Глава 4. РОСТ И РАЗВИТИЕ

Соотношение процессов роста и развития

Определение понятий. Рост и развитие обычно употребляются как понятия тождественные, неразрывно связанные между собой. Между тем биологическая природа этих процессов различна, раз­личны их механизмы и последствия.

Рост — это количественное увеличение биомассы организма за счет увеличения геометрических размеров и массы отдельных его клеток или увеличения числа клеток благодаря их делению. Развитие — это качественные преобразования в многоклеточном организме, которые протекают за счет дифференцированных процессов (увеличения разнообразия клеточных структур) и приводят к качественным и количественным изменениям функций (организма.

Взаимосвязь роста и развития проявляется, в частности, в том, что определенные стадии развития могут наступать только при до­стижении определенных размеров тела. Так, половое созревание у девочек может наступить только тогда, когда масса тела достигнет определенной величины (для представителей европейской расы это около 48 кг). Активные ростовые процессы также не могут продолжаться на одной и той же стадии развития бесконечно. Дифференцированные процессы, или дифференцировка, — это появление специализированных структур нового качества из мало специализированных клеток-предшественниц. Смысл дифференцированных процессов. Наименее специализи-'5;шной можно считать зиготу — зародышевую клетку, образуются в результате слияния материнской яйцеклетки с отцов­ским сперматозоидом. Генетический аппарат зиготы содержит полный двойной набор хромосом, и все дальнейшее развитие представляет собой активацию или репрессию той или иной час­ти генома, который от зародышевой клетки полностью и без из­менений передается всем ее потомкам в процессе каждого акта деления. Первые этапы развития зиготы представляют собой про­стое увеличение числа неотличимых друг от друга клеток — сначала зигота делится на 2, потом каждая из них еще на 2, т. е. обра­зуется 4 клетки, затем — 8, 16, 32 и т.д. Эти эмбриональные клет­ки называются бластомерами, они похожи, как две капли воды. Однако уже на стадии 32 бластомеров начинают выявляться неко­торые особенности отдельных клеток, связанные с их местополо­жением. По мере увеличения числа бластомеров эти различия все возрастают. Часть из этих клеток, образующих вместе сферу, уве­личивается в размере более, чем другие, и, наконец, наступает стадия гаструляции — впячивания более мелких клеток внутрь сферы с образованием внутренней (целомической) и внешней (гастральной) полостей. Организм приобретает совершенно но­вый вид удлиненной замкнутой с одного конца трубочки, резко отличающийся от недавней сферической формы. Клетки апикаль­ного и каудального концов начинают все сильнее различаться не только внешне, но и по своим свойствам: внутренним, метаболи­ческим. Более того, функции клеток наружного (эктодермально-го), внутреннего (энтодермального) и образовавшегося проме­жуточного (мезодермального) слоев гаструлы, а также роль этих клеток в дальнейшем развитии организма становятся различными. Так, эктодермальный слой клеток дает начало кожным покровам и нервной ткани. Мезодермальный слой служит прародителем всех мышц организма. Клетки энтодермы формируют в дальнейшем паренхиматозные органы (печень, почки, селезенка, железы внут­ренней секреции) и эпителий желудочно-кишечного тракта. Все эти сложнейшие преобразования, постепенно приводящие к фор­мированию совершенно не схожих между собой клеточных струк­тур и разных по форме и функции тканей, являются проявлением дифференцировочных процессов. Именно в этом и заключается развитие — от единственной зародышевой клетки до организма, насчитывающего миллионы клеток различной специализации.

Сроки развития и созревания детского организма. Долгое время существовало убеждение, что дифференцирбвочные процессы в основном заканчиваются во внутриутробном периоде, а даль­нейшее развитие связано преимущественно с особенностями роста отдельных органов. В последние десятилетия убедительно показано, что это не так: многие ткани организма продолжают развиваться, в том числе и путем дифференцировочных процес­сов, вплоть до завершения полового созревания. Особенно дли­телен период созревания возбудимых тканей — нервной и мы­шечной.'

Количественные и качественные изменения в деятельности фи­зиологических систем. Ростовые процессы неминуемо приводят к изменениям объемных характеристик в деятельности практиче­ски всех физиологических систем организма. Так, совершенно оче­видно, что, для того чтобы сохранить потребный уровень снабже­ния тканей растущего организма кислородом и питательными веществами, при двукратном увеличении массы тела необходимо примерно такое же увеличение массы циркулирующей крови, размеров сердца, кроветворных органов и т.д. Те же пропорции складываются и в других функциональных системах. Но все это справедливо лишь в том случае, если принципы организации физиологического процесса не меняются. Если же допустить, что ткани претерпевают такие качественные изменения, которые по­зволяют им полнее экстрагировать кислород и питательные веще­ства из крови (что и происходит в действительности в процессе онтогенеза), то потребность в кровообращении в расчете на еди­ницу массы тела с возрастом будет снижаться.

Все физиологические функции так или иначе связаны с раз­мерами тела. Но при этом часть из них меняется в онтогенезе пропорционально изменениям массы тела, тогда как другие ме­няются пропорционально изменениям площади поверхности тела. Если же в ходе развития та или иная функция демонстрирует непропорциональное массе или площади поверхности измене­ние, то это свидетельствует о качественном преобразовании ме­ханизмов реализации данной функции. Ростовые процессы ве­дут, как правило, к количественным, пропорциональным из­менениям. Дифференцировочные процессы могут приводить к появлению качественных, непропорциональных изменений в деятельности физиологических систем организма. На этом про­стом соображении основано широкое использование в возраст­ной физиологии относительных показателей, т.е. выражение ак­тивности той или иной физиологической функции по отноше­нию к массе тела или площади его поверхности. Этот прием позволяет наглядно увидеть и различить этапы количественного нарастания возможностей физиологических систем и этапы их качественных преобразований.

Энергетические затраты в процессе роста и развития. Широко распространено мнение о том, что процессы роста требуют боль­ших затрат энергии. С этим некоторые исследователи связывали по­вышенный уровень метаболизма в тканях детского организма. Од­нако точные измерения, проведенные в 1970—1980-е годы, пока­зали, что даже в период самого интенсивного роста на это расходуется не более 4—5 % суточного потребления энергии. Та­ким образом, видимое глазу изменение размеров и пропорций тела на самом деле представляет собой достаточно легко (с точки зрения энергетики организма) реализуемый процесс. Совершен­но иначе обстоит дело с дифференцировочными процессами, оп­ределяющими динамику качественного развития организма. Ко­личество синтезов, которые протекают в процессе дифференцировок, возможно, не столь велико, но их энергетическая «цена» намного выше. Это связано с тем, что в процессе ростовых синте­зов используются уже готовые, отработанные пути метаболизма,

Рекомендуемые материалы

тогда как дифференцировочные процессы требуют организации новых метаболических путей и широкого спектра ферментных систем, которые бывают необходимы только на узко очерченных стадиях процесса. Экспериментально показано, что в периоды, когда замедляется рост организма, а значит, активизируются диф­ференцировочные процессы, существенно повышается интенсив­ность основного обмена, т. е. тех энергозатрат, которые не связа­ны с реализацией каких-либо конкретных функций.

Понятие о «скачке роста». В тех случаях, когда во множестве различных тканей организма одновременно наблюдаются росто­вые процессы, отмечаются феномены так называемых «скачков роста». В первую очередь это проявляется в резком увеличении продольных размеров тела за счет увеличения длины туловища и конечностей. В постнатальном онтогенезе человека такие «скачки» наиболее ярко выражены в первый год жизни (1,5-кратное уве­личение длины и 3—4-кратное увеличение массы тела за год, рост преимущественно за счет удлинения туловища), в возрасте 5—6 лет (так называемый «полуростовый скачок», в результате которого ребенок достигает примерно 70 % длины тела взросло­го, рост преимущественно за счет удлинения конечностей), а также в 13—15 лет (пубертатный скачок роста как за счет удлинения туловища, так и за счет удлинения конечностей).

Впервые о скачке роста стало известно из исследований графа Ф. де Монбейяра, который в 1759—1777 гг. наблюдал за развитием своего сына, взвешивая его каждые полгода. Эти результаты были впервые опубликованы Бюффоном в приложении к его «Есте­ственной истории». На рис. 1 хорошо видно резкое увеличение скорости роста в период от 12 до 16 лет (пубертатный ска­чок), а также видно замедле­ние снижения скорости росто­вых процессов в период от 6 до 8 лет (полуростовой скачок). В дальнейшем многочисленные исследователи подтвердили ре­альность этих двух узловых моментов в развитии, когда скорость роста увеличивается в противовес возрастной тенден­ции к ее снижению.

В результате каждого скачка роста существенно меняются пропорции тела, все более при­ближаясь к взрослым. Кроме того, количественные измене­ния, выражающиеся в увеличении длины тела и изменении его пропорций, обязательно сопровождаются качественными изменениями функционирования важнейших физиологических систем, которые должны «настраиваться» на работу в условиях новой морфологической ситуации. Целый ряд качественных возрастных изменений функционирования органов и систем является неизбежным следствием увеличения размеров и изменений пропорций тела в онтогенезе: сложившаяся на предыдущем этапе онтогенеза организация функции не способна обеспечить устойчивый процесс в новых условиях, поэтому требуется ее более или менее существенная перестройка.

Чередование периодов роста и дифференцировки служит естественным биологическим маркером этапов возрастного развития, на каждом из которых организм имеет специфические особенности, никогда не встречающиеся в таком же сочетании в любом из других этапов. Отсюда вытекает необходимость всегда соотносить анализ состояния организма (как по морфологическим признакам, так и по функциональным с конкретным этапом возрастного развития. Иными словами, этапы онтогенеза не абстракция, придуманная учеными для облегчения анализ; а совершенно реальная последовательность событий, неизменно повторяющаяся в процессе развития каждого индивидуума.

Темпы полового развития и биологически обусловленная продолжительность жизни

Существует множество научных и псевдонаучных учений о продлении сроков жизни человека. Они исходят из того, что некоторые представители вида Homo sapiens доживают в определенны условиях до 130—140 лет, сохраняя ясность мыслей и относительную трудоспособность. По мнению ряда энтузиастов, человек, если бы не был подвержен каким-то заболеваниям и порокам, мог бы жить до 200 и более лет. Надо признать, что, как ни привлекательны эти концепции, они не основаны на современном научном знании.

Для млекопитающих, к которым относится и человек, характерна такая закономерность: средняя продолжительность жизни примерно в 5 раз больше, чем возраст наступления половой зрелости. По-видимому, это соотношение установилось в процессе естественного отбора как наиболее адекватное задачам популяционной репродукции. Для человека характерна эта же законо­мерность. При этом человек живет значительно (в 3—4 раза) доль­ше, чем животные, имеющие примерно такой же размер тела, — свинья, овца, коза, шимпанзе и др. Между тем биологически пред­определенный срок жизни самым тесным образом связан с раз-

мерами животного: более мелкие, имеющие более интенсивный обмен веществ млекопитающие, живут значительно меньше (но при этом проживают примерно такое же «физиологическое вре­мя»). Исключения из этого правила составляют некоторые виды, обладающие относительно более крупным мозгом. Так, белка, имеющая те же размеры, что и крыса, живет в несколько раз дольше, при этом ее мозг в 1,5—2 раза крупнее, чем у крысы. Относительно более долгую жизнь имеют также некоторые коша­чьи, ведущие древесный образ жизни.

Мозг человека — выдающийся по своим размерам в животном царстве, намного превышающий по относительной массе и слож­ности организации мозг любого другого млекопитающего. Возмож­но, именно в особенностях строения и функции мозга кроется удивительное долголетие человека. Но при этом необходимо от­метить, что скорость развития и морфофункционального созре­вания у человека намного ниже, чем у млекопитающих такого же размера. Копытные животные, хищники и приматы, сходные раз­мером с человеком, достигают половой зрелости через 2—4 года после рождения, тогда как человеку на это требуется 13—17 лет. Отсюда следует, что естественный предел продолжительности жизни человека составляет примерно 16 х 5 = 90 лет. Всякий, кто живет дольше этого срока, с полным основанием считается дол­гожителем.

По-видимому, темп развития и темп старения тесно связаны между собой. Замедленный темп развития позволяет человеку на­брать огромный личный и социальный опыт, заполнить мозг ко­лоссальным объемом информации и выработать социально адек­ватные формы взаимодействия представителей разных поколений. Даже в сложноорганизованных группах животных (например, при­матов) нет ничего подобного. У человека сильно растянуто дет­ство и пропорционально удлинена наиболее активная фаза жизни. Биологическая плата за это — долгое старение, но процесс мор­фофункционального увядания в какой-то мере компенсирован той социальной ролью, которую мудрость старости играет в развитом обществе.

Следует подчеркнуть, что все приведенные выше рассуждения имеют смысл только на популяционном уровне и никак не отно­сятся к индивидуальным особенностям темпов биологического, созревания. Специальные исследования не выявили значимых кор­реляций между скоростью полового созревания и временем жиз­ни у отдельных людей. Жители южных стран обычно достигают половой зрелости на 1—2 года раньше, чем северяне, но это не значит, что они живут на 5—10 лет меньше. В индивидуальном плане на продолжительность жизни влияет такое количество раз­нообразных факторов, что подобные прямые толкования обще­биологических закономерностей недопустимы

Рост и развитие костного скелета

Костный скелет и прикрепленные к нему мышцы составляют опорно-двигательный аппарат человека. Как и у всех позвоночных, скелет человека представляет собой структурную основу его тела, определяет его форму, размер и пропорции. Скелет защищает от механических воздействий головной и спинной мозг, а также формирует полости, в которых под надежной защитой находятся внутренние органы. Перемещения звеньев тела осуществляются благодаря тому, что отдельные кости соединены одна с другой при помощи подвижных сочленений, а мышцы, прикрепленные к разным костям, способны перемещать одну кость относительно другой. Все движения человека — это перемещение в простран­стве звеньев его тела.

Особенности опорно-двигательного аппарата человека во мно­гом связаны с размерами его тела, а также с прямохождением. Тем не менее, как и у всех млекопитающих, тело человека со­стоит из головы, туловища и конечностей, причем такое строе­ние приобретает эмбрион уже на 3-м месяце внутриутробной жизни.

Кость. Скелет состоит из костей, которых у взрослого челове­ка более 200. Кость — это сложнейший орган, имеющий, как и все другие органы, клеточное строение. Внутри кости проходят многочисленные полости и каналы, кость обильно снабжается кровью и лимфой, к ней подходят многочисленные нервные окончания, которые воспринимают информацию о состоянии костной ткани и передают управляющие импульсы из нервных центров. Внутри многих костей имеется полость, где расположен костный мозг — важнейший орган кроветворения, в котором образуются все типы клеток крови. Снаружи кость покрыта над­костницей — специальной защитной, очень чувствительной к механическому воздействию оболочкой. Клетки надкостницы растут и размножаются, обеспечивая утолщение кости по мере роста.

Кость — очень прочное и твердое вещество: в 30 раз тверже кирпича, в 2,5 раза тверже гранита; прочность кости в 9 раз выше, чем у свинца, и почти столь же велика, как у чугуна. Бедренная кость человека в вертикальном положении выдерживает давление до 1,5 т, а большеберцовая — до 1,8 т.

Механическая прочность кости зависит от содержания в ней минеральных веществ, особенно солей кальция. В составе кости около 10 % воды, 30 % белка и других органических веществ, а остальное (60 %) — минеральные соли. Важнейшим органическим составля­ющим костной ткани является белок коллаген, образующий эла­стичные и вязкие волокна. Именно этот белок придает костям Г упругость. Хрящевая ткань, выстилающая суставы и находящаяся на периферии костей молодого организма, представляет собой го­раздо менее минера­лизованную структу­ру, содержащую мно­го коллагена и мало солей кальция.

У детей в костной ткани содержание ми­неральных веществ значительно ниже, по­этому их скелет более гибкий и эластичный, способен легко дефор­мироваться под воз­действием внешних причин — тяжелой физической работы, не­правильного положения тела и т. п.

Процесс насыщения кости минеральными веществами называ­ется минерализацией. По мере роста и развития человека минерали­зация его костей увеличивается, достигая оптимальных значений к концу полового созревания. Минерализация кости приводит к тому, что хрящевые участки постепенно превращаются в костные, по­этому этот процесс называется также окостенением (рис. 2). С воз­растом кости становятся менее эластичными, но более хрупкими. К старости, когда минеральный обмен нарушается, из кости вы­мывается значительное количество кальция, в результате кости утрачивают прочность, сохраняя при этом свою хрупкость. Вот почему у стариков так часты переломы костей.

В течение первого года жизни окостенение скелета происхо­дит очень активно во множестве точек. Этому способствует спе­цифическое строение костной ткани ребенка, в частности отно­сительно большее (в 5—10 раз в расчете на единицу площади поперечного сечения) количество каналов, по которым внутри кости проходят мелкие сосуды. Благодаря этому снабжение кос­тей кровью у детей гораздо более интенсивное, чем у взрослых. На развитии костного скелета может отрицательно сказывать­ся нарушение баланса витамина D, который участвует в метабо­лизме кальция в костной ткани. Недостаток витамина ведет к по­явлению рахита, который проявляется в замедлении процессов окостенения и, как следствие, — в нарушении пропорций в раз­витии сочленяемых костей. Признаки рахита особенно часто вид­ны по измененной форме черепа и грудной клетки. Для профи­лактики рахита принято давать детям первого года жизни рыбий жир или синтетический витамин D. В то же время избыток этого витамина также нежелателен, так как он может приводить к ускорению процессов окостенения и торможению ростовых процессов в костной ткани.

Рост и развитие костей заканчива­ются к 20—24 годам у мужчин и на 2— 3 года раньше — у женщин. К этому вре­мени завершается окостенение всех зон роста, т. е. замена в них хрящевой тка­ни на костную. Рост кости в толщину может в определенных условиях про­должаться и позднее. На этом, в част­ности, основано сращивание костей после перелома.

Череп. Вместилищем головного моз­га, а также каркасом для мышц, обес­печивающих мимику и первичную об­работку пищи в ротовой полости, яв­ляются кости черепа (рис. 3).

Череп новорожденного состоит из нескольких отдельных кос­тей, соединенных мягкой соединительной тканью. В тех местах, где сходятся 3—4 кости, эта перепонка особенно велика, такие зоны называют родничками. Благодаря родничкам кости черепа со­храняют подвижность, что имеет важнейшее значение при родах, так как голова плода в процессе родов должна пройти через очень узкие родовые пути женщины. После рождения роднички зараста­ют в основном к 2—3 месяцам, но самый большой из них — лоб­ный — только к возрасту 1,5 лет.

Мозговая часть черепа детей значительно более развита, чем лицевая. Интенсивное развитие лицевой части происходит в пе­риод полуростового скачка, и особенно — в подростковом пери­оде под воздействием гормона роста. У новорожденного объем мозгового отдела черепа в 6 раз больше объема лицевого, а у взрос­лого — в 2—2,5 раза.

Голова ребенка относительно очень велика. С возрастом суще­ственно изменяется соотношение между высотой головы и рос­том. Это соотношение используется как один из морфологических критериев биологического возраста ребенка.

Позвоночник. Позвоночник новорожденного, как и взрослого, состоит из 32—33 позвонков (7 шейных, 12 грудных, 5 пояснич­ных, 5 тазовых и 3—4-х хвостовых), причем их рост и окостенение заканчиваются только с половым созреванием. Главной отличи­тельной особенностью позвоночника ребенка первого года жизни является практическое отсутствие изгибов. Они формируются по­степенно (рис. 4), по мере роста туловища и реализации антигравитационных реакций (сидение, стояние, прямохождение), и при­званы обеспечить биомеханически наиболее эффективные режимы как при статической, так и при динамической нагрузке. Первой образуется шейная кривизна (выпуклостью вперед), когда у ре­бенка появляется возможность удерживать в вертикальном поло­жении голову. К концу первого года жизни формируется пояснич­ная кривизна (также выпуклостью вперед), необходимая для реализации позы стояния и акта прямохождения. Грудная кривиз­на (выпуклостью назад) формируется позже. Позвоночник ребен­ка этого возраста еще очень эластичен, и в лежачем положении его изгибы сглаживаются. Недостаток двигательной активности в этом возрасте отрицательно сказывается на развитии нормальной кривизны позвоночного столба.

Следует подчеркнуть, что формирование нормальной кривизны позвоночника — важнейший этап в развитии не только костного скелета, но и всех внутренних органов, так как от формы и изгибов позвоночника зависит взаимное расположение органов в грудной клетке и брюшной полости. Кроме того, позвоночник — вместили­ще спинного мозга, из которого проводящие нервные пути отхо­дят ко всем полостным органам и тканям, а также к каждой ске­летной мышце. Нарушения в развитии позвоночника могут иметь самые тяжелые последствия для здоровья. Именно поэтому так важна профилактика, которую следует начинать уже на первом году жиз­ни ребенка, выполняя с ним осторожные и умеренные физичес­кие упражнения и массажируя его при соблюдении гигиенических норм и правил обращения с ребенком. Наиболее часто развивается сколиоз — боковые искривления позвоночника в шейном и груд­ном отделах (рис. 5), причем нередко они возникают в результате неправильного ухода за ребенком. Так, очень важно следить, чтобы ребенок спал на достаточно твердой поверхности с невысокой по­душкой, в удобной и естественной позе, а также периодически ее 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 пояс­ничной 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 отде­лов — 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 — пе­риод «полуростового» скачка. Последнее вытягивание позвоноч­ника происходит на начальных этапах полового созревания, пос­ле чего рост позвонков замедляется.

Окостенение позвонков продолжается в течение всего детско­го 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 началь­ных стадиях полового созревания.

Грудная клетка. Грудной отдел позвоночника, 12 пар ребер и грудина составляют грудную клетку, в которой под этой надежной защитой размещены сердце, легкие и другие жизненно важ­ные органы. Движения ребер под воздействием межреберных мышц обеспечивают акт дыхания. Вот почему форма и размер грудной клетки имеют важнейшее значение для осуществления физиоло­гических процессов.

У новорожденного грудная клетка имеет коническую форму, причем ее размер от грудины до позвоночника больше, чем попе­речный. У взрослого человека — наоборот.

По мере роста ребенка форма грудной клетки меняется. Умень­шается угол, под которым ребра соединены с позвоночником. Уже к концу 1-го года жизни это обеспечивает значительное увеличе­ние амплитуды дыхательных движений грудной клетки, что дела­ет дыхание более глубоким и эффективным и позволяет снизить его темп. Коническая форма грудной клетки после 3—4 лет сменя­ется на цилиндрическую, а к 6 годам пропорции грудной клетки становятся похожими на пропорции взрослого человека. Это в еще большей степени позволяет увеличить эффективность дыхатель­ных движений, особенно при физической нагрузке. К 12—13 го­дам грудная клетка приобретает ту же форму, что у взрослого.

Форма грудной клетки после 12—13 лет тесно связана с тело­сложением. Представители долихоморфных (вытянутых в длину) типов имеют удлиненную, цилиндрическую грудную клетку с ост­рым эпигастральным углом (угол между двумя нижними ребрами в точке их сращения с грудиной). У представителей брахиморфных (с преобладанием ширины) типов грудная клетка становится боч­кообразной, короткой, с тупым эпигастральным углом. У промежу­точного мезоморфного типа эпигастральный угол бывает прямым.

Скелет верхних конечностей. Пояс верхних конечностей состо­ит 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 локте­вая 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 внутриутробно), затем — лопатки и последними — кости кисти. Имен- | но эти мелкие кости служат объектом рентгенографического ис­следования при определении «костного возраста». На рентгенограмме > эти мелкие косточки у новорожденного только намечаются и становятся ясно видимыми только к 7 годам. К 10—12 годам выявляются половые различия, которые заключаются в более быстром! окостенении у девочек по сравнению с мальчиками (разница составляет примерно 1 год). Окостенение фаланг пальцев завершается в основном к 11 годам, а запястья — в 12 лет, хотя отдельные! зоны продолжают оставаться не окостеневшими до 20—24 лет.

Скелет нижних конечностей. Пояс нижних конечностей вклю­чает 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 де­формация 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: предплюс­на, плюсна, фаланги пальцев. Стопа образует свод, опирающийся на пяточную кость. Свод стопы — исключительная привилегия человека, связанная с прямохождением. Свод действует как рессо­ра, 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 сто­пы — 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 раз­меры и форму тела, соответствие их возрастной норме. Количе­ственная оценка физического развития может быть выражена как в абсолютных (килограммы, сантиметры), так и в относительных (доля в процентах от возрастной нормы) величинах. С физиче­ским развитием тесно связаны моторное (двигательное) развитие и половое созревание. Выраженные отклонения от нормативов фи­зического развития, как правило, означают нарушения процес­сов роста и созревания организма. Часто они бывают связаны с теми или иными метаболическими нарушениями, а также с пато­логией эндокринной и центральной нервной систем. При этом существенное отставание в физическом развитии иногда даже менее опасно, чем значительное опережение, которое почти всегда сви­детельствует о наличии гормональных нарушений.

Размеры и общий план строения тела. В возрастной, сравни­тельной и экологической физиологии большое внимание уделя­ется 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 прингдпы, пригодные для объекта малого размера, не могут быть приложимы к аналогичному по функции объекту боль­шего размера. Это было им замечательно проиллюстрировано це­лым рядом примеров как из морфологии и физиологии живот­ных, 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. Фи­зическое развитие, характеризуя геометрические размеры тела и его пропорции, непосредственно влияет на функционирование всех без исключения органов и систем организма (рис. 7). Это свя­зано 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 его поверхность — как мера теплоотдачи. Иными словами, размеры и пропорции тела во многом определяют соотношение механизмов теплопродукции и теплоотдачи. Маленький ребенок ближе по сво­им пропорциям к шарику, т. е. к идеальной форме, имеющей ми­нимальное соотношение поверхности и объема (массы). Такая форма наиболее экономична для поддержания энергетического и теплового баланса организма на минимальном уровне, т. е. тепло­отдача при такой форме будет наименьшая, что снижает нагрузку на механизмы теплопродукции. В то же время чем больше по разме­ру шаровидное тело, тем меньше (при неизменных пропорциях) его относительная поверхность и, следовательно, теплоотдача. Это обусловлено простой математической зависимостью, согласно ко­торой 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 быст­рому возрастанию объема, чем увеличение поверхности. То есть относительная поверхность (площадь поверхности, приходящая­ся на единицу объема) у маленького тела существенно выше, чем у большого. Поэтому для маленького организма проблемой явля­ется дополнительная продукция тепла при охлаждении, а для боль­шого — 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 организ­му приходится непрерывно приспосабливаться, — температурой окружающей среды и силой тяжести (гравитацией). Реакция орга­низма на оба эти фактора самым непосредственным образом свя­зана 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, уро­вень инсоляции, влажность, газовый состав окружающего возду­ха и т.п.).

Температура окружающей среды — постоянно действующий фактор переменного значения. В связи с тем, что клетки орга­низма нуждаются для своего нормального функционирования в постоянной температуре около 37 "С, изменения внешней тем­пературы 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 орга­низма, а следовательно — и систем управления (центральной нерв­ной системы и эндокринной системы). Повышенная температура среды требует — во избежание перегрева — активации функций, способствующих теплоотдаче (перераспределение кровотока в сто­рону 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 связа­но с массой и формой тела. Изменение пропорций тела неминуемо ведет к изменению биомеханических свойств и, как следствие, экономичности разнообразных движений, т.е. влияет на энергети­ческий 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 толерант­ность к внешней температуре и другим факторам среды. Зависи­мость показателей функциональной активности от размеров тела в ряду животных «от мыши до слона» широко исследована, и взрос­лый человек хорошо укладывается в эти общебиологические за­кономерности. Обычно измеряемые показатели интенсивности об­менных процессов (интенсивность потребления кислорода либо его калорический эквивалент) и связанных с ними вегетативных функций (частота пульса, относительная объемная скорость кровотока, частота дыхания и т.п.) снижаются с увеличением раз­меров тела пропорционально массе тела в степени 2/3. Сход­ные закономерности могут быть выявлены и в ходе онтогене­тического роста, однако здесь имеются факторы, существен­но искажающие плавный ход соответствующих кривых. Эти факторы связаны с различной организацией функций орга­низма на разных этапах онтоге­неза, о чем говорилось выше. Тем не менее внутри одной воз­растной группы размерные за­кономерности, хотя и не столь явно выраженные, имеют мес­то. Это еще одна из причин, по которой контроль за уровнем физического развития детей и подростков имеет важное зна­чение при оценке их общего морфофункционального состояния.

Масса тела, скорость обмен­ных процессов и «физиологическое время». Снижение интенсивно­сти обменных процессов с возрастом и увеличением размеров тела означает, что в единицу времени происходит меньшее количе­ство биохимических реакций, составляющих основу метаболизма. В связи с этим возникло представление о «физиологическом вре­мени», т.е. о том, что время для более маленького организма те­чет быстрее. Было показано, что «физиологическое время» про­порционально массе тела в степени 0,25. Например, у годовалого ребенка массой 12 кг время течет в 1,5 раза быстрее, чем у взрос­лого массой 70 кг, а у первоклассника массой 30 кг — на 25 % быстрее. Совершенно аналогичные результаты могут быть получе­ны, если подсчитать соотношение частоты сердцебиений, кото­рая 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 стано­вится понятна необходимость дневного сна для восстановления сил, запас которых в детском организме также еще невелик.

Типы роста тканей организ­ма. 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, лим­фатические 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 пищеварения, почки, аорта и легочная артерия, мышечная система,
объем крови); репродуктивный (яички, придаток, предстательная железа, семенные пузырьки, яичники, фаллопие­вы 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 поло­вого 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, описыва­ющий рост гонад, характеризуется медленным ростом в первые годы жизни и скачкообразным его ускорением с началом полового созревания.

Совершенно особый тип кривой роста характерен для подкож­ной жировой ткани. Очень высокая скорость роста жировой про­слойки 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 на­капливается. С учетом изменений общих размеров тела надо при­знать, что содержание подкожного жира в организме годовалого младенца относительно очень велико и в норме никогда в даль­нейшем подобное состояние не наблюдается. В динамике роста подкожного жира выявляются довольно четкие различия между мальчиками и девочками: у девочек как скорость роста, так и аб­солютные размеры подкожной жировой клетчатки обычно выше.

Показатели физического развития. К показателям физического развития, которые обычно рассматриваются врачами, антропо­логами и другими специалистами с целью контроля за динами­кой процессов роста и развития, относятся:

масса тела;

длина тела;

окружность грудной клетки;

окружность талии.

Наряду с этими могут рассматриваться также и другие показа­тели (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 фи­зического развития перечисленных показателей достаточно.

Оценка показателей физического развития. Для оценки показа­телей физического развития используют нормативные таблицы и шкалы, основанные на сигмальных отклонениях. Обычно оцени­вают отдельно каждый из показателей физического развития по сигмальной шкале, а также анализируют их соотношение на ос­новании стандартных уравнений линейной регрессии для выявле­ния дисгармоничных вариантов. Сигмальные шкалы позволяют оценивать результаты каждого измерения по 5-балльной шкале, в которой:

<М— 1,33 5 — низкий уровень;

<М-0,67 5 — нижесредний уровень;

М + 0,67 5 — средний уровень;

> М + 0,67 8 — вышесредний уровень;

> М + 1,33 5 — высокий уровень.

При проведении оценки физического развития сначала оцени­вают длину тела, а затем соответствие массы тела и длин окруж­ностей измеренной длине тела. Это делается с помощью стандарт­ных уравнений линейной регрессии. Для количественной оценки используют специально разработанные стандарты физического раз­вития.

Стандарты (нормативы) физического развития представляют со­бой результаты антропометрического обследования больших групп населения данной местности — не менее 100—150 человек на возрастно-половую группу. Поскольку физическое развитие населе­ния подвержено колебаниям в зависимости от географических, этнических, климатических, социальных, биогенных, экологи­ческих и иных факторов, стандарты и нормативы физического развития требуют регулярного (не реже 1 раза в 5—10 лет) обнов­ления. Стандарты физического развития всегда имеют региональ­ный характер, причем внутри регионов, населенных разными эт­ническими группами, должны использоваться стандарты, разработанные на основании обмеров представителей соответствующих этнических групп. Это имеет большое значение в районах Крайне­го 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 пред­определенные антропологические различия.

Темпы физического развития. Акселерация и ретардация. Темп физического развития — важная характеристика для оценки со­стояния здоровья каждого конкретного ребенка. Умеренное ус­корение или замедление этого темпа может зависеть от множе­ства факторов, но и то и другое всегда должно учитываться при сборе анамнеза и постановке любого клинического диагноза. Ин­дивидуальное разнообразие темпов физического развития доста­точно велико, но если оно укладывается в границы нормы — это свидетельствует об адекватности условий существования ребен­ка его морфофункциональным возможностям на данном этапе индивидуального развития.

Однако наряду с индивидуальными в отдельные периоды на­блюдаются популяционные сдвиги в темпах физического разви­тия. Так, в странах Европы, Северной Америки и некоторых стра­нах Азии и Африки в XX в. стало наблюдаться ускорение темпов физического развития детей на уровне целых популяций. Такое явление получило название «эпохальный сдвиг», или «акселера­ция» (от лат. accelero — ускорять) физического развития. Оно про­являлось в том, что дети значительно опережали своих родите­лей 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 це­лью выявить сам факт акселерации роста и развития, а также по­пытаться дать ему рациональное объяснение. Среди гипотез отно­сительно причин акселерации были такие, которые в разных видах связывали эти процессы с общим повышением уровня жизни и благосостояния населения Земли, которое нарастало более вы­сокими темпами в тех странах, где акселерация началась раньше и была ярче выражена. Другая распространенная точка зрения — информационная гипотеза, согласно которой огромный объем ин­формации, обрушившийся на детей с раннего возраста через пе­чать, радио, телевидение и другие средства коммуникации, сти­мулирует ростовые процессы и ускоряет созревание организма. И наконец, третья точка зрения сводилась к тому, что акселера­ция — явление временное, связанное с какими-то экзогенными (например, зависящими от солнечной активности) или эндоген­ными (причины которых неизвестны) популяционными цикла­ми, неоднократно на протяжении веков приводившими то к ус­корению, то к замедлению (ретардации, от лат. retardo — замедлять, тормозить) физического развития человечества.

До настоящего времени ни одна из этих точек зрения не получила всеобщего признания, более того, все большее число исследователей склоняется к признанию совокупного воздействия все этих факторов, которое и привело к резкому ускорению физического развития во второй половине XX в. Между тем измерения сделанные в последние 5—10 лет в России, в странах Европы Америки, показали, что процессы акселерации на популяционном уровне приостановились, отмечена даже некоторая тенденция к ретардации развития подрастающего поколения. Это обстоятельство свидетельствует более всего в пользу циклической теории акселерации-ретардации развития. Подтверждением этой концепции является и тот факт, что, судя по размерам воинских доспехов, средневековые рыцари отличались малыми размерам тела и грацильным телосложением, сходным с телосложением современных подростков. При этом, судя по данным археологических раскопок, жившие еще на 1000 лет раньше европейские жители древнего мира — Рима и Греции — были по своему физическому развитию ближе к современному типу представителя европейской расы.

Акселерация физического развития, проявившаяся в мире последние 50 лет, практически не затрагивала темпов ментального и духовного развития, и это создавало определенные трудности в сфере обучения и воспитания. В частности, раннее достижение половой зрелости привело к массовому раннему вступлению подростков в половые отношения, что до сих пор представляв собой немалую социокультурную, педагогическую и медицинскую проблему.

Возрастное изменение общего плана строения тела. Общее представление об изменении строения тела с возрастом можно получить, рассмотрев рис. 7. Из него хорошо видно, что относительные размеры головы с возрастом весьма существенно уменьшаются, тогда как относительная длина конечностей значительно возрастает. Новорожденный ребенок относительно очень широк, причем его туловище по всей длине имеет примерно одинаковую ширину. К возрасту достижения половой зрелости появляются половые различия в строении тела: широкие плечи и узкий таз юношей и четко выраженная талия с последующим расширение к тазу у девушек. Все эти изменения обусловлены различиями темпах роста отдельных частей тела на разных этапах онтогенеза. В свою очередь они приводят к появлению как морфологически так и физиологических особенностей, характерных для каждого из этапов индивидуального развития.

Морфологические критерии биологического возраста. Широк! разброс индивидуальных вариантов темпов развития приводит тому, что календарный (паспортный) возраст и уровень морфоункционального развития (биологический возраст) могут довольно существенно расходиться. Между тем для проведения соци­альных, педагогических, да и лечебных мероприятий с ребенком гораздо важнее ориентироваться на его индивидуальный уровень морфофункциональной зрелости, чем на календарный возраст. В связи с этим возникает задача оценки биологического возраста. Комплексное антропологическое и физиологическое исследова­ние могло бы дать однозначный ответ на такой вопрос, но широ­кое проведение подобных исследований практически невозмож­но, а между тем знание степени биологической зрелости организма необходимо для многих практических целей. Поэтому выработаны простые морфологические критерии, которые с известной долей вероятности могут охарактеризовать биологический возраст ре­бенка.

Самый простой, но и самый грубый способ оценки биологиче­ского возраста — по пропорциям тела — соотношению длины ко­нечностей и туловища. При этом следует подчеркнуть, что от­дельно длина или масса тела, а также размер любой части тела не могут быть использованы в качестве критериев биологическо­го возраста. Превышение уровня физического развития над среднепопуляционными значениями, также как и его отставание, само по себе еще не говорит о степени морфофункциональной зрелости организма. Так, например, высокий рост ребенка мо­жет означать не только то, что он быстрее других развивается (это как раз нам и предстоит выяснить), но также и то, что он станет высоким взрослым и уже сейчас обгоняет своих сверст­ников. Различить эти альтернативы по одному измерению невоз­можно. Другое дело — пропорции тела, учитывающие соотноше­ние степени развития отдельных его частей: головы, туловища, конечностей. Но такая оценка может давать только очень гру­бый, приближенный результат, так как здесь вмешивается фак­тор биологического разнообразия, т.е. конституциональной при­надлежности индивида. У потенциальных долихоморфов уже в дет­ском возрасте ноги могут быть относительно длиннее, чем у их сверстников-брахиморфов, хотя скорость морфофункционального развития брахиморфов по многим показателям часто оказыва­ется выше. Поэтому, судя по пропорциям тела, можно с уверен­ностью отнести ребенка только к той или иной возрастной груп­пе, причем достаточно широкой.

Костный возраст. Гораздо более точный результат дает иссле­дование костного (скелетного) возраста. Оссификация каждой кости начинается с первичного центра и проходит через ряд по­следовательных стадий увеличения и формирования области око­стенения. Кроме того, в ряде случаев появляется один или не­сколько дополнительных центров окостенения в эпифизах. Нако­нец, эпифизы срастаются с телом кости, и созревание на этом завершается. Все эти этапы легко можно увидеть на рентгенограмме. По числу имеющихся центров окостенения и степени их раз­вития можно достаточно точно судить о костном возрасте. На прак­тике наиболее часто для этих целей используют кисть и запястье (обычно левой руки). Это связано как с особенностями строения этого звена тела (множество костей и эпифизов), так и с техноло­гическим удобством, сравнительной дешевизной и безопасностью процедуры. Сравнение полученной рентгенограммы со стандарта­ми и балльная оценка степени развития многих костей позволяют количественно (в годах и месяцах) выразить полученный резуль­тат. Недостаток этого метода заключается в том, что он довольно трудоемок и требует проведения дорогостоящего и небезопасного для здоровья рентгенологического исследования.

Зубной возраст. Если подсчитать число прорезавшихся (или сме­нившихся) зубов и сопоставить эту величину со стандартами, можно оценить так называемый зубной возраст. Однако возраст­ные периоды, когда такое определение возможно, ограничены: молочные зубы появляются в интервале от 6 месяцев до 2 лет, а смена их на постоянные происходит с 6 до 13 лет. В период от 2 до 6 лет и после 13 лет определение зубного возраста теряет смысл. Правда, возможно производить оценку степени окостенения зу­бов на основании рентгенограмм, как и в случае костного возра­ста, однако такой метод по понятным причинам не получил прак­тического распространения.

Внешние половые признаки. В период полового созревания био­логический возраст можно оценивать по внешним половым при­знакам. Есть разные — количественные и качественные — методи­ки учета этих признаков, но все они оперируют одним и тем же набором показателей: у юношей это размер мошонки, яичек и полового члена, оволосение на лобке, в подмышечных впадинах, на груди и на животе, появление поллюций, набухание сосков; у девушек это форма и размер грудных желез и сосков, оволосение на лобке и в подмышечных впадинах, время первого появления и установления регулярных менструаций.

Последовательность появления и динамика степени выражен­ности перечисленных признаков хорошо известны, что дает ос­нования для достаточно точной датировки биологического возра­ста в период от 11 — 12 до 15—17 лет.

Компоненты массы тела. При описании физического разви­тия антропологи часто используют понятие «компоненты массы тела». При этом имеются в виду три важнейшие составляющие тела человека: кости, мышцы и жировая ткань. Ясно, что эти компоненты не исчерпывают всего разнообразия тканей орга­низма, но данная концепция исходит из того, что остальные ткани имеют меньше количественных межиндивидуальных раз­личий. Кроме того, каждый из этих компонентов является ре­зультатом развития одного из трех эмбриональных зародышевых

листков, давших начало всем тканям организма: костный ком­понент имеет эктодермальное происхождение, мышечный — мезодермальное, жировой — эндодермальное. Таким способом как бы устанавливается онтологическая связь между зиготой, из которой образуются три зародышевых листка, и компонентами тела зрелого организма.

Известно, что ткани организма обладают неодинаковой мета­болической активностью. Наиболее интенсивно и постоянно об­менные процессы протекают в органах, состоящих из паренхима­тозных тканей — таких, как печень, почки, эпителий желудочно-кишечного тракта и т.п. Метаболическая активность мышечной ткани очень сильно зависит от ее состояния: в условиях покоя мышца метаболически малоактивна, тогда как при нагрузке ин­тенсивность метаболизма, например, в скелетной мышце может возрастать в 50—100 раз. Еще менее метаболически активна кост­ная ткань, составляющая наряду с мышцами основу опорно-дви­гательного аппарата. И наконец, наиболее метаболически инерт­ная ткань — жировая, скорость обменных процессов в которой может снижаться практически до нуля. В связи с этим иногда жировую ткань рассматривают как некий балласт в составе тела, исключительно негативно влияющий на организм, создающий дополнительную нагрузку на мышцы и системы вегетативного обеспечения мышечной деятельности (прежде всего, сердца и | сосудов, а также, дыхания, выделения и др.) при любом двига­тельном акте. Поэтому во многих случаях в оздоровительных целях стараются контролировать количество жира в организме.

Наиболее точные способы измерения количества жира связа­ны с применением ультразвуковых диагностических приборов и компьютерной томографии. Сегодня на практике чаще всего ис­пользуют измерение кожно-жировых складок с помощью специ­ального прибора калипера, напоминающего по конструкции штан­генциркуль. Для практических целей обычно измеряют от 3 до 10 кожно-жировых складок и по формулам или номограммам, разработанным с учетом возрастных и половых особенностей, оп­ределяют количество жира в теле, или «жировую массу организ­ма». Разница между массой всего тела и жировой массой составля­ет «обезжиренную массу». Эта величина очень тесно коррелирует с интенсивностью обменных процессов в организме, причем не­зависимо от телосложения индивидуума. Это и понятно, так как «обезжиренная масса» представляет собой сумму масс всех мета­болически активных тканей тела.

Разумеется, контроль количества жировой ткани в организме необходим, причем с самого раннего детского возраста. Перееда­ние, несбалансированное (преимущественно углеводное) пита­ние и другие причины экзогенного характера могут приводить к ожирению, вредному для здоровья. Однако нельзя вовсе отрицать необходимость наличия жира в организме. Не говоря уже о том, что жировая ткань — депо наиболее калорийных питательных ве­ществ (окисление 1 г жира дает почти вдвое больше энергии, не­обходимой для жизнедеятельности любой клетки тела, чем окис­ление 1 г углеводов), она выполняет также функцию запасания многих биологически активных веществ, в частности стероидных гормонов. Эти вещества способны растворяться в жировых кап­лях, наполняющих жировые клетки, и при необходимости могут поступать в кровь и становиться доступными для других тканей организма. Чрезмерное снижение количества жира в организме приводит к нарушениям гормональной сферы. В частности, для нормального полового развития и поддержания половой функ­ции в организме должно быть определенное количество жира (око­ло 10—15%), причем в женском организме примерно в 2 раза больше, чем в мужском. Недостаток жира (истощение) неминуе­мо приводит к дисфункции половых желез, расстройству менст­руального цикла у женщин и импотенции у мужчин.

Имеются данные о том, что количество жировых клеток в орга­низме человека предопределено генетически, а избыточное или недостаточное жироотложение определяется не увеличением или уменьшением числа этих клеток, которое остается неизменным от рождения до старости, а степенью их наполненности запасен­ным жиром.

Соотношение количества костного, мышечного и жирового компонентов определяет телосложение человека.

Телосложение и конституция. Телосложение — одно из наи­более фундаментальных понятий антропологии, исследованию которого посвящены сотни работ начиная с середины XIX в. На особенности телосложения и связанные с ними особенности нерв­но-психических процессов и заболеваемости обращали внимание еще древние и средневековые врачи. Все это привело к появ­лению учения о конституции человека. Под конституцией чело­века обычно понимают комплекс анатомических, физиологи­ческих и психологических особенностей индивида, закреплен­ных генетически и определяющих формы и способы его адаптации к самым разным внешнесредовым воздействиям, а также заболе­ваемость и характер протекания болезней (что тоже, разумеется, отражает адаптивные свойства). Как древние, так и самые совре­менные авторы понимают конституцию комплексно, как некий синтез разных сторон индивидуальности человека. Биологическая сущность человека характеризуется тремя главными составляю­щими: строением тела, физиологией жизненных функций и ме­таболизма и психологическими особенностями личности. Они взаимосвязаны и в комплексе составляют конституцию челове­ка - наиболее фундаментальную характеристику целостного орга­низма (табл.1).

Таблица 1

Морфофункциональные свойства, характерные для людей

разных типов телосложения (по Дж.Харрисон, Дж.Уайнер и др.)

Однако в медицинской науке широко распространено и пред­ставление о частных конституциях, имеющих порой весьма узкое значение. Телосложение — один из важнейших признаков консти­туции, в котором она манифестируется и по которому можно с большой долей вероятности прогнозировать многие индивидуаль­ные особенности человека, включая некоторые черты характера (рис. 10).

Популяционные исследования позволили установить, что встре­чаемость разных типов телосложения неодинакова в различных регионах, у представителей разных рас и этнических групп. Для взрослых русских жителей г. Москвы характерно распределение: астеноторакальный тип — 30%; мышечный тип — 50%; дигестивный тип — 20 %. У детей соотношения могут быть иными, так как диагностика типа конституции у детей затруднена из-за недо­статочной выраженности морфологических конституциональных признаков. Значительное количество (иногда до 50 %) детей в воз­расте до 14—15 лет антропологи относят к промежуточным и не­определенным типам. Кроме того, у детей обычно менее развита мускулатура, поэтому представленность мышечного типа в дет­ских популяциях, по оценкам антропологов, существенно ниже.

Для практических целей обычно достаточно приблизительной, грубой оценки конституциональной принадлежности. В этом слу­чае можно использовать простые показатели, легко измеряемые в ходе ежегодного медицинского осмотра детей в дошкольных уч­реждениях и учебных заведениях.

Типология физического развития. Конституциональная принад­лежность ребенка во многом определяет скорость ростовых и Дифференцировочных процессов на разных этапах индивидуально­го развития. Так, например, представители дигестивного типа кон­ституции раньше входят в период полового созревания и, по неко­торым данным, в более раннем возрасте достигают половой зрело­сти. По другим данным, правда, первыми достигают половой зрелости представители мышечного типа. Однако во всех исследо­ваниях было показано, что представители астено-торакального типа Достигают половой зрелости позднее других, хотя пубертатный ска­чок роста они проходят в те же сроки, что и «мышечники». Извест­но также, что ростовые процессы у людей с мышечным телосло­жением заканчиваются обычно раньше, чем у людей астеническо­го и торакального типов.

Менее детально изучено достижение уровня полуростового скачка представителями разных типов конституции, но и здесь прослежи­ваются конституциональные различия в темпах развития.

Физическое развитие и двигательные возможности ребенка. Некоторые двигательные возможности непосредственно связа­ны с уровнем физического развития. Это относится, например, к проявлению мышечной силы. Дети, обладающие более высо­ким уровнем физического развития, обычно сильнее своих свер­стников, что обусловлено большей абсолютной массой скелет­ных мышц. В то же время относительная сила мышц (в расчете на единицу массы или на единицу поперечного сечения мыш­цы) может быть выше у детей с некоторым отставанием в фи­зическом развитии.

Темп физического развития в некоторые периоды онтогенеза может определять биомеханические особенности движений и, как следствие, двигательные возможности ребенка. Дети 1-го года жизни, имеющие вышесредний и высокий уровень физического развития, в среднем на 1—2 мес позже начинают самостоятельно ходить, чем дети с нижесредним и низким уровнем физического развития. Уже упоминалось о том, что до полуростового скачка дети не способны к реализации фазы полета в беге. Пубертатный скачок роста, связанный с резким изменением пропорций тела и удлинением конечностей, приводит обычно к временной диско-ординации движений (обычно в возрасте 13—14 лет). Дети и под­ростки с высоким уровнем физического развития обладают, как правило, более низкой выносливостью, чем их сверстники со сред­ним и нижесредним уровнем физического развития. Особенно негативно на двигательных возможностях сказывается наличие избыточного жироотложения. Таким образом, уровень физического развития не всегда отражает степень функциональной зрелости физиологических систем.

Часто встречающиеся отклонения в физическом развитии. От­ставание и опережение в физическом развитии. Физическое разви­тие является внешним интегральным проявлением адекватности процессов роста и развития условиям существования организма. Любые существенные отклонения от нормы в физическом разви­тии свидетельствуют об относительном неблагополучии в состоя­нии здоровья индивидуума.

Следует иметь в виду, что только в случае существенного от­клонения от стандартов можно говорить о нарушениях в темпах роста и физического развития. В этом смысле в равной степени должны вызывать озабоченность как низкий, так и высокий уро­вень физического развития, хотя причины, их вызывающие, обыч­но существенно разнятся. Кроме того, при оценке уровня физи­ческого развития конкретного ребенка следует учитывать также физическое развитие (длину и массу тела) его родителей. Методами близнецового анализа показано, что физическое развитие и телосложение примерно на 70 % определяются наследственностью и лишь на 30 % факторами внешней среды, в которой протекает рост и развитие.

Низкий уровень физического развития может быть следстви­ем недостаточности питания или каких-то его компонентов (ви­таминов, незаменимых аминокислот, микроэлементов и т.п.), чрезмерной физической нагрузки, а также следствием ряда хро­нических заболеваний. Если к этому нет генетической предраспо­ложенности, низкий уровень физического развития служит осно­ванием для детального медицинского обследования ребенка с це­лью выяснения анамнеза и выявления возможных хронических патологий. В первую очередь обращают внимание на состояние эндо­кринного аппарата, сердца и сосудов, почек и печени.

Высокий уровень физического развития, если он не сопряжен с избыточной массой- тела и не имеет генетических корней, тре­бует пристального внимания, в первую очередь к состоянию эн­докринных органов. Чаще всего, однако, высокий уровень физи­ческого развития сочетается с ожирением, что также свидетель­ствует о нарушениях эндокринной сферы и является показанием для детального диспансерного обследования ребенка.

Как отставание, так и опережение в темпах физического раз­вития могут быть следствием отклонений в функциях централь­ной нервной системы.

Дисгармоничность физического развития. Под дисгармонично­стью физического развития обычно понимают резкое несоответ­ствие массы тела его длине, а также несоответствие обхватных размеров продольным. Кроме того, дисгармоничным можно счи­тать проявление женских черт строения тела (большой объем бе­дер и таза при узкой грудной клетке) у мальчиков и мужских (узкий таз в сочетании с широкими плечами, избыточная маску­линизация) — у девочек.

Дисгармоничность может возникнуть в результате некоторых видов спортивной тренировки, особенно в случаях ранней спортив­ной специализации. Так, нередки случаи проявления дисгармонич­ного физического развития у девочек, занимающихся спортивной гимнастикой с 5—7-летнего возраста. Подобные формы дисгармо­ничности, вызванные экзогенными факторами, могут оказывать отрицательное влияние на динамику процессов роста и развития и сказываться в дальнейшем в течение всей жизни, даже если причины, их вызвавшие, уже давно устранены. К развитию дис­гармоничности могут вести также травмы, полученные в детском возрасте, особенно если повреждены те или иные отделы позво­ночника. Нередко при этом страдают и нервные центры спинного мозга, а также проводящие пути, иннервирующие скелетные мышцы и кости туловища и конечностей.

"Лекция 1" - тут тоже много полезного для Вас.

Чаще всего дисгармоничность физического развития является либо результатом перенесенных в раннем периоде развития бо­лезней, связанных с нарушением роста и развития опорно-дви­гательного аппарата (например, рахит), либо проявлением от­клонений в деятельности желез внутренней секреции, но не ука­зывает однозначно на этиологию процесса. Для таких детей обычно невозможно определить конституциональную принадлежность, так как морфологические и функциональные свойства не согла­сованы между собой. Дисгармоничность в форме диспластично-сти является фактором повышенного риска возникновения ши­рокого круга заболеваний — от инфекционных до раковых, при­чем прогноз течения многих заболеваний в этом случае небла­гоприятный.

Во всех случаях выявления детей с признаками дисгармонич­ности физического развития требуется повышенное внимание к анамнезу, условиям жизни, объему учебной и физической на­грузки и т.п.

Плоскостопие. Наиболее распространенным видом дисгармонич­ности физического развития является уплощенная стопа, или плоскостопие. Свод стопы, приспособленный для реализации пря-мохождения, — специфическая особенность человека, отличаю­щая его от всех других приматов. Развитый свод стопы определяет силу отталкивания от поверхности при ходьбе и беге и создает оптимальные условия для деятельности мышц ног, что обеспечи­вает высокую выносливость. Недостаток или неправильная орга­низация двигательной активности в раннем возрасте, а также из­быточная масса тела нередко приводят к уплощению стопы и, как следствие, к повышенной утомляемости при стоянии, ходьбе и беге. В ряде случаев развившееся плоскостопие может препят­ствовать осуществлению некоторых видов деятельности. Сильно выраженное плоскостопие отражается на характере афферентной импульсации при локомоциях и может негативно сказываться на динамике процессов созревания механизмов моторного контроля. В частности, этот фактор может тормозить развитие координации движений, ограничивая тем самым двигательные возможности ребенка.

Для выявления плоскостопия используется метод плантографии — получения оттиска следа подошвы ноги на бумаге с помо­щью красящего вещества.

Лечение плоскостопия обычно осуществляют с помощью спе­циальных супинаторов — обувных прокладок, дозирующих на­грузку на разные участки подошвы ноги. Для профилактики плос­костопия наиболее эффективны специальные физические упраж­нения, укрепляющие мышцы свода стопы, а также массаж. При этом следует иметь в виду, что подошва ноги — одна из самых мощных рефлексогенных зон организма, и ее раздражение является сильным стимулирующим действием, затрагивающим многие органы и системы, особенно — иннервируемые средним и нижним отделами спинного мозга. Возбуждение спинальных ганглиев через массаж подошвенных рефлексогенных зон ведет так же к активации тонической мускулатуры, что имеет первостепенное значение для формирования осанки.

Нарушения осанки. Нарушения осанки, как правило,«связаны с искривлением позвоночника в том или ином его отделе. Причины возникновения нарушений осанки чаще всего кроются в непра­вильном подборе мебели для детей, что заставляет их принимав неадекватную позу. В результате происходит неравномерное раз­витие мышечного каркаса позвоночника, что в конечном счете ведет к его искривлению в боковом направлении. Наиболее эф­фективным средством профилактики нарушений осанки являют­ся физические упражнения, развивающие тонические мышцы спины и шеи. При хорошо развитом мышечном каркасе осанка сохраняется даже в случае использования неудобной мебели. В воз­расте до 5—6 лет есть возможность исправить осанку путем вы­полнения традиционных физических упражнений. В старшем воз­расте, когда особенно часто и начинают проявляться эффекты нарушения осанки из-за повышения объемов статических нагру­зок, связанных с длительным неподвижным сидением, необхо­димо применение специальных упражнений, формирующих мы­шечный каркас. Определенный эффект может дать также массаж и электростимуляция латеральных мышц. В тяжелых случаях быва­ет необходимо хирургическое вмешательство.