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

Подождите немного. Документ загружается.

Рис. 5. Осанка:

нормальная; б — выпрямленная; в — кифотическая; г

д — сутуловатая; е — сколиотическая

лордотическая;

менял — это одно из средств профилактики сколиозов шейного

отдела. Сколиозы грудного отдела, а также кифоз (передне-заднее

искривление грудного отдела) и лордоз (чрезмерный изгиб в пояс-

ничной области вперед) в раннем возрасте развиваются редко.

Рост позвоночника наиболее интенсивно происходит в первые

2 года жизни. При этом сначала все отделы позвоночника растут

относительно равномерно, а начиная с 1,5 лет рост верхних отде-

лов — шейного и верхнегрудного — замедляется, и увеличение

длины происходит в большей мере за счет поясничного отдела.

Таким образом, в динамике роста позвоночного столба также

отмечается выраженный градиент темпов развития — «от головы

к хвосту». Следующий этап ускорения роста позвоночника — пе-

риод «полуростового» скачка. Последнее вытягивание позвоноч-

ника происходит на начальных этапах полового созревания, пос-

ле чего рост позвонков замедляется.

Окостенение позвонков продолжается в течение всего детско-

го возраста, причем до 14 лет окостеневают только их средние

части. Завершается окостенение позвонков только к 21—23 годам.

Изгибы позвоночника, начавшие формироваться на 1-м году жиз-

ни, полностью формируются в возрасте 12—14 лет, т.е. на началь-

ных стадиях полового созревания.

Грудная клетка. Грудной отдел позвоночника, 12 пар ребер и

грудина составляют грудную клетку, в которой под этой надеж-

ной защитой размещены сердце, легкие и другие жизненно важ-

ные органы. Движения ребер под воздействием межреберных мышц

обеспечивают акт дыхания. Вот почему форма и размер грудной

клетки имеют важнейшее значение для осуществления физиоло-

гических процессов.

У новорожденного грудная клетка имеет коническую форму,

причем ее размер от грудины до позвоночника больше, чем попе-

речный. У взрослого человека — наоборот.

По мере роста ребенка форма грудной клетки меняется. Умень-

шается угол, под которым ребра соединены с позвоночником. Уже

к концу 1-го года жизни это обеспечивает значительное увеличе-

ние амплитуды дыхательных движений грудной клетки, что дела-

ет дыхание более глубоким и эффективным и позволяет снизить

его темп. Коническая форма грудной клетки после 3—4 лет сменя-

ется на цилиндрическую, а к 6 годам пропорции грудной клетки

становятся похожими на пропорции взрослого человека. Это в еще

большей степени позволяет увеличить эффективность дыхатель-

ных движений, особенно при физической нагрузке. К 12—13 го-

дам грудная клетка приобретает ту же форму, что у взрослого.

Форма грудной клетки после 12—13 лет тесно связана с тело-

сложением. Представители долихоморфных (вытянутых в длину)

типов имеют удлиненную, цилиндрическую грудную клетку с ост-

рым эпигастральным углом (угол между двумя нижними ребрами в

точке их сращения с грудиной). У представителей брахиморфных

(с преобладанием ширины) типов грудная клетка становится боч-

кообразной, короткой, с тупым эпигастральным углом. У промежу-

точного мезоморфного типа эпигастральный угол бывает прямым.

Скелет верхних конечностей. Пояс верхних конечностей состо-

ит из двух лопаток и двух ключиц. Они образуют жесткий каркас,

формирующий верхнюю границу туловища. К лопаткам подвижно

прикреплены кости свободных конечностей (правой и левой),

которые включают плечевую кость, предплечье (лучевая и локте-

вая кости) и кисть (мелкие кости запястья, 5 длинных пястных

костей и кости пальцев).

Окостенение свободных конечностей продолжается до 18—20 лет,

причем ранее всего окостеневают ключицы (практически еще внут-

риутробно), затем — лопатки и последними — кости кисти. Имен-

но эти мелкие кости служат объектом рентгенографического ис-

следования при определении «костного возраста». На рентгенограмме

эти мелкие косточки у новорожденного только намечаются и ста-

новятся ясно видимыми только к 7 годам. К 10—12 годам выявля-

ются половые различия, которые заключаются в более быстром

окостенении у девочек по сравнению с мальчиками (разница со-

ставляет примерно 1 год). Окостенение фаланг пальцев завершает-

ся в основном к 11 годам, а запястья — в 12 лет, хотя отдельные

зоны продолжают оставаться не окостеневшими до 20—24 лет.

0% 10% 20% 30% 40%

50%

60% 70% 80% 90%

Рис. 6. Форма стопы:

а — нормальная; б — плоская; в — различные степени плоскостопия

Скелет нижних конечностей. Пояс нижних конечностей вклю-

чает таз и свободные нижние конечности. Таз состоит из крестца

(нижний отдел позвоночника) и неподвижно соединенных с ним

двух тазовых костей. У детей каждая тазовая кость состоит из трех

самостоятельных костей: подвздошной, лобковой и седалищной.

Их сращение и окостенение начинается с 5—6 лет, а завершается

к 17—18 годам. Крестец у детей также еще состоит из несросшихся

позвонков, которые соединяются в единую кость в подростковом

возрасте. В этом возрасте важно следить за походкой, качеством и

удобством обуви, а также остерегаться резких ударов, способных

причинить вред позвоночнику. Неправильное сращение или де-

формация костей таза может оказать неблагоприятное влияние на

здоровье в дальнейшем. В частности, для девочек очень важны форма

и размер выхода из малого таза, которая влияет на прохождение

плода при родах. Половые различия в строении таза начинают

проявляться в возрасте 9 лет.

К тазовым костям прикреплены бедренные кости свободных

нижних конечностей. Ниже расположены пары костей голени —

большеберцовые и малоберцовые, а затем кости стопы: предплюс-

на, плюсна, фаланги пальцев. Стопа образует свод, опирающийся

на пяточную кость. Свод стопы — исключительная привилегия

человека, связанная с прямохождением. Свод действует как рессо-

ра, смягчая удары и толчки при ходьбе и беге, а также распределяя

тяжесть при переноске грузов. Сводчатость стопы формируется только

после 1 года, когда ребенок начинает ходить. Уплощение свода сто-

пы — плоскостопие (рис. 6) — одно из частых нарушений осанки, с

которым необходимо бороться.

Порядок и сроки окостенения свободных нижних конечностей

в целом повторяют закономерности, характерные для верхних.

Физическое развитие

Определение понятия. Под физическим развитием понимают раз-

меры и форму тела, соответствие их возрастной норме. Количе-

ственная оценка физического развития может быть выражена как

в абсолютных (килограммы, сантиметры), так и в относительных

(доля в процентах от возрастной нормы) величинах. С физиче-

ским развитием тесно связаны моторное (двигательное) развитие

и половое созревание. Выраженные отклонения от нормативов фи-

зического развития, как правило, означают нарушения процес-

сов роста и созревания организма. Часто они бывают связаны с

теми или иными метаболическими нарушениями, а также с пато-

логией эндокринной и центральной нервной систем. При этом

существенное отставание в физическом развитии иногда даже менее

опасно, чем значительное опережение, которое почти всегда сви-

детельствует о наличии гормональных нарушений.

Размеры и общий план строения тела. В возрастной, сравни-

тельной и экологической физиологии большое внимание уделя-

ется закономерностям, связывающим размеры тела и те или иные

функциональные свойства организма. Выдающийся современный

исследователь К. Шмидт-Ниельсен выпустил даже специальную

монографию под названием «Размеры животных: почему они так

важны». Одна из центральных мыслей автора состоит в том, что

изменение размеров неминуемо ведет к изменению конструкции,

так как принципы, пригодные для объекта малого размера, не

могут'

быть приложимы к аналогичному по функции объекту боль-

шего размера. Это было им замечательно проиллюстрировано це-

лым рядом примеров как из морфологии и физиологии живот-

ных, так и из техники. Действительно, простое увеличение размеров

без изменения пропорций выглядит обычно нелепо и очевидно

нецелесообразно. Трудно представить себе взрослого человека,

имеющего пропорции новорожденного. Такой человек был бы

беспомощным инвалидом — с огромными туловищем и головой

и коротенькими руками и ногами, совершенно неспособными по

самой своей конструкции производить что-либо полезное.

Связь физиологических функций с размерами и формой тела. Фи-

зическое развитие, характеризуя геометрические размеры тела и

его пропорции, непосредственно влияет на функционирование

всех без исключения органов и систем организма (рис. 7). Это свя-

зано с тем, что масса и площадь поверхности тела во многом

определяют интенсивность обменных процессов в организме. Масса

тела при этом выступает как мера продукции энергии (тепла), а

2 мес 5 мес Ново- 2 года 6 лет 12 лет 25 лет

рожденный

Рис. 7. Пропорции тела человека в зависимости от возраста

его поверхность — как мера теплоотдачи. Иными словами, размеры

и пропорции тела во многом определяют соотношение механизмов

теплопродукции и теплоотдачи. Маленький ребенок ближе по сво-

им пропорциям к шарику, т.е. к идеальной форме, имеющей ми-

нимальное соотношение поверхности и объема (массы). Такая

форма наиболее экономична для поддержания энергетического и

теплового баланса организма на минимальном уровне, т.е. тепло-

отдача при такой форме будет наименьшая, что снижает нагрузку

на механизмы теплопродукции. В то же время чем больше по разме-

ру шаровидное тело, тем меньше (при неизменных пропорциях)

его относительная поверхность и, следовательно, теплоотдача. Это

обусловлено простой математической зависимостью, согласно ко-

торой объем шарообразного тела пропорционален его радиусу в

3-й степени, а поверхность — радиусу во 2-й степени. Увеличение

радиуса (т.е. размеров) тела приводит к существенно более быст-

рому возрастанию объема, чем увеличение поверхности. То есть

относительная поверхность (площадь поверхности, приходящая-

ся на единицу объема) у маленького тела существенно выше, чем

у большого. Поэтому для маленького организма проблемой явля-

ется дополнительная продукция тепла при охлаждении, а для боль-

шого — дополнительный отвод тепла при перегреве.

Размеры тела и физические факторы. Человек на протяжении

всей своей постнатальной жизни постоянно взаимодействует с

двумя основными физическими факторами, к которым организ-

му приходится непрерывно приспосабливаться, — температурой

окружающей среды и силой тяжести {гравитацией). Реакция орга-

низма на оба эти фактора самым непосредственным образом свя-

зана с массой, геометрическими размерами и пропорциями тела,

т.е. с физическим развитием. Другие физические факторы, также

определяющие особенности экологии человека, воздействуют на

организм независимо от его формы и размеров (например, уро-

вень инсоляции, влажность, газовый состав окружающего возду-

ха и т.п.).

Температура окружающей среды — постоянно действующий

фактор переменного значения. В связи с тем, что клетки орга-

низма нуждаются для своего нормального функционирования в

постоянной температуре около 37°С, изменения внешней тем-

пературы обусловливают необходимость приспособления организма

к этому переменному фактору. Размеры и пропорции тела в этом

случае очень важны, так как интенсивность производства тепла

в организме пропорциональна его массе, а скорость теплоотдачи

пропорциональна площади поверхности тела. Любое изменение

размеров и пропорций, в том числе происходящее в результате

естественных процессов роста и развития, непосредственно ска-

зывается на балансе продукции и отвода тепла и неукоснительно

ведет к перестройке деятельности всех вегетативных систем орга-

низма, а следовательно — и систем управления (центральной нерв-

ной системы и эндокринной системы). Повышенная температура

среды требует — во избежание перегрева — активации функций,

способствующих теплоотдаче (перераспределение кровотока в сто-

рону усиления кожного кровообращения, активация легочной

вентиляции и потоотделения). Пониженная температура, напро-

тив, требует сохранения тепла в организме (за счет обратного

перераспределения кровотока, снижения активности внешнего

дыхания и потоотделения) и усиления его продукции за счет

повышения интенсивности метаболизма (особенно в таких орга-

нах, как печень, бурая жировая ткань и скелетные мышцы).

Гравитация (сила тяжести) — другой постоянно действующий

фактор, влияние которого сказывается непрерывно и тесно связа-

но с массой и формой тела. Изменение пропорций тела неминуемо

ведет к изменению биомеханических свойств и, как следствие,

экономичности разнообразных движений, т.е. влияет на энергети-

ческий баланс организма.

Таким образом, геометрические размеры, масса и пропорции

тела очень существенно влияют на протекание всех важнейших

функций организма, воздействуя на их экономичность и ставя

пределы адаптивным возможностям.

Влияние размеров тела на метаболизм и вегетативные функции.

Размеры тела во многом определяют интенсивность обменных

процессов (рис. 8), активность многих физиологических функций

(например, частоту сердцебиений и дыхания), а также толерант-

ность к внешней температуре и другим факторам среды. Зависи-

мость показателей функциональной активности от размеров тела

в ряду животных «от мыши до слона» широко исследована, и взрос-

лый человек хорошо укладывается в эти общебиологические за-

кономерности. Обычно измеряемые показатели интенсивности об-

менных процессов (интенсивность потребления кислорода либо

его калорический эквивалент) и связанных с ними вегетативных

функций (частота пульса, относительная объемная скорость кро-

вотока, частота дыхания и т.п.)

снижаются с увеличением раз-

меров тела пропорционально

массе тела в степени 2/3. Сход-

ные закономерности могут быть

выявлены и в ходе онтогене-

тического роста, однако здесь

имеются факторы, существен-

но искажающие плавный ход

соответствующих кривых. Эти

факторы связаны с различной

организацией функций орга-

низма на разных этапах онтоге-

неза, о чем говорилось выше.

Тем не менее внутри одной воз-

растной группы размерные за-

кономерности, хотя и не столь

явно выраженные, имеют мес-

то. Это еще одна из причин, по

которой контроль за уровнем

физического развития детей и

подростков имеет важное зна-

чение при оценке их общего

морфофункционального состо-

яния.

Масса тела, скорость обмен-

ных процессов и «физиологическое

время». Снижение интенсивно-

Рис. 8. Изменение интенсивности

обмена покоя и относительных

ежегодных приростов массы тела

у детей 5—11 лет

Обозначения: по оси ординат — тепло-

продукция, ккал/кг-ч (слева); величи-

на относительных приростов массы тела

(справа); по оси абсцис — возраст; / —

изменение обмена покоя у девочек; 2 —

то же у мальчиков; черные столбики —

ежегодные относительные приросты у

девочек; белые столбики — у мальчиков

сти обменных процессов с возрастом и увеличением размеров тела

означает, что в единицу времени происходит меньшее количе-

ство биохимических реакций, составляющих основу метаболизма.

В связи с этим возникло представление о «физиологическом вре-

мени», т.е. о том, что время для более маленького организма те-

чет быстрее. Было показано, что «физиологическое время» про-

порционально массе тела в степени 0,25. Например, у годовалого

ребенка массой 12 кг время течет в 1,5 раза быстрее, чем у взрос-

лого массой 70 кг, а у первоклассника массой 30 кг — на 25 %

быстрее. Совершенно аналогичные результаты могут быть получе-

ны, если подсчитать соотношение частоты сердцебиений, кото-

рая также может служить выражением интенсивности обменных

процессов в организме. Так, у 7-летнего ребенка в покое пульс

составляет примерно 90 уд/мин, а у взрослого — 70, что в 1,28

раза ниже. Таким образом, годовалые дети за сутки проживают

как бы 1,5 суток, а 7-летние — 1,25 суток. В этих условиях стано-

вится понятна необходимость дневного сна для восстановления

сил, запас которых в детском организме также еще невелик.

100 %

12 16

Возраст, лет

Типы роста тканей организ-

ма. Разные ткани организма

могут иметь различный тип

ростовых процессов (рис. 9).

Характер ростовых процессов

обычно выражается кривой

роста. В биологии развития

различают четыре типа роста:

А — лимфоидный (тимус, лим-

фатические узлы, лимфоидная

ткань кишечника и т.п.); Б —

мозговой (мозг и его части,

твердая мозговая оболочка,

спинной мозг, глаз, размеры

головы); В — общий (тело

в целом, внешние размеры,

органы дыхания и пищеваре-

ния, почки, аорта и легочная

артерия, мышечная система,

объем крови); Г — репродук-

тивный (яички, придаток,

Рис. 9. Динамика роста разных

типов тканей. За 100 % принята

масса соответствующей ткани у

взрослого

предстательная железа, семенные пузырьки, яичники, фаллопие-

вы трубы).

Для типа А характерна очень высокая скорость роста в первые

10 лет жизни и достижение максимальных размеров органа в пре-

пубертатный период, а затем — инволюция с наступлением поло-

вого созревания. Тип Б характеризуется постепенным замедлением

скорости роста от рождения до созревания, причем уже в возрасте

8—10 лет орган практически достигает дефинитивных размеров. Тип

В характеризуется быстрым ростом в начале постнатальной жизни,

затем происходит торможение ростовых процессов, и вновь они

ускоряются с наступлением пубертата. И наконец, тип Г, описыва-

ющий рост гонад, характеризуется медленным ростом в первые

годы жизни и скачкообразным его ускорением с началом полового

созревания.

Совершенно особый тип кривой роста характерен для подкож-

ной жировой ткани. Очень высокая скорость роста жировой про-

слойки в первые месяцы жизни приводит к тому, что к 1 году у

ребенка формируется весьма выраженный подкожный слой жира,

который затем начинает уменьшаться, и лишь с преодолением

ребенком возрастного рубежа 6—8 лет подкожный жир вновь на-

капливается. С учетом изменений общих размеров тела надо при-

знать, что содержание подкожного жира в организме годовалого

младенца относительно очень велико и в норме никогда в даль-

нейшем подобное состояние не наблюдается. В динамике роста

подкожного жира выявляются довольно четкие различия между

мальчиками и девочками: у девочек как скорость роста, так и аб-

солютные размеры подкожной жировой клетчатки обычно выше.

Показатели физического развития. К показателям физического

развития, которые обычно рассматриваются врачами, антропо-

логами и другими специалистами с целью контроля за динами-

кой процессов роста и развития, относятся:

масса тела;

длина тела;

окружность грудной клетки;

окружность талии.

Наряду с этими могут рассматриваться также и другие показа-

тели (например, размеры кожно-жировых складок, окружности

отдельных звеньев тела — бедра, голени, плеча и т.п.). Однако для

сопоставления с нормой и заключения о характере и уровне фи-

зического развития перечисленных показателей достаточно.

Оценка показателей физического развития. Для оценки показа-

телей физического развития используют нормативные таблицы и

шкалы, основанные на сигмальных отклонениях. Обычно оцени-

вают отдельно каждый из показателей физического развития по

сигмальной шкале, а также анализируют их соотношение на ос-

новании стандартных уравнений линейной регрессии для выявле-

ния дисгармоничных вариантов. Сигмальные шкалы позволяют

оценивать результаты каждого измерения по 5-балльной шкале, в

которой:

< М — 1,33 б — низкий уровень;

<М —0,67

— нижесредний уровень;

М±0,67

— средний уровень;

>М + 0,67

— вышесредний уровень;

> М + 1,33

— высокий уровень.

При проведении оценки физического развития сначала оцени-

вают длину тела, а затем соответствие массы тела и длин окруж-

ностей измеренной длине тела. Это делается с помощью стандарт-

ных уравнений линейной регрессии. Для количественной оценки

используют специально разработанные стандарты физического раз-

вития.

Стандарты (нормативы) физического развития представляют со-

бой результаты антропометрического обследования больших групп

населения данной местности — не менее 100—150 человек на воз-

растно-половую группу. Поскольку физическое развитие населе-

ния подвержено колебаниям в зависимости от географических,

этнических, климатических, социальных, биогенных, экологи-

ческих и иных факторов, стандарты и нормативы физического

развития требуют регулярного (не реже 1 раза в 5—10 лет) обнов-

ления. Стандарты физического развития всегда имеют региональ-

ный характер, причем внутри регионов, населенных разными эт-

ническими группами, должны использоваться стандарты, разра-

ботанные на основании обмеров представителей соответствующих

этнических групп. Это имеет большое значение в районах Крайне-

го Севера, Дальнего Востока, а также в Поволжье, на Кавказе и в

других регионах России, где вместе проживают представители

разных этносов и рас, имеющие существенные генетически пред-

определенные антропологические различия.

Темпы физического развития. Акселерация и ретардация. Темп

физического развития — важная характеристика для оценки со-

стояния здоровья каждого конкретного ребенка. Умеренное ус-

корение или замедление этого темпа может зависеть от множе-

ства факторов, но и то и другое всегда должно учитываться при

сборе анамнеза и постановке любого клинического диагноза. Ин-

дивидуальное разнообразие темпов физического развития доста-

точно велико, но если оно укладывается в границы нормы — это

свидетельствует об адекватности условий существования ребен-

ка его морфофункциональным возможностям на данном этапе

индивидуального развития.

Однако наряду с индивидуальными в отдельные периоды на-

блюдаются популяционные сдвиги в темпах физического разви-

тия. Так, в странах Европы, Северной Америки и некоторых стра-

нах Азии и Африки в XX в. стало наблюдаться ускорение темпов

физического развития детей на уровне целых популяций. Такое

явление получило название «эпохальный сдвиг», или «акселера-

ция» (от лат. accelero — ускорять) физического развития. Оно про-

являлось в том, что дети значительно опережали своих родите-

лей в соответствующем возрасте по длине и массе тела, а также

раньше достигали уровня половой зрелости. В период с 1960-х по

1990-е годы было проведено огромное число исследований с це-

лью выявить сам факт акселерации роста и развития, а также по-

пытаться дать ему рациональное объяснение. Среди гипотез отно-

сительно причин акселерации были такие, которые в разных видах

связывали эти процессы с общим повышением уровня жизни и

благосостояния населения Земли, которое нарастало более вы-

сокими темпами в тех странах, где акселерация началась раньше

и была ярче выражена. Другая распространенная точка зрения —

информационная гипотеза, согласно которой огромный объем ин-

формации, обрушившийся на детей с раннего возраста через пе-

чать, радио, телевидение и другие средства коммуникации, сти-

мулирует ростовые процессы и ускоряет созревание организма.

И наконец, третья точка зрения сводилась к тому, что акселера-

ция — явление временное, связанное с какими-то экзогенными

(например, зависящими от солнечной активности) или эндоген-

ными (причины которых неизвестны) популяционными цикла-

ми, неоднократно на протяжении веков приводившими то к ус-

корению, то к замедлению (ретардации, от лат. retardo — замедлять,

тормозить) физического развития человечества.