым: они способны воспринимать и проводить им-

пульс возбуждения. При этом для нервной ткани это — главная

функция, тогда как мышечные клетки умеют еще сокращаться,

значительно изменяясь в размере. Эта механическая работа может

быть передана костям или жидкостям, находящимся внутри мы-

шечных мешков.

Ткани в различных сочетаниях образуют анатомические орга-

ны. Каждый орган состоит из нескольких тканей, причем прак-

тически всегда наряду с основной, функциональной тканью, ко-

торая определяет специфику органа, там имеются элементы не-

рвной ткани, эпителий и соединительная ткань. Мышечная ткань

может быть и не представлена в органе (например, в почках,

селезенке и др.).

Анатомические органы складываются в анатомо-физиологиче-

ские системы, которые объединяются единством главной выпол-

няемой ими функции. Так формируются скелетно-мышечная, нерв-

ная, покровная, выделительная, пищеварительная, дыхательная,

сердечно-сосудистая, половая, эндокринная системы и кровь. Все

эти системы вместе и составляют организм человека.

Элементарной единицей живого является клетка. Генетический

аппарат сконцентрирован в клеточном

ядре,

т.е. локализован и

защищен от неожиданностей воздействия потенциально агрессив-

ной среды. Каждая клетка обособлена от всего остального мира

благодаря наличию сложно организованной оболочки — мембра-

ны. Эта оболочка состоит из трех слоев химически и функциональ-

но различных молекул, которые, действуя согласованно, обеспе-

чивают выполнение множества функций: защитной, контактной,

чувствительной, поглощающей и выделяющей. Главная работа

клеточной мембраны — организация потоков вещества из окру-

жающей среды внутрь клетки, а из клетки — наружу. Клеточная

мембрана — основа всей жизнедеятельности клетки, которая при

разрушении мембраны гибнет. Любая клетка нуждается в пище и

энергии для своей жизнедеятельности — ведь и функционирование

клеточной мембраны также во многом сопряжено с расходовани-

ем энергии. Для организации энергетического потока через клет-

ку в ней существуют специальные органеллы, отвечающие за вы-

работку энергии — митохондрии. Считается, что миллиарды лет

назад митохондрии были самостоятельными живыми организма-

ми, научившимися в ходе эволюции использовать некоторые хи-

мические процессы для выработки энергии. Затем они вступили в

симбиоз с другими одноклеточными организмами, которые бла-

годаря этому сожительству получили надежный источник энер-

гии, а предки митохондрий — надежную защиту и гарантию вос-

производства.