Онтогенез и возрастная периодизация. Закономерности роста и развития. Роль среды и наследственности.

Отождествляя течение человеческой жизни со сменой вре­мен года, Гиппократ находил (метафорически) такую после­довательность: посев, зима, весна, лето, сбор плодов, осень. В своем сочинении «О неделях» он пытался найти строгую он­тогенетическую последовательность и периодичность возраст­ных изменений в организме человека на протяжении всей жизни:

«В человеческой природе семь времен, которые зовут воз­растами: ребенок, отрок, юноша, молодой человек, муж, по­жилой, старик. Возраст ребенка — до семи лет, эпоха проре­зывания зубов; отрок — до появления спермы, дважды семь лет; юноша -- до появления бороды, трижды семь; молодой человек — до увеличения всего тела, четырежды семь; муж — до сорока девяти лет, семью семь; пожилой — до пятидеся­ти шести, семью восемь лет. А отсюда начинается старость» [3, с. 434]. Если эта формула была верна в античный историчес­кий период, то ныне точность ее сомнительна. После Гиппок­рата было много попыток возрастной периодизации, но воп­рос неизменно остается открытым. Не потому ли, что индиви­дуальность никогда не укладывается в «прокрустово ложе» схем? Следовательно, любую классификацию можно прини­мать лишь как ориентировочную.

Условно жизнь человека с момента рождения можно раз­граничить на три стадии: созревание, зрелый возраст и старе­ние. Эти стадии могут быть названы по-иному: прогрессивная, стабильная и регрессивная. В сущности, большинство руко­водств, учебников и учебных пособий по физиологии человека содержит материал, имеющий отношение только к зрелому возрасту. Иллюзия статичности этого возрастного этапа обус­ловлена вневременным изолированным рассмотрением функ­ций взрослого организма. В значительной мере схематичным представляется и изучение физиологии старения, что обус­ловлено, в частности, немногочисленностью научно-исследо­вательских учреждений геронтологического профиля и огра­ниченностью социального заказа на выполнение исследова­ний. Но и обилие сведений о росте и развитии человека в дет­ском и подростковом периодах не обеспечило полной ясности в соответствующих разделах возрастной физиологии. Создает­ся впечатление, что трудности в систематизации и обобщении накопленного материала обусловлены обилием частностей и стремлением к детализации в разрозненных исследованиях многочисленных научных коллективов.

Между тем, имеется одна существенная особенность раз­вития организма, общая для всех возрастных контингентов, но впервые подмеченная педиатрами на примере развития ребен­ка [10]. Эту особенность достаточно четко сформулировал Л.С. Выготский: «...Развитие представляет собой ряд отдель­ных циклов, ряд отдельных эпох, ряд отдельных периодов, внутри которых темпы развития и содержание развития ока­зываются различными.

Такие циклы развития, такие волны развития наблюдают­ся как в отношении отдельных сторон развития, скажем роста, веса, речи, умственного развития, памяти, внимания и т.д., так и в отношении развития в целом. ...Возраст есть не что иное, как известный цикл развития, как бы замкнутый в себе, отграниченный от других циклов, который отличается своими своеобразными темпами и своим своеобразным содержанием развития» [1, с. 17].

Циклы, или периоды развития, описанные специалистами разных профилей, имеют разную продолжительность в зависи­мости от того, какие критерии послужили основой их опреде­ления. В одних случаях учитывают периоды только после рож­дения, в других — q момента зачатия.

Несмотря на имеющиеся расхождения в отечественной ли­тературе по возрастной периодизации, схематически весь жиз­ненный цикл человека .можно расклассифицировать по эта­пам, стадиям, периодам. Развитие человека проходит два этапа: пренатальный (от зачатия до рождения) и постнатальный (от рождения до смерти).

Пренатальный (внутриутробный) этап развития состоит из следующих периодов онтогенеза:

1. Герминативный период развития — с момента оплодот­ворения яйцеклетки до имплантации зародыша в стенку мат­ки. Продолжительность этого периода — одна неделя.

2. Эмбриональный (зародышевый) период начинается с момента имплантации и занимает вторую и третью недели развития. Этому периоду соответствует гистотрофная форма питания.

3. Эмбриофетальный (предплодный, неофетальный) пе­риод - это переход к желточному, а затем плацентарному кровообращению (4—8-я недели, когда питание зародыша обеспечивается за счет веществ, доставляемых ворсинками хо­риона. В этот период интенсивно протекают процессы органо­генеза).

4. Фетальный (плодный) период начинается после восьмой недели развития и продолжается 32 недели до момента рожде­ния. С завершением плацентации снабжение зародыша кисло­родом и питательными веществами из крови матери начинает­ся через плаценту (период гемо-амниотрофной формы пита­ния плода).

В результате слияния женской и мужской гамет (яйце­клетки и сперматозоида) образуется зигота — новый, пока еще одноклеточный организм. Зигота имеет принципиальные от­личия от каждой из исходных половых клеток по размерам, строе-нию и свойствам. Она имеет удвоенное число хромосом (46, а не 23), несущих материнскую и отцовскую наследствен­ность, и способность к делению. В процессе деления она пре­вращается в многоклеточный шар, в котором дифференциру­ются наружный, средний и внутренний слой, различаемые микроскопически. Наружный слой (эктодерма) дает начало развитию кожного (покровного) эпителия, нервной системы и органов чувств. Из среднего слоя (мезодермы) развиваются скелет, мышцы, системы кровообращения и выделения, а из внутреннего (энтодермы) — эпителий кишечника, пищевари­тельные железы, легкие.

Период онтогенеза с четвертой до конца восьмой недели, когда завершаются основные процессы образования тканей, органов и систем, называется эмбриофетальным. Следующий период развития, начиная с девятой недели, когда образуется плацента, принято называть плодным, так как организм (плод) по чертам лица, строению туловища и конечностей становится во многом похож на новорожденного. Связь плода с плацен­той осуществляется с помощью толстой трубки, заполненной кровеносными сосудами, — пуповиной.

Процесс развития эмбриона (зародыша) в течение 60 дней в искусственных условиях в 1961 году наблюдал итальянский ученый Д. Петруччо, позже шведские ученые с помощью эн­доскопической техники смогли проследить развитие и сфото­графировать особенности зародыша и плода в естественных ус­ловиях (внутри матки). Уже у трехнедельного зародыша дли­ной всего 2,5 мм можно различить выпуклость черепа, закладку глаз, спинного мозга, щитовидной железы, легких, печени, ки­шечника и других органов. С восемнадцатого дня сердце, пока еще примитивное, начинает сокращаться. Шестинедельный эмбрион длиной 20 мм защищен от механических поврежде­ний (толчков, сдавлений, ушибов, сотрясений) оболочкой с околоплодными водами. Питание зародыш вначале получает от «желточного мешка» (первично питающего органа), а позже — через развивающуюся плаценту, контакт сосудов которой с со­судами стенки матки обеспечивает диффузию кислорода и пи­тательных веществ из крови матери в кровь зародыша. При этом не происходит смешения эритроцитов матери и эмбриона.

К четвертому месяцу плод имеет хорошо сформированные конечности, лицом напоминает новорожденного, а в четыре месяца уже совершает движения, ощущаемые матерью («шеве­ление»). На фотографии в возрасте 18 недель он еще более по­хож на новорожденного, через тонкую кожу хорошо видны ветвящиеся кровеносные сосуды, ногти на руках и ногах, голо­ва повернута в сторону света, во рту держит большой палец правой руки [6]. Следовательно, у него уже появились ориен­тировочный и сосательный рефлексы, а движения конечностей стали разнообразными, организм стал более совершенным, чем в течение предыдущих недель развития.

К моменту рождения плод достигает в среднем 3200—3400 г массы и 48—50 см длины. С появлением на свет новорожден­ный кричит, хаотически двигает конечностями и обретает спо­собность совершать самостоятельные дыхательные движения. Всё это указывает на его нормальное внутриутробное развитие и на способность жить в воздушной среде.

С момента перерезки пупочного канатика плод называют •новорождённым. Он начинает автономное, «самостоятельное»

существование, но требует постоянного внимания окружаю­щих, особенно — матери и отца.

Постнатальный этап (от момента рождения до смерти) со­стоит из следующих стадий:

1. Стадия роста, развития и созревания.

2. Стадия зрелого возраста (взрослости, «стабильного» со­стояния, детородная).

3. Стадия регрессивная.

На протяжении стадии роста, развития и созревания про­слеживаются следующие закономерности: 1) неравномерность темпа роста и развития; 2) неодновременность (гетерохронность) роста и развития отдельных органов и систем; 3) зави­симость роста и развития от пола и темпа полового созрева­ния; 4) обусловленность процессов генетическими факторами и средой.

Процессы роста и развития протекают у детей непрерыв­но, но их темп имеет нелинейную зависимость от возраста. Например, наиболее значительные изменения длины (в сред­нем на 25 см) и массы тела (на 6—7 кг) отмечаются в тече­ние первого года жизни, который принято называть перио­дом первого вытягивания. Снижение темпа роста (от 1 года до 3 лет) получило название первого периода округления. Пе­риодом второго вытягивания считается возраст 5—7 лет, ког­да годовой прирост тела составляет 7—10 см. Второй период округления — возраст 7—10 лет. С началом полового созрева­ния связан третий период вытягивания (11—15 лет). После­дующее замедление роста соответствует возрасту 16—17 лет, когда- значительно увеличивается мышечная масса при малом увеличении длины тела. Неравномерно изменяются и другие антропометрические показатели, например, объем и окруж­ность грудной клетки. Развитие различных органов и частей те­ла подчиняется тому же закону неравномерности. Вследствие этого с возрастом изменяются пропорции тела.

Неодновременность роста и развития органов и систем обусловлена необходимостью избирательного и ускоренного созревания тех структур и функций, которые обеспечивают выживаемость и адаптивность организма. Например, необхо­димость интенсивного формирования условно-рефлекторной деятельности, совершенствования механизмов адаптации к меняющимся условиям среды предъявляет требования к ускоренному развитию головного мозга, масса которого к концу третьего года жизни увеличивается в три раза по сравнению с массой мозга новорожденного. Напротив, лимфатическая ткань претерпевает интенсивный рост и формирование только в возрасте 10—12 лет. Быстрое развитие половых органов и становление детородной функции происходят после 12 лет.

Таким образом, параллелизма в развитии различных орга­нов и систем фактически не существует, а наоборот, имеется некая очередность, попеременность (гетерохронность).

Половые различия проявляются в особенностях обменных процессов, темпов роста и развития организма и его отдель­ных функциональных систем. Например, до начала полового созревания мальчики имеют более высокие по сравнению с девочками антропометрические показатели, а в период поло­вого созревания соотношения меняются, но после 15 лет мальчики вновь опережают девочек. Половой диморфизм (различие в темпах, сроках и показателях роста и развития мальчиков и девочек) имеет существенное значение для орга­низации учебно-воспитательного процесса, выбора физичес­ких нагрузок, профессиональной ориентации.

Генетическая программа, предопределяющая темп роста и развития, порядок созревания отдельных органов и систем, их биологическую надежность, не является абсолютной. Под влиянием факторов окружающей среды она может претерпевать некоторые отклонения. Например, в значительной степени факторами среды обусловлены изменения массы тела. Обус­ловленный генетическими факторами тип высшей нервной дея­тельности (генотип) под влиянием условий и характера воспи­тания может изменяться, трансформируясь в фенотип.

Однако, несмотря на неравномерность и гетерохронность развития, можно обозначить периоды, в течение которых об­наруживаются определенные возрастные закономерности.

Стадия роста, развития и созреваниясостоит из девяти пе­риодов.

1. Период новорожденности - самый короткий период. Он составляет постнатальную часть перинатального периода, длится всего 8—30 дней, но имеет огромное значение как пе­риод индивидуального развития, в течение которого стабили­зируется приспособление организма к новым условиям среды. Период новорожденности (неонатальный) как самостоятельный выделяют на том основании, что в это время ребенок вскармливается молозивным молоком. Это промежуточная фор­ма между гемотрофным-амниотрофным и лактотрофным пи­танием, или питанием зрелым молоком. Значение этого пери­ода не исчерпывается только нутритивным актом (питанием). Реализация сосательного рефлекса сопряжена также с прими­тивным, но очень важным запечатлеванием (импринтингом) образа матери поначалу только с помощью языка и губ, созда­ющим основу дальнейшего совершенствования восприятия, нормального психоэмоционального развития и социализации. За возрастом новорожденности следует период, который называют грудным возрастом, или младшим ясельным. Он за­нимает весь первый год жизни, но по характеру питания раз­деляется на два периода.

2. Период лактотпрофной формы питания (питания зре­лым молоком) продолжается 5—6 месяцев и, в свою очередь, делится на две фазы. Первая фаза продолжительностью 2,5— 3 месяца — это возраст, когда закрепляется первая антиграви­тационная реакция, характеризующаяся способностью удер­живать головку в вертикальном положении. Одновременно ис­чезает сгибательный гипертонус верхних конечностей, начи­нается урежение ритма дыхания, ритма сердечных сокраще­ний (следствие возрастающего тонуса блуждающего нерва). Вторая фаза лактотрофного периода длится до 5—6-месячного возраста. В это время ребенок делает первые попытки реали­зации второй антигравитационной реакции - позы сидения. Завершается эта фаза началом прорезывания первых молоч­ных зубов, после чего питание материнским молоком сочета­ется с прикормом,

3. Период сочетания лактотрофной формы питания с при­кормом начинается с 5—6 месяцев и длится до возраста 1 года. В течение этого периода изменяется способ взаимодействия с окружающей средой, что выражается не только в переходе на смешанную форму питания, но и в реализации позы стояния как третьей антигравитационной реакции. В этом периоде на­чинается выполнение первых сложных, координированных локомоторных актов.

Наряду с различиями трех периодов развития ребенка имеется общая их особенность — продолжение биологической связи с матерью. Начальная социализация ребенка в это время

характеризуется преимущественно эмоциональным общением со взрослыми.

4. Период раннего детства (преддошкольный, ясельный) — это возраст от 1 года до 3 лет, когда прекращается биологичес­кая связь с матерью и формируется вторая сигнальная система действительности (речевая система). Дети начинают взаимо­действовать с разнообразными предметами и явлениями, само­стоятельно приспосабливаясь к изменяющимся условиям, со­вершенствуют навыки ходьбы и осваивают бег. Развитие этих приспособительных реакций способствует интеллектуальному развитию. Одновременно отлучение,от вскармливания мате­ринским молоком и начало употребления разнообразной сме­шанной пищи преобразуют деятельность пищеварительной си­стемы.

Гомеостатическое регулирование в этом периоде приобре­тает существенно новые особенности: возрастает тонус блуж­дающего нерва, в покое проявляются холинергические меха­низмы, переход на адренергический гомеостаз осуществляется лишь с увеличением двигательной активности и при появлении стрессовых реакций на изменения в среде. К трехлетнему воз­расту частота дыхания уменьшается вдвое (до 24—26 в 1 мин) по сравнению с периодом новорожденное™ (40—60 в 1 мин), а частота сердечных сокращений -- приблизительно в 1,3.раза (со 140—160 до 100—120 в 1 мин). Следует отметить, что локо­моторные акты ребенка в этот период еще не вполне коорди­нированы, так как до трехлетнего возраста еще сказывается незрелость центральной нервной системы, в частности — под­корковых ядер (стрио-паллидарной системы), а скелетные мышцы еще не полностью освобождены от функции терморе­гуляционного тонуса. Ведущей деятельностью ребенка в тече­ние этого периода развития является предметно-манипулятивная деятельность, при социальном общении не только со взрослыми, но и со сверстниками.

5. Дошкольный период, или период первого детства — это возраст с 3 до 7 лет. Возраст обучения и подготовки к тем элементарным формам и навыкам деятельности, которые по­надобятся индивиду на протяжении дальнейшего развития и во взрослом состоянии. Довольно быстрое, но с индивидуаль­ными особенностями, развитие второй сигнальной системы в возрасте с 3 до 5 лет сопровождается формированием личности ребенка, формированием собственного «Я». В это время закладывается основа «внутренней речи», словесного мышле­ния, словотворчества, развиваются символические функции высшей нервной деятельности. В этом же возрасте идет ин­тенсивный рост тела в длину, «первое вытягивание» (8—10 см в год).

Шестилетний возраст — это особый, переломный период в развитии ребенка, но это еще не возраст готовности к школьным формам обучения. Ведущей деятельностью еще оста­ется игра. Обучение достигается в разнообразных формах игровой деятельности, особенности которой заключаются в уве­личении динамического компонента нагрузки на скелетную мускулатуру, совершенствовании координации движений и развитии интеллекта. Если до трехлетнего возраста игровая активность девочки и мальчика имела сходство во многих от­ношениях, то в дошкольном периоде мальчикам более свой­ственны игры с преобладанием активного поискового поведе­ния и силовых компонентов, в то время как девочки выбирают игры с элементами заботливости. Частая смена видов двига­тельной активности создает впечатление неутомляемости ре­бенка.

6. Период отрочества, или второго детства (младший школьный возраст) — это, согласно классификациям, при­нятым в конце 60-х годов, возраст 8—11 лет для девочек и 8— 12 - для мальчиков. Даже не принимая во внимание высокую вероятность начала обучения с 6 лет, младшим школьным воз­растом можно назвать возраст 7—10 лет, если учесть, что он соответствует срокам обучения в начальной школе. Такой про­извольный сдвиг на 1 год вызван отнюдь не учетом особенно­стей развития человека, а волюнтаристским характером школь­ных реформ, ужесточивших требования к деятельности ребен­ка. Уместно напомнить, что всего несколько десятилетий тому назад считалось своевременным начало школьного обучения с 8-летнего возраста.

В 7-летнем возрасте происходит дальнейшее совершен­ствование локомоций, формируются настоящие ходьба и бег по типу взрослых, в связи с чем снижаются энерготраты. Воп­реки этому свободная, не стесняемая системой воспитания двигательная активность, присущая дошкольному возрасту, сменяется организованными формами мышечной деятельно­сти и вынужденной гипокинезией, связанной с учебным про­цессом, что наносит ущерб не только физическому, но и пси­хическому развитию ребенка. Преодоление этого противоречия возможно только при условии перестройки всей педагоги­ки начальной школы.

Ведущей деятельностью ребенка в этом возрастном перио­де является учебная деятельность. Она способствует формиро­ванию элементов абстрактного мышления приблизительно к возрасту 10 лет, но наиболее типичным еще остается конкрет­ное мышление.

7. Препубертатный период как первая фаза полового со­зревания часто упоминается в литературе по школьной гигие­не или по сексологии, хотя и не вошел в официальные класси­фикации. Его возрастные пределы не могут быть четко очерче­ны по причине половых, а еще в большей степени — индиви­дуальных различий. Принято считать, что у мальчиков этот пе­риод начинается в 10 лет и заканчивается в 12—13 лет, у дево­чек — с 8—9 до 12 лет. Фактически это уже не подготовка к половому созреванию, а начало его, поэтому можно было бы и не выделять этот период как самостоятельный. Но сложность заключается в том, что многие внешние проявления гормо­нальной перестройки в организме несколько запаздывают, и начало пубертатного периода становится заметным по мере появления вторичных половых признаков.

8. Пубертатный период (период полового созревания в узком смысле слова) у девочек относится к возрасту от 12 до 16—17 лет, а у мальчиков — с 13 до 17—18 лет. Его называют также подростковым периодом и, что не вполне соответствует истине, старшим школьным возрастом. Фактически это пе­риод, объединяющий средний и старший школьный возраст. В течение этого* периода успевают сформироваться вторичные половые признаки, но половое созревание продолжается. В воз­расте 15 лет мальчики по росту догоняют девочек. Подросток - это уже не ребенок,"но еще и не взрослый. Основной пробле­мой пубертатного возраста становится общение со сверстни­ками. Ведущей деятельностью к концу этого периода (а для некоторых подростков — даже раньше) становится учебно-профессиональная.

9. Юношеский период длится с 17 до 22 лет у юношей и с 16 до 20 лет у девушек. В начале этого периода, в 17—18 лет, энерготраты на единицу массы тела становятся такими же, как у взрослых. Рост резко замедляется, и прирост длины тела в течение всего периода обычно составляет 1—2 см. В юноше­ском возрасте завершается и закрепляется половое созрева­ние. Одновременно завершается формирование высших эмо­ций и самосознания.

Стадия зрелого возраста(стабильное, стационарное состо­яние) является хорошо изученной, так как именно с ней свя­заны все исследования в области физиологии труда и боль­шинство исследований в области физиологии спорта. Ее верх­няя граница соответствует началу пенсионного возраста. Вви­ду того, что эта стадия не вполне однородна из-за большой протяженности во времени, ее принято делить на два периода, названия которых очень условны: взрослый (первый зрелый) и зрелый (второй зрелый).

1. Взрослый период длится с 21—22 до 35 лет. Различия обусловлены полом (для женщин — более низкие значения возраста). Зрелым следовало бы назвать именно этот период. гак как он наиболее соответствует полноценной детородной функции.

2. Второй зрелый период длится с 35 до 55 лет у женщин и до 60 лет у мужчин. В сущности, это переход от детородного периода к периоду пожилого возраста. Возрастные границы этого периода очень условны, так как его функциональные особенности в большой степени зависят от условий и образа жизни на всем ее протяжении.

Регрессивная (инволюционная) стадия- это завершаю­щая стадия жизненного цикла. Ее делят на три периода: пожи­лой (до 75 лет), старческий (до 90 лет) и долгожительства (свы­ше 90 лет). Эта стадия далеко не полностью изучена, хотя ис­следованием всех трех ее периодов занимается самостоятель­ная область знаний — геронтология.

Пожилой возраст характеризуется увеличением скорости старения, так как существующие резервы адаптации недоста­точно успешно компенсируют малозаметные, но нарастающие изменения обменных процессов. Этому возрасту свойствен­но появление таких заболеваний, как атеросклероз, гиперто­ническая болезнь. В старческом возрасте происходит развернутая инволюция организма: резко снижается уровень основ­ных физиологических функций, падает надежность адаптации, нарастает вероятность смерти. Физиологические особенности организма долгожителей имеют значительные индивидуаль­ные различия, вследствие чего анализ изложенных в литерату­ре данных затруднен.