Соціально-біологічна та педагогічна ефективність виховання і навчання дітей, забезпечення їх нормального фізичного розвитку, формування соматичного і психічного здоров'я безпосередньо залежить від того, в якій мірі враховуються анатомо-фізіологічні особливості дитячого організму. Саме знання найважливіших періодів росту, розвитку і диференціації в онтогенезі дітей дає вчителям та вихователям різного рівня реальні важелі ефективного впливу на хід цих процесів з метою виховання молодого покоління здоровим, фізично розвиненим, готовим до активного життя і праці.

Знання фізіології дитячого організму та особливостей проходження дітьми різних етапів свого розвитку особливо необхідно враховувати при організації всіх форм фізичного виховання, як основного заходу забезпечення оптимізації фізичного розвитку дітей і створення передумов їх майбутнього міцного здоров'я. Глибоке знання особливостей анатомії і фізіології дітей дає можливість свідомо обирати ефективні засоби фізичного вдосконалення дітей як на уроках фізичної культури, так і в позашкільних умовах, сприяє розробці найбільш ефективних методів формування рухових навичок та якостей, в тому числі з використанням ігор. Важливо також враховувати, що фізичне навчання і виховання дітей завжди повинно орієнтуватись на гігієнічні вимоги до організації і проведення цих заходів, що сприятиме не тільки формуванню гігієнічної культури у самих дітей, а і є запорукою нормалізації їх фізичного розвитку, здоров'я і активної життєвої позиції.

Навчальний посібник має три частини, кожну з яких можна розглядати окремим навчальним модулем, що відповідає сучасним

Стандартам вищої освіти з педагогіки та фізичного виховання. В кінці кожної частини приведені контрольні питання та завдання до тестового контролю знань.

Посібник рекомендується викладачам та студентам педагогічних університетів та навчальних закладів фізичної культури, вчителям шкіл, вихователям дошкільних закладів, всім, хто цікавиться проблемами виховання здорових та гармонійно розвинутих дітей.

Частина І. ОСОБЛИВОСТІ АНАТОМІЇ ТА ФІЗІОЛОГІЇ ДИТЯЧОГО ОРГАНІЗМУ

1. Загальні закономірності росту та розвитку дітей

Як відомо, організм людини являє собою найвищий рівень організації живої матерії. Водночас склад та будова людського організму має багато спільного з організмами інших високоорганізованих живих істот. Останнє, перш за все, стосується аналогій у структурних одиницях, наявності окремих систем, об'єднаних загальною будовою та функціями, тощо.

Найдрібнішими елементами людського організму, як і інших живих істот, є клітини, кількість яких у однієї людини перебільшує 100 трильйонів.

Сукупність клітин, схожих за походженням, будовою та функціями, утворює тканину. Із тканин формуються органи та системи органів, з яких і складається цілісний організм. Але організм це не просто сума окремих органів і систем, а єдине ціле, кожен з елементів якого забезпечує (на різних етапах періоду життя) непереривний розвиток, підтримку життєдіяльності та зв'язок з оточуючим середовищем. Вказане здійснюється під контролем та за допомогою систем саморегуляції, які у людини поділяються на нервову та гуморальну. Саме ці дві системи призначені регулювати постійність та сталість внутрішнього середовища організму (гомеостазу) за будь-яких умов життя та зовнішньої діяльності, а також регулювати всі процеси поведінки та психоемоційного статусу. Крім цього, гуморальна система забезпечує ще і контроль та управління реалізацією генетичної програми життя організму людини в онтогенезі.

Онтогенез це індивідуальний розвиток організму, який включає всю сукупність морфологічних, фізіологічних та біохімічних змін, що відбуваються в організмі від моменту його зародження до смерті. Онтогенез проявляється ростом та диференціацією (спеціалізацією) тих чи інших органів, систем і процесів. Онтогенез, крім іншого, тісно пов'язаний з філогенезом, тобто з історією (еволюцією) розвитку всього живого на землі і особливо з філогенезом виду тварин homo sapiens — людини розумної.

Однією з важливих загально біологічних властивостей будь якої живої матерії є процеси росту та розвитку. Для більшості структурних елементів організму людини цей процес починається з моменту запліднення яйцеклітини і триває до моменту смерті.

Під розвитком, у широкому сенсі цього поняття, слід розуміти кількісні та якісні зміни в організмі людини, які приводять до підвищення рівня складності організації та взаємодії всіх систем організму. Розвиток включає три фактори: ріст, диференціровку (спеціалізацію) органів і систем та формоутворення.

В процесі росту в організмі відбуваються, перш за все, кількісні зміни: збільшується чисельність або розміри окремих клітин і органів, наростає маса тіла, формуються антропометричні показники. Диференціровка приводить до створення і дозрівання окремих функцій та якостей в організмі (наприклад, розумове, статеве або фізичне дозрівання). Процеси формоутворення обумовлюють особливості внутрішніх та зовнішніх форм жіночого або чоловічого організму, індивідуальні риси зовнішнього вигляду окремих частин тіла, інтонацію голосу та ін.

Розвиток кожної людини підкорюється певним загальним закономірностям, до яких відносяться:

безперервність і нерівномірність росту і розвитку. Якщо відбулось запліднення яйцеклітини, то водночас "включається" генетична програма безперервності одно направленого життєвого циклу організму від зародження до його смерті. Нерівномірність росту і розвитку полягає в тому, що в різні періоди життя ці процеси йдуть з різною швидкістю, прискорюючись і уповільнюючись, дають ефект прогресу або регресу та ін. Наприклад, під час прогресивного розвитку дитини виділяють два періоди прискореного росту.

Перший — від моменту народження до віку одного року. В продовж цього тільки одного року життя довжина тіла у дитини може збільшуватися майже у 2 рази (від 50-55 до 90-95 см); маса тіла за цей рік може зростати у 2-2,5 рази ( з 3-4 до 8,5 кг). Другий період прискореного росту відбувається під час статевого дозрівання (з 11 до 15 років), коли довжина тіла тільки за один з цих років може збільшуватися на 10-15 см. Між вказаними періодами, а саме у віці 1-11 років, процеси росту звично уповільнюються (довжина тіла може зростати лише на 1-4 см за рік), за то інтенсифікуються процеси диференціації, наприклад, розумової.

гетерохронія, яка полягає в тому що окремі функціональні системи ростуть, дозрівають або старіють в різний час, іноді поетапно, взаємо впливаючи одна на одну, забезпечуючи організму найкраще пристосування до умов життя у різні періоди онтогенезу. Наприклад, кістки скелету можуть рости до 20-24 років; м'язова система в основному розвивається до 30-35 років; прогрес статевої функції починається з 10-12 років, а її регрес — після 50 років та ін. На підставі цієї закономірності П. К. Анохін розвинув вчення про системогенез;

системогенез це випереджаюче дозрівання життєво важливих, або більш навантажених функціональних систем. Наприклад, дитина народжується з добре розвинутими коловими м'язами роту, тоді як інші мімічні м'язи лиця дозрівають лише у 1,5-2 роки. Таке обумовлене тим, що дитина з першого дня свого життя винна смоктати молоко матері, що і забезпечують саме колові м'язи роту. Системогенез лежить в основі усіх фізичних тренувань, коли йде, наприклад, прискорене дозрівання найбільш навантажених груп м'язів, розвиток певних органів, систем і так далі;

енергетичне правило скелетних м'язів (запропоноване 1. А. Аршавським) говорить про те, що особливості енергетичного обміну, а також особливості змін та перетворень в діяльності серцево-судинної І дихальної систем знаходяться в залежності від розвитку і активності скелетних м'язів. Це правило розкриває взаємо обумовленість ходу розвитку як окремих функціональних систем, так і всього організму в цілому;

закономірність надійності біологічних систем свідчить про те, що весь шлях розвитку любого організму від запліднення до смерті проходить з утворенням певних запасів життєвих сил та функціональних резервів, що забезпечує можливість широкого пристосування живих істот до різних умов життя. Наприклад, кістка стегна витримує навантаження у 1,0-1,5 тони, тоді як маса тіла людини значно менша, але під час стрибків навантаження на ці кістки може значно зростати;

акселерація — прискорений ріст, а також прискорене фізичне, розумове (психічне) або статеве дозрівання людей сучасного періоду життя на Землі відносно попередніх поколінь (у ретроспектив! 50-100 і більше років). Причиною сучасної акселерації вважається збільшення рівня сонячної (геліогенної) та земної (літогенної) радіації, що пов'язано з екологічними негараздами, із зменшенням товщини озонового прошарку атмосфери і так далі. Серед інших причин акселерації називають урбанізацією населення (перехід до проживання у великих містах з їх високим рівнем інформаційного навантаження на людей); поширення міграційних процесів серед населення (гіпотеза гетерозії), згідно якої збільшується кількість міжнаціональних шлюбів і це позитивно впливає на генофонд людства. Аліментарна та нутрівна гіпотези пов'язують процеси акселерації із зміною складу їжі, з розширенням вживання вітамінів, біологічно-активних речовин (стимуляторів, гормонів та ін.). Новітні досягнення у медицині, а також покращення соціально-побутових умов життя та впровадження нових форм виховання і освіти також можуть сприяти процесам акселерації. Більш детально феномен акселерації розглянуто у розділі 3. Розвиток людини після народження, тобто у постнатальний період, проходить через низку етапів, виділення яких має важливе значення для медицини, фізіології, психології та педагогіки.

Перш за все вік людини умовно поділяють на хронологічний та біологічний. Хронологічний вік — це прожитий у роках, місяцях і днях період часу від дати народження до певного моменту. Біологічний вік визначається сукупністю розвитку анатомічних, морфологічних і фізіологічних показників у порівнянні з віковими нормами. Біологічний вік дітей характеризується, наприклад, зрілістю скелета (ходом процесів окостеніння), рівнем розвитку вторинних статевих ознак, зрілістю зубів (строками появи молочних і постійних зубів, потертістю зубів), функціональною, морфологічною (особливостями тіла, його частин або органів) та психічною зрілістю. Біологічний вік не завжди збігається з хронологічним. У людей, що дотримуються здорового способу життя, біологічний вік може відставати від хронологічного (вони виглядають молодшими свого віку, мають більшу м'язову силу, активнішу психіку та ін.). Навпаки, у людей, що вживають алкоголь або наркотики, багато палять, нервують, не дотримуються раціонального режиму праці і відпочинку біологічний вік може випереджати хронологічний: вони виглядають старшими за свій вік, мають мляві м'язи, уповільнені розумові процеси та емоції. Існує декілька методів визначення біологічного віку людини, в тому числі з використанням складних інструментальних підходів. Приблизно біологічний вік (БВ, років) можна визначити за формулами, запропонованими В. Г. Грібан (2005):

для чоловіків: БВ = 27,0 + 0,22 • АТс + 0,72 СЗ - 0,15 СБ;

для жінок: БВ = 1,46 + 0,42 ATв + 0,25 М+ 0,7 СЗ - 0,14 СБ,

де: AT — артеріальний тиск, систолічний; AT — артеріальний тиск, пульсовий; СЗ — самооцінка стану здоров'я, в балах від 1 до 5; СБ — статичне балансування із закритими очами на лівій нозі без взуття, с; М — маса тіла, кг.

Сучасна вікова фізіологія та організації охорони здоров'я виділяють наступні біологічні періоди у життєвому циклі людини:

I. Новонароджений.........................від 1 до 28 днів (ранній 0-7 днів,

пізній 8-28 днів).

II. Грудний вік.............................................................з 29 дня до 1 року.

III. Раннє дитинство .......................................................від 1 до 3 років.

IV. Перше дитинство......................................................від 4 до 7 років.

V. Друге дитинство:

хлопці..............................................................від 8 до 12 років;

• дівчата..............................................................від 8 до 11 років.

VI. Підлітковий вік:

• хлопці............................................................від 13 до 16 років;

• дівчата............................................................від 12 до 15 років.

VII. Юнацький вік:

• хлопці.............................................................від 17 до 2! року;

• дівчата............................................................від 16 до 20 років.

VIII. Зрілий вік, 1-й період (молодість):

• чоловіки........................................................від 22 до 35 років;

• жінки.............................................................від 21 до 35 років.

IX. Зрілий вік, 2-й період (середній вік):

• чоловіки........................................................від 36 до 60 років;

• жінки..............................................................від 36 до 55 років

X. Похилий вік:

• чоловіки........................................................від 61 до 74 років;

• жінки.............................................................від 56 до 74 років.

XI. Літній вік (старці), чоловіки і жінки............................. 75-90 років.

XII. Довгожителі..........................................................91 і більше років.

Крім цієї класифікації існує інша, за станом розвитку репродуктивної функції: I-V вище вказані періоди (від народження до 11-12 років) об'єднують у предпубертатний (ювенільний) період; підлітковий вік називають пубертатним періодом, а починаючи з юнацького віку — після пубертатним періодом.

За соціальними ознаками діти у віці від І до 3-х років відносяться до дошкільного (ясельного) періоду, у 3-7 років вважаються дошкільного віку; з 7 до 10 років (1-4 класи) — молодшими школярами, з 11 до 14 років (5-8 класи) — школярами середнього віку, аз 15 до 17 років (9-11 класи) — школярами старшого віку.

ЛазюкГ.1. (1979) пропонує систему більш детальної періодизації початкових стадій розвитку організму людини. Автор саме виділяє:

Антенатальний (преднатальний) період, який об'єднує всі етапи розвитку до народження дитини і поділяється на:

1. Орогенез (гаметогенез) — етап, який пов'язаний з утворенням і дозріванням статевих чоловічих та жіночих клітин (гамет);

2. Кліматогенез — етап життя від запліднення до народження, в тому числі:

• бластогенез — період з моменту запліднення до 15 днів вагітності;

• ембріогенез — період з 16 по 56-й день вагітності;

• фетогенез — період плоду, а саме з 56 до 280-ого дня вагітності, який у свою чергу поділяється на ранній (до 196-го дня), середній (до 259 дня) та пізній (до 280 дня) півперіоди розвитку організму.

II. Постнатальний період розвитку, який охоплює весь період життя від народження до смерті і поділяється на:

1. Натальний етап, тобто момент народження.

2. Перинатальний етап, який триває з 28 тижня антенатального періоду розвитку до 10 дня постнатального періоду розвитку.

3. Етап новонародженності що триває до кінця 1-го місяця життя дитини.

Далі етапи цієї класифікації аналогічні тим, що описані вище для загально прийнятої біологічної періодизації.

Кожний віковий період характеризується своїми особливостями, а перехід від одного з них до іншого вважається критичним періодом у житті дитини. Критичність переломних етапів онтогенезу полягає у тому, що в ці моменти найбільш гостро проявляються явища гетерохронії, найбільш напружено працюють регулюючі та компенсаторні системи організму. Діти у цей період можуть перебувати у стані дисбалансу функціональних та регулюючих систем, що потребує особливої уваги оточуючих та вихователів. Слід також зазначити, що наведені вікові періоди можуть мати суттєву індивідуальну варіабельність, яка у найбільшій мірі обумовлена спадковими або соціальними факторами.

Характерною особливістю процесу росту дитини є його нерівномірність (хвилєподібність), коли періоди прискореного росту змінюються на періоди уповільненого росту і навпаки.

Найбільш інтенсивно дитина росте, як вказувалось вище, в перший рік життя і в період статевого дозрівання (з 11 до 15 років). Так, за перший рік життя зріст і маса тіла дитини збільшується більш ніж у 2 рази. У наступні роки (з 1 до 10 років, тобто до початку періоду статевого дозрівання) темпи росту значно знижуються і не перебільшують щорічного приросту довжини тіла на 2-4 см, а маси тіла — на 1,5-2 кг. Але в цей період дуже активізуються процеси диференціації органів і систем організму, особливо нервово-м'язової, травної, аналізаторної. Значного розвитку набувають також процеси, пов'язані з вищою нервовою діяльністю: формуються основні рухові стереотипи, розвивається мислення (в тому числі абстрактне), свідомість, риси характеру. Наприкінці цього періоду (в 10-11 років) активізуються процеси формоутворення, які набувають значної сили у пубертатний період.

Другий підйом швидкості росту дітей відбувається у період статевого дозрівання: у підлітків довжина тіла за один рік може зростати на 7-15 см. У віці з 11 до 12 років дівчата в деякій мірі випереджають у рості хлопців (що пов'язане з більш раннім початком статевого дозрівання дівчат). З 13-14 років дівчата і хлопці ростуть майже з однаковою швидкістю, а з 14-15 років хлопці (юнаки) починають випереджати у рості дівчат і це перебільшення росту чоловіків над жінками далі зберігається протягом усього життя.

З віком у дітей також значно змінюються пропорції частин тіла. З моменту народження і до зрілого віку довжина тіла взагалі збільшується в середньому в 3,5 рази, довжина тулуба—у 3 рази, довжина рук—у 4 рази, а довжина ніг — у 5 разів. Висота голови у новонародженого становить 1/4 частину довжини тулуба, а у дорослого —1/7 частину. В предпубертатний період статеві відмінності у пропорціях і формах тіла хлопців і дівчат відсутні, тоді як у пубертатний період у юнаків кінцівки стають більш довгими, тулуб більш коротким, а таз вужчим, ніж у дівчат.

Виділяють три етапи відзнаки пропорцій між довжиною та шириною тіла: від 4 до 6 років, від 6 до 15 років та з 15 років до дорослого стану. У предпубертатний період загальний зріст дитини збільшується за рахунок росту ніг, а у пубертатний — за рахунок росту тулуба. Наведені вікові характеристики розвитку дітей в окремих випадках можуть мати індивідуальні особливості, які залежать від стану здоров'я, умов життя, ступеню розвитку нервової системи, тощо.

Фізичний розвиток дітей характеризується трьома групами показників: соматометричними, фізіометричними та соматоскопічними. Соматометричні (сома—тіло) показники характеризуються довжиною тіла, масою тіла, довжиною кола грудної клітини та іншими метричними показниками. Нормативи основних соматометричних показників для дітей різного віку, приведені у табл. 1.

Фізіометричні показники характеризуються життєвою ємністю легень, кистьовою силою, показниками пульсу та іншими функціональними параметрами.

Соматоскопічні показники характеризуються розвитком кістковом'язової системи, рівнем жировідкладення, рівнем статевого розвитку, станом розвитку форм тіла, постави та осанки тулуба, типом тілоскладення та іншими показниками.

Постать тіла може бути правильною і неправильною. Осанка тіла буває нормальною, випрямленою, кіфатичною, лордотичною або сколіотичною (опис цих відхилень, пов'язаних з формою хребта, наведений у підрозділі 4.6.). Виділяють також три типи тілоскладення: нормотонічний (пропорційний зріст, розвиток скелету та м'язів), астенічний (перебільшення повздовжніх розмірів тіла), гіперстенічний (перебільшення поперечних розмірів тіла). Для визначення типу тілоскладення прийнято розраховувати індекси ширини плеч, довжини тулуба і довжини ноги та

порівнювати ці індекси з існуючими критеріями. Індекси визначаються у відсотках від довжини тіла за формулами:

де ширина плечей визначається між умовними перпендикулярами на рівні плечових суглобів; довжина тулуба вимірюється в межах від верхньої точки плеча до центру кульшового суглоба стегна; довжина ніг вимірюється від центру кульшового суглоба до п'яток.

На підставі розрахунків відповідних індексів тип тілоскладення визначають за наступними критеріями П. Н. Башкирова (1951):

Остаточну оцінку відповідності фізичного розвитку дітей існуючим нормативам на практиці проводять по місцевим або регіональним таблицям, які містять стандарти відповідних показників (порівнюють фактичні дані з нормативами), або шляхом розрахунку інтегральних показників, наприклад, індексу маси тіла, індексу стану дихання, індексу м'язової сили та інших. Розрахунки індексів проводяться за формулами, що описані у підрозділі 5.1.