Дипломная (вкр): Особенности организма и адаптации к физическим нагрузкам детей среднего и старшего школьного возраста

Развитие двигательной сенсорной системы происходит непрерывно, значительно усиливаясь в возрасте от 7-8 до 13-15 лет, когда достигается оптимальный уровень ее развития. К этому времени в сочетании с кожной афферептацией формируется хорошо развитая комплексная кинестетическая чувствительность.

В 16 лет точность различения мышечных напряжений практически не отличается от уровня взрослых людей. Благодаря четкому восприятию проприоцептивной информации увеличивается способность к управлению не только отдельными мышцами, но даже отдельными двигательными единицами.

Таким образом, у детей среднего и старшего школьного возраста происходят значительные изменения во всех структурах ЦНС, достигая взрослого типа нервной системы. Сенсорика системы достигает уровня взрослого человека уже в среднем школьном возрасте.

С завершением периода второго детства с началом переходного периода и наступлением юношеского возраста в растущем организме происходят большие перемены в длине, массе, составе и пропорциях тела, в функционировании различных органов и систем.

Завершается формирование зубного аппарата. Вырастают клыки (10-12 лет) и малые коренные зубы (10-12 лет), затем вторые (12-14 лет) и третьи коренные, зубы - «зубы мудрости» (17-25 лет).

В костной ткани продолжается процесс окостенения, который в основном завершается в юношеском возрасте. К 13 годам завершается окостенение пястных и запястных отделов рук, затем фаланг пальцев ног (у девушек к 13-17 годам, у юношей к 15-21 году), и наконец, фаланг пальцев рук (к 19-21 году). Незавершенный процесс окостенения позвоночника может привести у подростков и юношей к различным его повреждениям при больших нагрузках. Окончательно процесс окостенения скелета завершается к 25-летнему возрасту.

Особенно заметным является «пубертатный скачок роста» - резкое увеличение длины тела, в основном за счет быстрого роста трубчатых костей. У девочек он наступает в среднем около 13 лет, когда годовой прирост у них достигает 8 см, а у мальчиков - в 14 лет, составляя до 10 см в год. При этом у подростка непривычно вытягиваются конечности, но отстает рост грудной клетки. Временно нарушаются привычные пропорции тела и координация движений. Проявляются избыточность или дефицит массы тела. В юношеском возрасте увеличиваются поперечные размеры тела, устанавливаются индивидуальные его особенности, достигается гармоничные пропорции. Гармоничное развитие отмечается у 80-90% школьников.

Масса тела в 14 лет изменяется медленно. С 14-15лет начинается ее бурное увеличение, которое сопровождается быстрым приростом массы сердца (рис. 1). Вес мышечной массы достигает к 15 годам 32% массы тела, а к 17-18 годам - взрослого уровня (44%).

В возрасте 8-18 лет значительно изменяется длина и толщина мышечных волокон. Происходит созревание быстрых утомляемых гликолитических мышечных волокон и с окончанием переходного периода устанавливается индивидуальный тип соотношения медленных и быстрых волокон в скелетных мышцах.

Рис. 1. Увеличение массы тела (1) и массы сердца. Возраст, годы

В среднем школьном возрасте завершается формирование у подростка присущего ему морфотипа: эктоморф (по другим классификациям - астеник, долихоморф) с узкими пропорциями тела, эндоморф (гиперстеник, брахиморф) с широкими пропорциями тела и промежуточный тип (мезоморф).

Постепенное и поэтапное упрочение костей, связочного аппарата и мышечной массы у подростка делает необходимым постоянно следить за формированием его правильной осанки и развитием мышечного корсета, избегать длительного использования асимметричных поз и односторонних упражнений, чрезмерных отягощений. Неправильное соотношение тонуса симметричных мышц приводит к асимметрии плеч и лопаток, сутулости и пр. функциональным нарушениям осанки. В среднем школьном возрасте нарушения осанки встречаются в 20-30% случаев, искривления позвоночника - в 1 - 10% случаев. У девочек и девушек осанка является более прямой, чем осанка мальчиков и юношей.

Созревание опорно-двигательного аппарата и центральных регуляторных механизмов обеспечивает развитие важнейших качественных характеристик двигательной деятельности. На средний и старший школьный возраст приходятся сенситивные периоды развития силы, быстроты, ловкости и выносливости.

Уровень физического развития организма и качеств двигательной деятельности зависит от стадии полового созревания. Чем более высокая стадия полового созревания у подростка, тем выше его физические возможности и спортивные достижения.

Большая межиндивидуальная вариабельность длительности протекания у подростков переходного периода отражается на некоторой разноречивости результатов исследований сенситивных периодов разными авторами. Особенно это касается первой фазы пубертата, когда отмечается ухудшение двигательных функций и проявления физических качеств. Подростки в этот период неловки и угловаты. Движения их недостаточно координированы. Они не знают, куда девать такие длинные руки, как ловко управлять неожиданно выросшими ногами. Во всех их действиях наблюдается обилие лишних движений и повышенные энерготраты на работу.

Нарушается моторика речи. Отмечается нарушение ритмичности и плавности речи, затрудняется регуляция громкости. Подростки часто сокращают слова, заменяя их междометиями. В этот период нарушается речевая регуляция движений. С окончанием переходного периода эти явления исчезают.

В юношеском возрасте в результате созревания опорно-двигательного аппарата и завершения развития физических качеств достигается высокое совершенство движений. Создается основа формирования наиболее сложных их форм, четкой ориентации во времени и пространстве, с максимальной выраженностью различных проявлений силы, ловкости и быстроты.

.3 Особенности системы кровообращения, крови и дыхания

Количество крови в организме в процентах к массе тела уменьшается от периода новорожденности к возрасту 10-16 лет в 2 раза, но еще превышает конечные значения.

У дошкольников кроветворение происходит в костном мозгу всех костей, нос 12-летнего возраста - только в губчатом веществе плоских костей и эпифизах трубчатых костей, а в диафизах трубчатых костей красный костный мозг заменяется желтым жировым мозгом, не имеющим кроветворной функции.

На протяжении среднего и старшего школьного возраста увеличивается количество эритроцитов и гемоглобина, снижается количество лейкоцитов, в лейкоцитарной формуле продолжается снижение числа лимфоцитов и нарастание количества сегментированных нейтрофилов. К возрасту 14-16 лет картина крови 1 фактически уже соответствует взрослому организму. Однако еще встречается много незрелых форм лейкоцитов. Скорость оседания эритроцитов достигает » взрослого значения 8-10 мм/час.

В среднем и старшем школьном возрасте полностью формируется система кровообращения. Растут масса и объем сердца. Масса сердца по сравнению с новорожденным увеличивается к 10 годам в 6 раз, а к 16 годам - в 11 раз. За исключением периода 12-13 лет, масса сердца у мальчиков превышает аналогичные показатели у девочек. Рост массы сердца происходит с некоторым отставанием от роста массы тела. Особенно велик годовой прирост массы сердечной мышцы после 14 лет.

Объем сердца достигает 130-150 мл (у взрослых- 280 мл), а минутный объем крови - 3-4л/мин (у взрослых - 5-6 л/мин). Минутный объем крови увеличивается, главным образом, за счет возросшего систолического объема, который за период от 10 до 17 лет нарастает от 46 мл до 60-70 мл. За счет увеличенного систолического объема крови и повышения тонуса парасимпатического отдела нервной системы происходит дальнейшее снижение частоты сердечных сокращений (ЧСС). в среднем школьном возрасте ЧСС в покое около 80 уд./мин, а в старшем школьном возрасте (16-18 лет) соответствует взрослому уровню - 70 уд./мин. У подростков до 14 лет еще значительно выражена дыхательная аритмия, которая после 15-16 лет практически исчезает. С развитием у подростков проводящей системы сердца различные показатели ЭКГ в старшем школьном возрасте приближаются к показателям взрослого организма.

В связи с тем, что сердце выбрасывает заодно сокращение больший объем крови, растет величина артериального давления. У мальчиков в 11 лет величина артериального равна АД=104/61, в 12 лет- 108/65, в 13 лет- 112/65, в 14 лет- 115/66, в 15 лет-120/68, в 16 лет-125/73, в 17 лет-125/73 мм рт. ст. У девочек после 13 лет эти показатели на 2-5 мм рт. ст. ниже, чем у мальчиков.

Минимальное (диастолическое) артериальное давление изменяется в меньшей степени, чем максимальное (систолическое) давление, поэтому растет их разность, т.е. пульсовое давление. Такие изменения улучшает кровоснабжение различных органов тела.

Рост просвета сосудов в переходный период (13-14 лет) отстает от увеличения сократительной силы миокарда. Это вызывает в ряде случаев явления юношеской гипертонии - повышение АД до 140 мм рт. ст. и выше.

В результате урежения ЧСС и увеличения длины сосудов, особенно у высокорослых подростков и юношей, происходит замедление кругооборота крови. Время кругооборота крови у дошкольников- 14с, у младших школьников - 16 с, в среднем школьном возрасте -18 с, а у старших школьников достигает взрослых значений -20-22 с.

В целом, происходящие в сердечнососудистой системе изменения (урежение ЧСС, удлинение периода общей диастолы, повышение АД замедление кругооборота крови) свидетельствуют об экономизации функций сердца.

Система дыхания увеличивается с возрастом. Увеличивается длительность дыхательного цикла и скорость вдоха, продолжительнее становится выдох (особенно пауза на выдохе), снижается чувствительность дыхательного центра к недостатку кислорода и избытку углекислого газа. Совершенствуется регуляция дыхания, в том числе произвольная регуляция при осуществлении речевой функции. Экономизируются дыхательные реакции на нагрузки.

Дыхательный объем возрастает и, соответственно, снижается частота дыхания в 1 минуту. У детей дошкольного и младшего школьного возраста легочная вентиляция увеличивается преимущественно за счет учащения дыхания, а у подростков - за счет повышения глубины дыхания, и лишь у половины из них при этом происходит и учащение дыхания. В 12-летнем возрасте частота дыхания составляет 19 вд./мин, а к 14-летнему возрасту, она приближается к взрослому уровню- 16-18 вд./мин. Минутный объем дыхания в 10 лет составляет около 4 л/мин, в 14 лет - около 5 л/мин (у взрослых 5-8 л/мин). Происходящие изменения носят прогрессивный характер, позволяя улучшить газообмен в легких, так как при частом и неглубоком дыхании воздух обменивается преимущественно в воздухоносных путях, очень мало изменяя состав альвеолярного воздуха.

Изменение дыхательных функций испытывает некоторые трудности развития в период полового созревания. Задержка роста грудной клетки при значительном вытягивании тела затрудняет дыхание у подростка. Масса легких в 12 лет оказывается в 10 раз больше первоначальной, но все же вдвое меньше, чему взрослых. Повышение возбудимости дыхательного центра и временные нарушения регуляции дыхания вызывают у подростков особую непереносимость кислородного дефицита. При гипоксических состояниях у них могут возникать головокружения и обмороки.

В переходный период у подростков наблюдается неритмичность дыхания, не завершен еще процесс расширения воздухоносных путей. Носовые ходы у детей узкие, их формирование заканчивается к 14-15 годам. Развитие новых ветвей бронхиального дерева, заметно усилившееся еще до начала пубертатного периода, ускоряется после его окончания. После 11-12 лет процесс расширения бронхов начинает преобладать над их удлинением. Происходит бурное развитие альвеол.

Объемы легких зависят от стадий полового созревания, которые проходят у девушек раньше, чем у мальчиков. Общая емкость легких и жизненная емкость легких у 13-летних девочек составляют около 93% от величин этих объемов у 18-летних девушек, а у 12-13-летних мальчиков - лишь 73% к этим объемам у 18-летних юношей. У мальчиков ЖЕЛ больше, чем у девочек на всех стадиях полового развития. С небольшими колебаниями ЖЕЛ составляет в младшем школьном возрасте около 1л, в среднем школьном возрасте - порядка 2л, в старшем школьном возрасте - примерно 3л.

Относительно величин ЖЕЛ в литературе отмечается значительные различия у разных авторов. Это, по-видимому, можно объяснить тем, что ЖЕЛ зависит от многих факторов: возраста и пола, стадии полового созревания, влияний эпохальной и индивидуальной акселерации, характера морфотипа и популяционных особенностей строения тела, климатогеографических и социально-экономических условий жизни и т.п. Можно привести для примера наиболее часто встречающиеся данные о возрастной динамике ЖЕЛ.

К 16-17 годам развитие дыхательных функций в основном завершается. Возможности дыхательной системы, даже в юношеском возрасте оказываются все еще ниже, чем у взрослого организма. В 17-18-летнем возрасте реакции дыхания на нагрузки еще менее экономичны, недостаточна выносливость дыхательных мышц.

Прекращение прироста функциональных показателей дыхания происходят в женском организме в возрасте 17-18 лет, в мужском - в возрасте 19-20 лет.

Таблица 2. Возрастная динамика величин жизненной емкости легких (мл) за период от 4 до 17 лет

1.4 Особенности пищеварения, выделительной и эндокринной системы

Для растущего организма огромное значение имеет качественное и разнообразное питание, важен рациональный режим поступления пищи. Для среднего и старшего школьного возраста оптимальное количество приема пиши - 3-4 раза в сутки. Соблюдение четкой периодичности режима питания способствует выработке условных пищевых рефлексов и развитию аппетита, необходимых для улучшения процессов переваривания пищи и ее усвоения организмом. При четырехразовом питании усваивается около 80% поступающей в организм пищи, а при трехразовом - около 75%.

Прорезывание постоянных зубов заканчивается к 14-летнему возрасту. Полноценный зубной аппарат обеспечивает хорошую механическую обработку пищи у подростка.

К возрасту 13-15 лет устанавливается взрослый уровень объема и концентрации выделяемых пищеварительных соков, достигается максимальная активность пищеварительных ферментов, повышается кислотность желудочного сока, развивается полостное пищеварение.

В этот период еще продолжается морфологическое развитие желудочно-кишечного тракта. С возрастом увеличивается длина пищевода (в 5 лет - 16 см, в 15 лет - см, у взрослых - 25 см). В 12-15 лет заметно нарастает длина кишечника. В 14-15 лет особенно увеличивается печень. До 19 лет растет поджелудочная железа.

Мышечный слой желудка и кишечника становится толще, увеличивается сила сокращения гладких мышц. Активизация моторики желудка и кишечника облегчает перемешивание пищи, улучшая ее переваривание и продвижение пищевого комка по желудочно-кишечному тракту. В 10-летнем возрасте процессы всасывания в желудке прекращаются и осуществляются у подростка главным образом в тонком кишечнике.