Становление возрастной физиологии.

Научное изучение возрастных особенностей детского организма началось во второй половине XIX в. Вскоре после открытия закона сохранения энергии физиологи обнаружили, что ребенок потребляет в течение суток ненамного меньше энергии, чем взрос­лый, хотя размеры тела ребенка намного меньше. Этот факт тре­бовал рационального объяснения. В поисках этого объяснения не­мецкий физиолог Макс Рубнер провел изучение скорости энерге­тического обмена у собак разного размера и обнаружил, что более крупные животные в расчете на 1 кг массы тела расходуют энер­гии значительно меньше, чем мелкие. Подсчитав площадь поверх­ности тела, Рубнер убедился, что отношение количества потреб­ляемой энергии пропорционально именно величине поверхности и это неудивительно: ведь вся потребляемая организмом энергия должна быть выделена в окружающую среду в виде тепла, т.е. поток энергии зависит от поверхности теплоотдачи. Именно различиями в соотношении массы и поверхности тела Рубнер объяснил разницу в интенсивности энергетического обмена меж­ду крупными и мелкими животными, а заодно — между взрослы­ми и детьми. «Правило поверхности» Рубнера стало одним из первых фундаментальных обобщений в возрастной физиологии в эко­логической физиологии.

Этим правилом объясняли не только различия в величине теп­лопродукции, но также в частоте сердечных сокращений и дыха­тельных циклов, легочной вентиляции и объеме кровотока, а также в других показателях деятельности вегетативных функций. Во всех этих случаях интенсивность физиологических процессов в детском организме существенно выше, чем в организме взрослого.

Такой сугубо количественный подход характерен для немец­кой физиологической школы XIX в., освященной именами выда­ющихся физиологов Э. Ф. Пфлюгера, Г.Л.Гельмгольца и других. Их трудами физиология была поднята до уровня естественных наук, стоящих в одном ряду с физикой и химией. Однако русская физиологическая школа, хотя и уходила корнями в немецкую, всегда отличалась повышенным интересом к качественным осо­бенностям и закономерностям.

Выдающийся представитель русской педиатрической школы доктор Николай Петрович Гундобин еще в самом начале XX в. утверждал, что ребенок - не просто маленький, он еще и во многом не такой, как взрослый. Его организм устроен и работает иначе, причем на каждом этапе своего развития детский орга­низм прекрасно приспособлен к тем конкретным условиям, с ко­торыми ему приходится сталкиваться в реальной жизни.

Эти идеи разделял и развивал замечательный русский физио­лог, педагог и гигиенист Петр Францевич Лесгафт, заложивший основы школьной гигиены и физического воспитания детей и подростков. Он считал необходимым глубокое изучение детского организма, его физиологических возможностей.

Наиболее отчетливо центральную проблему возрастной физиологии сформулировал в 20-е годы XX в. немецкий врач и физио­лог Э.Гельмрейх. Он утверждал, что различия между взрослым и ребенком находятся в двух плоскостях, которые необходимо рас­сматривать по возможности независимо, как два самостоятельных аспекта: ребенок как маленький организм и ребенок как развива­ющийся организм. В этом смысле «правило поверхности» Рубнера рассматривает ребенка только в одном аспекте — именно как ма­ленький организм. Значительно более интересными представля­ются те особенности ребенка, которые характеризуют его как орга­низм развивающийся.

К одной из таких принципиальных особенностей относится от­крытое в конце 30-х годов Ильей Аркадьевичем Аршавским нерав­номерное развитие симпатических и парасимпатических влияний нервной системы на все важнейшие функции детского организма. И.А. Аршавский доказал, что симпатотонические механизмы со­зревают значительно раньше, и это создает важное качественное своеобразие функционального состояния детского организма. Симпатический отдел вегетативной нервной системы стимулирует активность сердечно-сосудистой и дыхательной систем, а также обменные процессы в организме. Такая стимуляция вполне адек­ватна для раннего возраста, когда организм нуждается в повы­шенной интенсивности обменных процессов, необходимой для обеспечения процессов роста и развития. По мере созревания орга­низма ребенка усиливаются парасимпатические, тормозящие вли­яния. В результате снижается частота пульса, частота дыхания, относительная интенсивность энергопродукции.

Проблема неравномерности гетерохронности (разновременно­сти) развития органов и систем стала центральным объектом ис­следования выдающегося физиолога академика Петра Кузьмина Анохина и его научной школы. Им была в 40-е годы сформулиро­вана концепция системогенеза, согласно которой последователь­ность разворачивающихся в организме событий выстраивается таким образом, чтобы удовлетворять меняющимся по ходу разви­тия потребностям организма. При этом П.К.Анохин впервые пе­решел от рассмотрения анатомически целостных систем к изуче­нию и анализу функциональных связей в организме.

Другой выдающийся физиолог Николай Александрович Бернштейн показал, как постепенно в онтогенезе формируются и ус­ложняются алгоритмы управления произвольными движениями, как механизмы высшего управления движениями распространяются с возрастом от наиболее эволюционно древних подкорковых структур головного мозга к более новым, достигая все более высокого уровня «построения движений». В работах Н.А.Бернштейна впервые было показано, что направление онтогенетического прогресса управления физиологическими функциями отчетливо совпадает с направлением филогенетического прогресса. Таким образом, на физиологическом материале была подтверждена кон­цепция Э.Геккеля и А. Н. Северцова о том, что индивидуальное развитие (онтогенез) представляет собой ускоренное эволюцион­ное развитие (филогенез).

Крупнейший специалист в области теории эволюции академик Иван Иванович Шмальгаузен также многие годы занимался воп­росами онтогенеза. Материал, на котором И. И. Шмальгаузен де­лал свои выводы, редко имел прямое отношение к физиологии, развития, но выводы из его трудов о чередовании этапов роста и дифференцировок, а также методологические работы в области изучения динамики ростовых процессов, выполненные в 30-е годы, и до сих пор имеют огромное значение для понимания важней­ших закономерностей возрастного развития.

В 60-е годы физиолог Акоп Арташесович Маркосян выдвинул концепцию биологической надежности как одного из факторов онтогенеза. Она опиралась на многочисленные факты, которые свидетельствовали, что надежность функциональных систем - по мере взросления организма существенно увеличивается. Это под­тверждалось данными по развитию системы свертывания крови, иммунитета, функциональной организации деятельности мозга. В последние десятилетия накопилось много новых фактов, под­тверждающих основные положения концепции биологической на­дежности А. А. Маркосяна.