Физиологические особенности организма детей дошкольного и младшего школьного возраста и их адаптация к физическим нагрузкам.
статья на тему

Физиологические особенности организма детей дошкольного и младшего школьного возраста и их адаптация к физическим нагрузкам.

2.1 Развитие центральной нервной системы, высшей нервной деятельности и сенсорных систем.

Организм детей первых лет жизни значительно отличается от организма людей более старшего возраста. Уже в первые дни адаптации к жизни вне материнского организма ребёнок должен осваивать самые необходимые навыки питания, приспосабливаться к различным термическим услвиям среды, реагировать на окружающие лица и т.п. Все реакции приспосоления к условиям новой среды требуют быстрого развития мозга, особенно его высших отделов – коры больших полушарий.

Однако различные зоны коры созревают не одновременно. Аньше всего, в первые же годы жизни созревают проекционные зоны коры (первичные поля) – зрительные. Моторные, слуховые и др., затем вторичные (периферия анализаторов) и позднее всего, вплоть до взрослого состояния – третичные, ассоциативные поля коры ( зоны высшего анализа и синтеза). Моторная зона формируется к 4 годам, а ассоциативные поля к возрасту 7-8 лет созревают лишь на 80 %, особенно отставая в развитии у мальчиков по сравнению с девочками.

Быстрее всего формируются функциональные системы, включющие вертикальные связи между корой и периферическими органами и обеспечивающие жизненно необходимые навыки – сосания, защитных реакций (моргание, чихание и т.п.), элементарных движений. Однако медленнее происходят процессы налаживания горизонтальных межцентральных взаимосвязей в коре больших полушарий. В результате этого для первых лет жизни характерна недостаточность межсистемных связей в организме.

Детям первых лет жизни требуется значительная длительность сна. С небольшими перерывами для бодрствования. Общая длительность сна составляет в возрасте 1  года – 16 часов, 4-5 лет – 12 часов, 7-10 лет – 10 часов, а у взрослых 7-8 часов.

Электрическая активность мозга (ЭЭГ) отражает разобщённость различных территорий коры и незрелость корковых нейронов. У детей в возрасте до 1 года в основном встречаются волны с частотой 2-4 колебания в секунду. Затем преобладающая частота колебаний электрических потенциалов  нарастает: в 2-3 года – 4-5 колебаний в секунду; в 4-5 лет – 6; в 6-7 лет – 6; в7-8 лет – 8; в 9 лет – 9; к возрасту 10 лет устанавливается основной ритм покоя – 10 (альфа-ритм), характерный для взрослого организма.

Для нервной системы у детей дошкольного и младшего школьного возраста характерна высокая возбудимость и слабость тормозных процессов, что приводит к широкой иррадиации возбуждения по коре и недостаточной координации движений. Однако длительное поддержание процессов возбуждения невозможно, и дети быстро утомляются.

При слабости корковых процессов у детей преобладают подкорковые процессы возбуждения. Дети в этом возрасте легко отвлекаются при любых внешних раздражениях, в этом отражается непроизвольный характер их внимания. Произвольное внимание очень кратковременно: дети 5-7 лет способны сосредоточить внимание лишь на 15-20 минут. Также у ребёнка первых лет жизни плохо развито субъективное чувство времени, сложное пространственное представление, процессы экстраполяции (предвидения).

Высшая нервная деятельность детей дошкольного возраста и младшего школьного возраста характеризуется медленной выработкой отдельных условных рефлексов и формирования динамических стереотипов, а также особенной трудностью их переделки. Большое значение для формирования двигательных навыков имеет использование подражательных рефлексов, эмоциональность занятий, игровая деятельность.

В младшем школьном возрасте уже возникают преобладающие влияния коры на подкорковые процессы, усиливаются процессы внутреннего торможения и произвольного внимания, появляется способность к освоению сложных программ деятельности, формируются характерные индивидуально-типологические особенности высшей нервной деятельности ребёнка.

Особое значение в поведении ребёнка имеет развитие речи. До 6 лет  у детей преобладают реакции на непосредственные сигналы, а с 6 ле начинают доминировать речевые сигналы.

Развитие сенсорных систем в основном происходит на протяжении дошкольного и младшего школьного возраста. Зрительная сенсорная система особенно быстро развивается на протяжении первых 3 лет жизни, затем её совершенствование происходит до 12-14 лет.

Слуховая сенсорная система ребёнка имеет важнейшее значение для формирования речи. Слуховая сенсорная система, анализируя продолжительность звуковых сигналов, темпа и ритма движений, участвует в развитии чувства времени, а багодаря наличию двух ушей( бинауральный слух) – включается в формирование пространственных представлений ребёнка.

Двигательная сенсорная система созревает у человека одной из первых. Формирование проприорецепторов – мышечных веретён и сухожильных рецепторов начинается уже с 2-4 месяцев внутриутробного развития и продолжается до 4-6 лет. Подкорковые отделы двигательной сенсорной системы созревают раньше, чем корковые: к возрасту 6-7 лет объём подкорковых образований увеличивается до 98% от конечной величины, а корковых образований – лишь до 70-80%.

Вестибулярная сенсорная система. С возрастом у ребёнка анализ вестибулярных раздражений совершенствуется, а возбудимость вестибулярной сенсорной системы понижается, и это уменьшает проявление побочных моторных и вегетативных реакций. При этом многие дети проявляют высокую вестибулярную устойчивость к вращениям и поворотам.

Тактильная сенсорная система. Тактильная чувствительность увеличивается с ростом двигательной активности ребёнка и достигает максимальных значений к возрасту 10 лет. Пороги болевой чувствительности снижаются от грудного возраста до 6 лет в 8 раз. Температурная рецепция у новорождённых проявляется резкой реакцией на повышение или понижение температуры окружающей среды. Чувствительность вкусовых и обонятельных систем заметно повышается к возрасту 5-6 лет, в младшем школьном возрасте практически достигает взрослых значений.

2.2 Физическое развитие и опорно-двигательная система.

Пропорции тела ребёнка в первые годы жизни существенно отличается от взрослых сравнительно большей длиной головы и более короткими конечностями. На протяжении первого года жизни и возрасте 6 лет происходит заметный прирост длины тела. В первые 2 года жизни усиленно растут мышцы, обеспечивающие стояние и ходьбу. В возрасте от 2 до 4 лет преобладает рост длиннейшей и большой ягодичной         мышц, в 7-12 лет – двуглавой мышцы голени. При этом заметно увеличивается длина сухожилий по сравнению с длиной основной массы мышцы в «брюшке». С возраста 5-7 лет до 10-11 лет быстро увеличивается длина конечностей, превышая скорость роста тела. Прирост массы тела отстаёт от скорости увеличения длины тела.

В костях и скелетных мышцах у детей много органических веществ и воды, но мало минеральных веществ. Гибкие кости могут легко изгибаться при неправильных позах и неравномерных нагрузках. Мышечные волокна ребёнка тонкие и слабые, они гораздо менее возбудимы, чем у взрослых. Их рост в толщину продолжается до 30-35 лет, а в длину до 20-25 лет.

У ребёнка также происходит перестройка иннервационного аппарата мышц. Увеличиваются размеры и дифференциация элементов мышечных, суставных и сухожильных рецепторов, достигая достаточного совершенства к 6 годам. До 11-12 лет происходит также созревание нервно-мышечных синапсов, улучшая проведение моторных команд. Мышечная масса у новорождённых составляет 20% от веса всего тела, у детей 2-3 лет – 23%, в 7-8 лет – 27%, в 15 лет – 32%. В первые годы жизни тонус мышц-сгибателей превышает тонус мышц разгибателей. Мышцы конечностей относительное слабее мыщц туловища. Сила мышц мальчиков в дошкольном и младшем школьном возрасте равна силе мышц девочек.

Несмотря на повышение абсолютной мышечной силы в возрасте 4-5 лет, относительная сила практически не меняется. Лишь с возраста 6-7 лет прирост силы оказывается больше прироста массы тела, и начинает нарастать относительная сила мышц. При этом увеличиваются прыгучесть и скоростно-силовые возможности детей.

К моменту рождения ребёнка все его волокна являются медленными. Однако по ходу онтогенеза происходит развитие быстрых волокон, которое завершается лишь в 14-15 лет.

2.3 Особенности крови, кровообращения и дыхания.

Количество крови у дошкольников относительно массы тела заметно больше. По мере взросления детей в их крови повышается количество эритроцитов и гемоглобина, а количество лейкоцитов снижается. У дошкольников в составе лейкоцитов сравнительно больше лимфоцитов, но меньше нейтрофилов. Соответственно, у них снижена фагоцитарная функция. И наблюдается высокая восприимчивость к инфекционным заболеваниям.

Сердце детей первых лет жизни отличается малыми размерами и шаровидной формой. Рост его объёма следует постепенно за ростом тела.

Минутный  объём крови у детей 4-11 лет примерно в 2 раза меньше, чем у взрослых. Артериальное давление находится на низком уровне благодаря эластичности и большому просвету в сосудах.

Выраженное в этом возрастном периоде преобладание симпатических влияний на сердце обуславливает высокую частоту сердечных сокращений в состоянии покоя. У новорождённых – 120-150 уд.,  у дошкольников около 90 уд. Противоположные влияния парасимпатического нерва на сердце постепенно нарастают в первые годы жизни и заметно усиливаются  младшему школьному возрасту. Вызывая дальнейшее снижение ЧСС в состоянии покоя.

Дыхание у детей частое и поверхностное. Лёгочная ткань мало растяжима. Бронхиальное дерево недостаточно сформировано. Дыхательный объём дошкольника в 3-5 раз меньше, чем у взрослого. Из-за неглубокого дыхания и сравнительно большого объёма «мёртвого пространства» эффективность дыхания у детей не высока. В силу высокой возбудимости детей частота дыхания чрезвычайно легко нарастает при умственной и физической деятельности, эмоциональных вспышках и др. воздействиях. Вплоть до 11 лет отмечается недостаточность произвольной регуляции дыхания.

2.4 Особенности пищеварения, обмена веществ и энергии.

В дошкольном возрасте у ребёнка сформированы молочные зубы, которые позволяют ему перейти от молочного питания к более грубой пище. С 5-6 лет начинается смена молочных зубов на постоянные. С появлением молочных зубов у ребёнка начинается выраженное слюноотделение. Оно усиливается на протяжении первого года жизни и продолжает совершенствоваться по количеству и составу слюны с увеличением разнообразия пищи. У детей дошкольного и младшего школьного возраста ещё малочисленны и недоразвиты пищеварительные железы. Низкое содержание соляной кислоты снижает бактерицидные свойства желудочного сока, что приводит к частым желудочно-кишечным заболеваниям детей. Недостаточность процессов всасывания в тонком кишечнике в некоторой степени компенсируется возможностью всасывания в желудке, которая сохраняется у детей до 10 лет. Особенностью обменных процессов в детском организме является преобладание анаболических процессов над катаболическими. Для детей характерен положительный азотистый баланс, т.е. поступление азота в организм превышает его выведение. Энергетический  обмен у детей дошкольного и младшего школьного возраста значительно (почти в 2 раза) превышает уровень обмена у взрослых.

2.5 Особенности терморегуляции, процессов выделения и деятельности желёз внутренней секреции.

Дети отличаются недостаточно налаженными механизмами теплообмена. Они легко перегреваются и легко теряют тепло.

В первые годы жизни в организме ребёнка преобладают процессы химической терморегуляции. Благодаря высокому уровню обменных процессов организм ребёнка быстро нагревается. Температура кожи и внутренняя температура тела у дошкольника 37.4 – 37.6, выше чем у взрослых. С переходом к младшему школьному возрасту границы терморегуляции расширяются, а механизмы теплообмена совершенствуются.

Важнейшая роль в процессах выделения принадлежит почкам. Формирование размеров, веса и функций почек интенсивно продолжается до 13-15 лет. Функции почек у дошкольников не совершенны. В возрасте 4-5 лет в деятельности почек преобладают процессы фильтрации, а лишь к 10-11 годам достигают взрослого уровня процессы обратного всасывания (реабсорбции). Мочеиспускание у детей первых лет жизни гораздо чаще, чем у взрослых. Так годовалые дети писают 16-20 раз в сутки, в младшем школьном возрасте 7-8 раз.

С первого года жизни начинается формирование условнорефлекторного механизма произвольного мочеиспускания, который к 2-3 годам отчётливо выражен. Однако многие дети с возбудимой и неуравновешенной нервной системой часто страдают от ночного недержания мочи (энуреза). С устранением невротического состояния эти явления исчезают.

Ещё до рождения ребёнка начинают функционировать некоторые железы внутренней секреции, которые имеют большое значение и в первые годы после рождения (эпифиз, вилочковая железа, гормоны поджелудочной железы и коры надпочечников). Гормоны коркового слоя надпочечников (кортикоиды) регулируют обменные процессы в организме, способствуя налаживанию белкового. Углеводного и жирового обмена. Их среднесуточная секреция временно снижается в 7-летнем возрасте, но затем снова нарастает вплоть до взрослого состояния. Эпифиз в дошкольном возрасте осуществляет важнейшие процессы регуляции водного и солевого обмена в детском организме. Активная деятельность эпифиза подавляет в этот период нижележащие структуры гипоталамуса. С ослаблением тормозных влияний эпифиза после 7 лет нарастает активность гипоталамуса и  формируется тесная взаимосвязь его функций с гипофизом, т.е. оформляется гипоталамо-гипофизарная система, передающая влияния ЦНС через различные железы внутренней секреции на все органы и системы организма. Секреция гормона гипофиза соматотропина нарастает постепенно, а в возрасте 6 лет усиливается более значительно, обуславливая заметную прибавку  роста ребёнка. В развитии процессов роста наряду с соматотропином участвует гормон поджелудочной железы – инсулин, который обеспечивает анаболические процессы в организме, накопление углеводных ресурсов. Огромное значение для правильного роста и развития имеет гормональная активность щитовидной железы, масса которой к младшему школьному возрасту увеличивается в 10 раз. Щитовидная железа регулирует обмен веществ и энергии, окислительные процессы в митохондриях. Резкую реакцию растущего организма вызывает недостаточная функция паращитовидных желёз, регулирующих кальциевый обмен в организме.

Раннее развитие вилочковой железы (тимуса) обеспечивает высокий уровень иммунитета в организме. Она влияет на созревание лимфоцитов, рост селезёнки и лимфатических узлов.

В целом, в период младшего школьного возраста (7-11 лет) организм ребёнка отличается гармоничным развитием и стабильным гормональным статусом.

2.6 Физиологические особенности адаптации детей дошкольного и младшего школьного возраста к физическим нагрузкам.

Особенности адаптации детей дошкольного и младшего школьного возраста к физическим нагрузкам связаны с уровнем морфофункционального созревания их организма.

Возрастные особенности управления движениями.

У детей дошкольного и младшего школьного возраста нервные центры характеризуются высокой возбудимостью, относительно слабым развитием процессов торможения. Дети отличаются быстрой утомляемостью, недостаточным развитием произвольного внимания и сильно выраженными ориентировочными реакциями, недостаточным развитием субъективных ощущений усталости.

С основными этапами созревания мозга связаны и этапы изменений процессов управления движениями. Итак основные этапы развития моторных функций и совершенствования управления движениями у детей следующие:

Первый год жизни – формирование основных поз; до 3х лет – создание основного фонда движений, в возрасте 3-6 лет – созревание механизма кольцевого рефлекторного регулирования с ведущей ролью зрительных обратных связей; в возрасте 7-9 лет – усовершенствование кольцевого рефлекторного механизма с ведущей ролью проприоцептивных обратных связей; в 10-11 лет – созревание механизма центральных команд.

Большое значение в регуляции двигательной активности детей дошкольного и младшего школьного возраста имеет развитие межполушарных отношений. В первые годы жизни у детей доминирующим является правое полушарие, в следствии чего, при физическом воспитании рекомендуется использовать наглядный способ обучения.

Особенности возрастного развития физических качеств.

Физические качества у детей формируются гетерохронно, в разные возрастные периоды.

Быстрота проявляется в элементарных и комплексных формах. На протяжении дошкольного и младшего школьного возраста происходит постепенное нарастание физиологической лабильности нервных центров и подвижности нервных процессов. Основное ускорение развития быстроты начинается с 10-летнего возраста.

Скорость одиночных движений различна для разных мышечных групп и в разном возрасте.

Максимальный темп движений постепенно растёт в дошкольном и младшем школьном возрасте, увеличиваясь за этот период в 1.5-2 раза.

Абсолютная сила в дошкольном и младшем школьном возрасте нарастает умеренно. Её прирост связан с увеличением толщины и силы отдельных мышечных волокон, развитием мощных быстрых волокон в составе мышц и увеличением мышечной массы.

Относительная сила у дошкольников почти не изменяется, так как прирост мышечной силы не превышает прироста массы тела.

Скоростно-силовые возможности ребёнка развиваются постепенно, по мере повыения лабильности мотонейронов, скорости их активации и вовлечения в работу в отдельных двигательных единиц, возможности их синхронизации.

Общая выносливость начинает увеличиваться в младшем школьном возрасте, когда достаточного развития достигают сердечно-сосудистая и дыхательная системы и увеличиваются значения МПК.

Развитию ловкости у детей способствуют созревание высших отделов головного мозга, совершенствование центральной регуляции моторных функций, улучшение функций скелетных мышц. Наибольшие сдвиги координационных способностей обнаруживаются после 7 лет.

Гибкость – одно из наиболее ранних по развитию качеств. Начиная с 4-летнего возраста, она быстро совершенствуется на всё протяжении дошкольного и младшего школьного возраста благодаря хорошей растяжимости связочного аппарата и мышечных волокон у детей.

Реакция вегетативных систем и энергообеспечения при физических нагрузках.

Дети дошкольного и младшего школьного возраста отличаются при физических нагрузках  быстрым врабатыванием и быстрым восстановлением. Они легче переносят нагрузки аэробного  характера и мало адаптированы к анаэробной работе. Кислородная стоимость работы у детей из-за несовершенства двигательных навыков и недостаточной координации движений выше, чем у взрослых. С этими высокими потребностями в кислороде не справляются кислородно-транспортные системы. Важной особенностью регионального кровообращения является большее увеличение ЧСС, систолического и минутного объёма кровотока при работе ногами. Чем при работе руками. Игры и эстафеты за счёт высокой эмоциональности детей вызывают резкое нарастание у них ЧСС и изменения дыхания.

Аэробные возможности детей нарастают с возрастом, увеличиваясь в абсолютных значениях МПК примерно до 15 лет.

Статические нагрузки вызывают негативные реакции сердечно сосудистой и дыхательной систем у детей. Вращательные нагрузки, в свою очередь, вызывают у детей отличную от взрослых реакцию сердечно-сосудистой системы. У них по сравнению со взрослыми наблюдается большая доля парасимпатических эффектов (учащение ЧСС), а также боле частое отсутствие изменений ЧСС.

Наиболее адекватными для детей являются кратковременные динамические нагрузки, с небольшими интервалами, более длительные циклические упражнения невысокой мощности ( аэробного характера) и скоростно-силовые упражнения.

Влияние систематических физических нагрузок на развитие функций, здоровье и работоспособность детей.

Двигательная активность детей очень высока. Она совершенно необходима для нормального развития всех органов и систем организма, повышения устойчивости к неблагоприятным условиям внешней среды и снижения заболеваемости. Число шагов, подсчитанных за сутки, неуклонно растёт по мере повышения возраста детей.

За последнее время всё большее значение приобретает проблема физиологической незрелости детей. Основными признаками физиологической незрелости является мышечная гипотония, которая сопровождается понижением двигательной активности.

Главным фактором в борьбе с этим состоянием является правильно организованная двигательная активность. Только постепенное наращивание мышечной деятельности может нормализовать функционирование центральной нервной системы, сенсорных систем. Секрецию эндокринных желёз, работу систем кровообращения и дыхания и других систем организма.

Увеличение моторной плотности физкультурных занятий в дошкольных учреждениях на 20-25% за счёт введения элементов акробатики, различных игр, эстафет, уже в течение года даёт заметный прирост силы, и скоростно-силовых возможностей.

Наряду с увеличением объёма общей двигательной активности у дошкольников, особенное значение имеет использование мануальных упражнений. Эти упражнения способствуют собственному осуществлению речевой функции и пониманию речи посторонних лиц, давая возможность осознавать речевую регуляцию движений.

Длительные систематические закаливающие процедуры у детей дошкольного возраста уравновешивают тонус симпатического и парасимпатического отделов нервной системы, ускоряют развитие механизмов физической  терморегуляции. Они снижают возможность простудных заболеваний детей.

Большое значение при занятиях физическими упражнениями имеет интенсивность применяемых нагрузок. Наибольший прирост объёма выполняемой работы наблюдался лишь при выполнении нагрузок умеренной мощности.

У тренированных школьников по сравнению со своими нетренированными сверстниками, отмечается ускорение процессов врабатывания и восстановления, появление периода устойчивого состояния во время работы, проявление синхронизации частоты дыхания и частоты шагов. У юных спортсменов развитие тренированности сопровождается меньшим проявлением спортивной брадикардии в состоянии покоя, чем у взрослых. При систематических занятиях физическими упражнениями в период от7-8 до 11-10 лет существенно увеличиваются аэробные возможности организма.