Метаболизм и вегетативные функции
Обменные процессы в этом возрасте достаточно стабильны. Интенсивность окислительного метаболизма (обмен веществ) по сравнению с предыдущим возрастом снижается и составляет 1,4 Вт на 1 кг массы тела в покое. В повседневной деятельности обменные процессы протекают примерно в 2 раза быстрее, чем в покое. Таким образом, за сутки организм ребенка расходует 8 МДж энергии (1800 ккал). Однако это средняя цифра. Детальное изучение индивидуальных особенностей метаболизма и потребности в пище показывает, что у разных детей в этом возрасте потребности в энергии могут составлять от 4 до 12 МДж/сут, т. е. 1000–3000 ккал/сут. Столь большие индивидуальные различия появляются после завершения полуростового скачка. Они связаны с индивидуальными различиями во внутренней организации обменных процессов и совершенно нормальны. Именно на этих различиях базируется необходимость выявления рациональных норм питания. Практика показывает, что далеко не всегда количество необходимой пищи совпадает с количеством потребляемой пищи. Чаще всего такое несоответствие возникает как результат неадекватных пищевых привычек, возникших под влиянием взрослых. Именно в этом возрасте начинает отчетливо проявляться избыточный вес, связанный с тем, что излишек потребляемой с пищей энергии не используется в обменных процессах, а откладывается в виде жира.
На возраст 8–9 лет приходятся важные преобразования функций пищеварительной системы, в первую очередь механизмов регуляции желудка и печени. Нарушения в режиме питания, несоблюдение основных правил при выборе пищевых продуктов и их приготовлении — все это может привести к хроническим заболеваниям желудочно-кишечного тракта.
Вегетативные системы. Быстрое развитие выносливости и способности поддерживать стационарные состояния вообще связано в первую очередь с расширением резервных возможностей большинства функций. Возрастное снижение интенсивности обменных процессов и параллельное уменьшение активности транспортных систем (частоты сокращений сердца и дыхания и т. п.) в покое определяет снижение нижней границы (базального уровня) функционального диапазона. С другой стороны, это отражает экономизацию функций, а с третьей — обеспечивает расширение функционального диапазона, так как максимальный уровень сохраняется весьма высоким. Так, максимальная частота сокращений сердца у детей этой возрастной группы по-прежнему достигает 200–210 уд/мин. В то же время в покое у мальчиков 7 лет она составляет 91,2 уд/мин, а к 10 годам снижается до 78,7 уд/мин. Немалую роль в этом возрасте играет увеличение ударного объема сердца и дыхательных объемов, что значительно расширяет резервные возможности организма в условиях напряженной деятельности и адаптации.
Согласованность функционирования систем энергообеспечения. Высокая потребность в кислороде характерна не только для мышечной ткани, но и для тканей внутренних органов и мозга. Так, мозг ребенка в этом возрасте примерно в 2 раза интенсивнее потребляет кислород, чем мозг взрослого, и это обеспечивается соответствующим кровоснабжением. У детей выше интенсивность окислительных процессов также в печени, желудочно-кишечном тракте, почках и других органах. Повышенная потребность органов и тканей детского организма в кислороде обусловливает своеобразную организацию функционирования сердечно-сосудистой и дыхательной систем. Хотя экономичность работы кровообращения и дыхания в младшем возрасте еще не так велика, как у взрослых, их согласованность очень высока.
В младшем школьном возрасте совершенствуется и терморегуляция. Формируются механизмы физической терморегуляции, т. е. способность организма поддерживать постоянство температуры тела не за счет производства добавочного тепла, а за счет ограничения теплоотдачи через поверхность кожи. К 10 годам у ребенка этот механизм настолько сформирован, что по своей эффективности мало отличается от подобного механизма у взрослого.
Таким образом, все элементы, составляющие сложнейшую функциональную систему аэробного энергообеспечения функций организма, «пригнаны» друг к другу и взаимодействуют оптимальным образом. Ясно, что такая тонкая регуляция взаимодействия физиологических процессов не может быть реализована без соответствующего уровня зрелости и тренированности центрального аппарата управления.
Формирование произвольных движений. Возраст 7-10 лет можно считать оптимальным для формирования произвольных движений. На этом этапе возрастного развития существуют особенно благоприятные психофизиологические предпосылки для быстрого освоения и совершенствования сложных произвольных движений.
К 7 годам заметно расширяются связи двигательной области головного мозга с одним из важных центров регуляции движений — мозжечком и подкорковыми образованиями, в частности с красным ядром. К этому возрасту морфологические признаки коркового отдела двигательного анализатора ребенка близки к таковым взрослого человека. Достигает значительной зрелости и рецепторный аппарат двигательной системы. Морфологическое дозревание двигательной коры мозга завершается в период от 7 до 12–14 лет. К этому же возрасту полностью развиваются чувствительные и двигательные окончания мышечного аппарата.
Возраст 7-10 лет является новым этапом в формировании акта ходьбы. Показатели структуры шага и ходьбы близки к показателям взрослых. Темп ходьбы равномерный, длина шага стабильна, ускорение темпа связано с удлинением шага. Лишь к возрасту 9-10 лет иннервационная структура двигательной координации становится устойчивой к влиянию дополнительных нагрузок и различных «шумов», мешающих реализации движения.
Качественная реализация моторной программы при выполнении движений (особенно на начальных этапах формирования навыков) требует напряженного зрительного контроля, так как именно зрительный контроль выступает в качестве ведущего механизма обратной связи и в процессе онтогенетического развития, и в процессе формирования произвольных движений. По мере совершенствования навыка более значимой в регуляции движений становится проприоцептивная информация. При этом допускается, что зрительная и проприоцептивная системы при управлении движениями функционально не дублируют одна другую, а решают разные задачи.
Баланс взаимодействия этих систем складывается как в ходе развития, так и в процессе совершенствования конкретной двигательной деятельности. При этом роль различной афферентации при различных двигательных действиях неоднозначна. Точностные действия, качество которых можно оценить, требуют постоянного зрительного контроля. Воспроизведение движений, не требующих точности или оценки качественных показателей, может даже улучшаться при отключении зрительной афферентации.
С 7 лет проприоцепция уже играет определенную роль в текущей коррекции произвольных движений и выработке пространственной программы движения, однако зрительный контроль остается ведущим звеном коррекции. Функция центрального программирования является еще несовершенной, так как программа движения не включает в себя предварительного учета фактора времени. В 9 лет отмечается перестройка механизма двигательной регуляции. В характере построения движений отчетливо проявляются признаки участия в этом построении механизма центральных команд. Подавляющее большинство точностных реакций организовано как комбинация быстрого и медленного движения. В 10 лет происходит окончательное освоение растущим организмом более совершенного физиологического механизма программирования движений, обеспечивающего возможность предварительного учета не только пространственного, но и временного фактора — механизма центральных команд. Подавляющее большинство точностных реакций 10-летних детей организовано по типу быстрых движений.
Формирование нейтральных механизмов управления движениями в 7-10 лет идет на фоне онтогенетического развития самих движений, которые становятся одновременно более дифференцированными и интегрированными (вспомним изменение структуры шага или двигательного акта письма и их объединение в единую интегрированную структуру двигательного действия), и в то же время более стабильными и менее зависимыми от влияния различных факторов.
Очень важный момент в онтогенетическом развитии центрального механизма управления движениями отмечен у 9-летних детей: появление первичных (предварительных) коррекций. Это не просто выработка пространственной программы движения, что наблюдалось уже у детей 7-летнего возраста, а программирование движения и в пространстве, и во времени. У детей в 9 лет отмечается самый высокий по сравнению с таковым у детей всех изученных возрастов показатель точности реакций.
Возраст 9 лет характеризуется тем, что механизм кольцевого регулирования достигает наибольшего совершенства и вместе с тем на смену ему уже приходит более сложный, но и более экономичный механизм центральных команд. В 10 лет этот механизм можно считать освоенным. Появляется возможность реализации нового класса движений, качественно иначе строящихся и иначе управляемых, резко увеличивается скорость двигательных реакций. Например, продолжительность выполнения отдельных движений при письме сокращается почти в 3 раза. Однако механизм центральных команд у детей этого возраста еще далек от совершенства. Можно считать, что часть движений (наиболее быстрых) у 10-летних детей уже организуется по типу баллистических: за счет значительного начального ускорения достигается высокая скорость, движение на значительной части своей амплитуды выполняется с большой, почти постоянной скоростью, остановка обеспечивается резким нарастанием отрицательного ускорения. Тем не менее различие между баллистическими движениями взрослого человека и ребенка 10 лет очевидно: для ребенка характерны грубые ошибки в движениях, а движения взрослого более точны.
