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

К старшему школьному возрасту все основные функции пищеварительной системы завершают свое развитие, адаптируя организм к приему различной смешанной пищи и хорошее ее усвоение.

В поддержании постоянства внутренней среды (гомеостаза) важная роль принадлежит мочевыделительной системе (почки, мочеточники и мочевой пузырь). Почки достаточно полно сформированы уже к 2-3 годам. Особенно значительный прирост массы почек отмечается в период полового созревания.

В среднем школьном возрасте к 12-14 годам жизни заканчивается функциональное созревание процессов мочеобразования - фильтрации и реабсорбции (обратного всасывания). Происходит образование первичной и вторичной мочи, близкой по количеству и составу к конечным показателям (увеличивается во вторичной моче количество мочевины, натрия, и уменьшается количество молочной кислоты). Суточное количество выделяемой мочи в 10-летнем возрасте составляет 1.5 л, а в период полового созревания достигает взрослого уровня-до 2.0 л.

Хотя условно-рефлекторный механизм выделения мочи устанавливается в первые годы жизни ребенка, но ещё и в среднем школьном возрасте встречается ночное непроизвольное недержание мочи (энурез). Около 5-10% подростков до 13-14 лет страдают энурезом. В основном, это дети, находящиеся в невротическом состоянии, излечение от которого снимает явления недержания.

В последние годы заметно возросло количество заболеваний почек, таких как опущение почек и воспаление почек, особенно у девочек, все это связано с уменьшением двигательной активности и модой на короткие кофточки, которые не закрывают поясницу даже в холодное время года. Поданным ВОЗ, заболевания почек вышли на третье место в мире.

В среднем школьном возрасте происходит резкое изменение деятельности желез внутренней секреции, вызванное включением генетических влияний на ЦНС и эндокринную систему. Организм подростка вступает в переходный период.

В этом возрасте происходит возрастная инволюция эпифиза. Происходящее снижение тормозящего действия эпифиза на нижележащие структуры гипоталамуса приводят к их активации. Усиливается взаимодействие гипоталамуса и гипофиза - так называемой гипоталамо-гипофизарной системы. Гипоталамус начинает стимулировать секреторную функцию гипофиза. В результате гипофиз резко усиливает выброс в кровь соматотропного гормона (гормона роста) и гонадотропного гормона, который вызывает усиленную секрецию половых гормонов надпочечниками (андрогенов и эстрогенов) и половыми железами (тестостерона и эстрадиола). Под влиянием этих гормонов в организме усиливаются процессы роста и развертываются процессы полового созревания - формирования организма по мужскому и по женскому типу.

Под влиянием тиреотропного гормона гипофиза усиливается секреция гормонов щитовидной железы (тироксина и трийодтиромина), стимулирующих обменные и энергетические процессы в организме и способствующие его росту и развитию. Избыточная активность щитовидной железы влияет на развитие гипертиреоза у подростков, вызывая повышенную возбудимость и расстройство сна.

Вилочковая железа, тормозящая развитие половых желез, испытывает в переходный период обратное развитие, уступая активную роль половым железам.

Большое значение в росте тела имеет гормон поджелудочной железы инсулин, который активирует секрецию соматотропина и способствует анаболическим процессам - синтезу белков, жиров и углеводов в организме. Среди детей нарушения функций поджелудочной железы и заболевания сахарным диабетом чаще всего встречаются в возрасте 12 лет.

Половое созревание затрагивает все органы и системы организма подростка. В этот период происходит формирование определенного морфотипа человека с индивидуальными особенностями формы и размеров тела, соотношения мышечной и жировой ткани. Завершаются процессы становления типологических особенностей поведенческих реакций, характеристик личности подростка. К специфическим особенностям переходного периода относится формирование первичных половых признаков (развитие половых желез и половых органов) и вторичных половых признаков (характерное оволосение, изменение тембра голоса, рост молочных желез).

В процессе полового созревания девочки опережают мальчиков на 1-2 года. Длительность этого периода имеет большие индивидуальные различия, зависящие от генетических особенностей индивидуума и ряда условий внешней среды.

Выделяют 5 стадий полового созревания, определяемых по комплексу первичных и вторичных половых признаков (рис. 2).стадия, которая, начинаясь еще в младшем школьном возрасте в 7-8 лет, охватывает в основном препубертатпый период - возраст 10-12 лет. Она характеризуется отсутствием вторичных половых признаков, но уже обнаруживает некоторые половые различия в деятельности ряда функциональных систем.стадия характеризуется активацией гипофиза. Она относится к 1-й фазе пубертата (у девочек это возраст 11-13 лет, у мальчиков - 13-15лет). Эту стадию у мальчиков отличает небольшое увеличение яичек и слабое оволосение лобка, у девочек набухание молочных желез. Активация функций гипофиза сопровождается усиленной секрецией гонадотропного и соматотропного гормонов, а также повышенной секрецией половых гормонов. У девочек в большей степени растет концентрация соматотропина и раньше начинается пубертатный скачок роста (около 13 лет).

Рис. 2. Распределение стадий половой зрелости у мальчиков 7-17лет

стадия также соответствует 1-й фазе пубертата (у девочек до 13 лет, у мальчиков до 15 лет). Она характеризуется активацией половых желез. В крови растет концентрация половых гормонов. У мальчиков увеличиваются размеры яичек и длина полового члена, усиливается оволосение лобка. У девочек усиливается развитие молочных желез и оволосение лобка, начинается оволосение подмышечных впадин. На этой стадии особенно повышается у мальчиков содержание в крови соматотропина и наблюдается пубертатный скачок роста (около 14 лет). Усиленное выделение соматотропина происходит ночью («человек растет во сне») и замедляется в дневное время.стадия отмечается во 2-й фазе пубертата (у девочек в 13-14 лет, у мальчиков в 15-16 лет). Она характеризуется максимальным уровнем активности половых желез. Их секреция достигает максимальных значений в 14-15 лет. У мальчиков происходит утолщение полового члена, усиленное оволосение лобка, появление волос на лице и в подмышечной впадине. К характерным признакам этой стадии относят также появление у них на лице юношеских угрей и связанную с удлинением голосовых связок ломку голоса - смену высоких обертонов, на более низкие. У девочек заметного развития достигают молочные железы, оволосение лобка приближается к взрослому типу. Увеличиваются запасы подкожного жира. В 12-13 лет появляются первые менструации (так называемые менархе), которые свидетельствуют о начале созревания в яичниках яйцеклеток и становлении периодических процессов женского организма овариально-менструального цикла (ОМЦ). У мальчиков в 15 лет появляются первые поллюции - выход созревших сперматозоидов из семенных пузырьков вместе с выделениями предстательной железы. Они происходят 1-3 раза в месяц или реже, с перерывами в 10 - 60 дней.

Гормон роста - соматотропин сохраняется на повышенном уровне у мальчиков, которые продолжают вытягиваться в длину, но у девочек его содержание снижается и их рост замедляется. В мышцах подростка усиленно формируются быстрые и мощные гликолитические волокна, достигая 50% объема мышцы. Это обусловливает высокий прирост силы. Однако повышенные физические нагрузки в этот период угнетают выделение соматотропного гормона и замедляют процессы, полового созревания. Они должны тщательно дозироваться, особенно у девочек.стадия завершает 2-ю фазу пубертата (у девочек к 15-летнему возрасту, у мальчиков - к 17-летнему возрасту). Эта стадия определяется достижением зрелого уровня первичных и вторичных половых признаков. Этот характеризуется созреванием в мужском организме функционально зрелых сперматозоидов и готовностью женского организма к детородной функции. У девушек происходит созревание в яичниках яйцеклеток и стабилизируется ОМЦ.

Выраженность стадий созревания подростков описывается в баллах полового развития (БПР). Для этого оценивается выраженность вторичных половых признаков, определяется сумма их показателей и сравнивается с табличными нормативами, Значительная перестройка деятельности всей эндокринной системы в переходный период отражается на изменениях во всех органах и системах организма, особенно выраженных. В 1-ю фазу пубертата (на II и III стадиях полового созревания). В этот период повышенная активность подкорковых структур и снижение регулирующих (тормозящих) влияний коры на подкорку, а также дисгармония в эндокринной системе вызывают нестабильность реакций в эмоциональной и психической сфере подростков. Отмечается несогласованность морфологического и функционального развития отдельных органов и систем. Происходит отставание скорости роста сердца от темпов удлинения тела, отставание роста просвета сосудов от повышения мощности сокращений миокарда, отставание на 1 -2 года роста туловища в длину от удлинения конечностей. Эти изменения вызывают временное нарушение координации движений, снижают умственную и физическую работоспособность. Снижение работоспособности связано также с повышением энерготрат при увеличении размеров тела, что снижает возможность энергообеспечения мышечной работы в организме подростка.

Таблица 3 Величина бала полового развития у мальчиков и девочек

Совершенствование механизмов теплоотдачи улучшает адаптацию юношеского организма к большому диапазону изменений температур окружающей среды. Терморегуляционные реакции в юношеском возрасте становятся более эффективными и экономичными. В температурном ядре тела к 18-летнему возрасту устанавливается средняя величина температуры тела, соответствующая взрослым.

На протяжении среднего и старшего школьного возраста происходят - перемены в обмене веществ и энергии. Уменьшается преобладание процессов ассимиляции над процессами диссимиляции.

Величина основного обмена у детей этого возраста в расчете на единицу массы тела или поверхности тела заметно снижается. У девочек она ниже, чем у мальчиков, и раньше приближается к уровню зрелого организма. Лишь в пубертатном возрасте основной обмен у девочек временно оказывается выше, чем у мальчиков. Суточная величина основного обмена возрастает у подростков по отношению к детям младшего школьного возраста почти в 1.5 раза, достигая примерно 1300-1400 кал, а в юношеском возрасте приближается к уровню зрелого организма (1700 кал).

Увеличение массы тела и повышение двигательной активности вызывают увеличение и общего объема суточных энерготрат, в среднем школьном возрасте они составляют около 2500-2700 кал, а в старшем школьном возрасте - 2800-2900 кал.

С возрастом происходит и перестройка в процессах обмена веществ. С окончанием роста массы тела падает относительная потребность организма в белках. Положительный азотистый баланс к юношескому возрасту постепенно сменяется азотистым равновесием, характерным для взрослого организма. Относительная потребность в белке (на 1 кг массы тела) с возрастом снижается: в 1 -3 года - 4-4.5 г, в 6-10 лет - 2.5-Зг, у подростков - 2-2.5 г, у взрослых - 1.5-1.8г. Общая же суточная потребность в белках возрастает с ростом массы тела: у дошкольников - около 70г, в младшем школьном возрасте - 75-80 г, в среднем школьном возрасте - примерно 85-90 г, в старшем школьном возрасте - 90-100 г (как у взрослых).

Аналогичны величины суточной потребности в жирах. У подростков еще достаточно высока потребность в поступлении с пищей жира. В период полового созревания жиры используются для пластических процессов формирования состава тела, а холестерин необходим для синтезирования половых стероидных гормонов. Вместе с тем, избыточное поступление жира при низкой двигательной активности приводит к ожирению. Что очень часто наблюдается в наше время. У подростков, характеризующихся избыточными жировыми отложениями, величина основного обмена на единицу массы тела может быть ниже на 20-30% из-за низкой интенсивности процессов обмена в жировых клетках. Сравнительно большим содержанием жира в составе тела объясняется также более низкий уровень основного обмена у женщин по сравнению с мужчинами.

Относительная интенсивность углеводного обмена у подростков снижается, а суточная потребность в углеводах растет: у младших школьников она составляет около 300 г, в среднем школьном возрасте - 340-370 г, в старшем школьном возрасте - около 400 г, у взрослых - 500-600 г. Углеводы обеспечивают в организме подростка, как пластические процессы, так и энергетические. Увеличение объема двигательной активности подростков увеличивает их потребность в углеводах.

В растущем организме велика потребность в поступлении необходимого количества витаминов и минеральных веществ. Кальций и фосфор, нужны для формирования скелета, железо - для образования гемоглобина. Однако по мере увеличения возраста относительная потребность в воде, витаминах и минеральных веществах снижается.

2. Физиологические особенности адаптации детей среднего и старшего школьного возраста к физическим нагрузкам

Период среднего и старшего школьного возраста имеет свои специфические механизмы и закономерности адаптации нагрузкам, связанные с возрастными и индивидуальными особенностями развития организма.

.1 Совершенствование центральной регуляции движений

В среднем школьном возрасте высокого уровня достигает развитие ЦНС, сформированы индивидуальные особенности высшей нервной деятельности, заканчивается созревание сенсорных систем.

К этому возрасту у подростков сформированы все основные механизмы управления движениями, свойственные взрослому организму - рефлекторное кольцевое управление системой обратных связей и программное управление по механизму центральных команд. Это обеспечивает не только способность выполнения длительных упражнений, когда возможны ко      ррекции моторных программ по ходу движения, но и выполнение кратковременных двигательных актов - бросков, ударов, метаний, прыжков. Становится возможным начать углубленную специализацию в различных видах спорта.

Рассматриваемый период определяется тремя качественными перестройками механизмов центральной регуляции движений:

) значительным усилием межцентральных взаимосвязей в коре больших полушарий,

) становление ведущей роли ассоциативных третичных полей коры функциональной системе управления движениями;

) переходом доминирующей роли правого полушария к левому.

В возрасте 10-12 лет происходит важнейший этап в совершенствовании интегративных функций высших отделов мозга - резкое увеличение горизонтальных взаимосвязей в коре больших полушарий. Происходит усиленный рост отростков корковых нейронов, обеспечивающий функциональные связи между нейронами ансамблями различных корковых областей. В результате на протяжении среднего и старшего школьного возраста формируются многочисленные внутрисистемные и межсистемные функциональные взаимосвязи в организме. Совершенствуются зрительно-двигательные, рече-двигательные, вестибуло-моторные и др. рефлексы. Отмечается высокий уровень интеграции деятельности сенсорных систем. Улучшается сочетание различных моторных реакции между собой. Хорошо дифференцируются мышечные усилия. В биомеханической структуре и функциональной организации локомоций (ходьбы, бега) достигается высокая координационная точность. В движениях двумя руками вырабатывается высокая согласованность их пространственных характеристик, в том числе при симметричных движениях. Созревает механизм их временного согласования (так называемый таймерный механизм). Движения рук хорошо согласуются с движениями глаз. Возникает возможность точного произвольного управления отдельными мышцами и даже изолированными двигательными единицами. Управляемость мышечными группами рук, головы и шеи выражена лучше, чем других мышечных групп.