Редакционная
 Скачать 1.17 Mb.
|
|
Как работает мозг С началом систематического обучения в школе значительно увеличивается поток информации и необходимость ее переработки резко возрастает. Возможность приобретения знаний опирается на развитие нервной системы ребенка, и в первую очередь на развитие головного мозга. Что же известно о мозге детей, поступающих в школу, и как развиваются и совершенствуются его функции во время обучения? Развитие мозга предопределено генетически. Это значит, что в строго определенной последовательности, на определенных этапах индивидуального развития созревают его отдельные «части». Следует ли отсюда, что воздействия внешней среды — лишь пассивный материал для разворачивающегося по своей собственной программе мозга? Нет, сказать так значило бы допустить серьезную ошибку. И степень созревания тех или иных нервных элементов, а главное — становление их функций (т. е. готовность и умение работать) зависят от информации, поступающей в мозг извне. Мозг в известной мере является зрелым уже к моменту рождения ребенка — и минимум этой зрелости должен обеспечить важнейшие жизненные функции организма. Многообразная информация, источником которой служат прежде всего окружающие ребенка люди (а через них и предметы), буквально стучится в «окна и двери» его пробуждающегося сознания. Мозг в состоянии воспринять и переработать часть этой информации, обеспечить ответные реакции. Часть, но не всю. Значит, биологическая возможность созревания мозга становится настоятельной необходимостью. А когда эта необходимость воплощается в жизнь, оказывается, что контакты с миром усложнились, объем поступающей информации возрос и к структурной и функциональной зрелости мозга предъявлены новые требования. Образно говоря: мы делаем шаг к горизонту, а он отодвигается. Важные особенности деятельности мозга зависят от уровня зрелости и функционирования двух основных структурных организаций мозга — коры больших полушарий и подкорковых образований. Подкорковые структуры — наиболее древние эволюционно; они же наиболее рано складываются в ходе индивидуального развития. Функции их чрезвычайно многообразны: здесь расположены центры жизненно важных функций — таких, как сердечно-сосудистая , дыхательная, теплорегуляция и 2021 другие; здесь же (в ядрах промежуточного мозга) есть центры, которые управляют эмоциями и элементарными потребностями (мотивациями). Но значение подкорки не ограничивается этим. Она еще оказывает и общее как тормозящее, так и возбуждающее влияние на вышележащие отделы мозга — кору больших полушарий. Деятельностью определенных подкорковых структур определяется наступление сна. С другой стороны, расположенная в подкорке так называемая сетчатая формация, наоборот, тонизирует кору, участвует в организации состояния бодрствования — поэтому она рассматривается как «система активирующих восходящих влияний». Кора больших полушарий «не остается в долгу» и в свою очередь оказывает мощное воздействие на нижележащие структуры, подавляя их активность. Это обеспечивает активное бодрствование, делает возможными различные волевые акты, часто связанные с подавлением эмоций. Кора больших полушарий, в отличие от подкорки, — наиболее позднее приобретение эволюции. И в индивидуальном развитии созревание ее продолжается долго; различные области коры созревают в разные сроки жизни. Первыми, еще во внутриутробном периоде, складываются так называемые проекционные области коры — они ведают приемом и первичной обработкой сигналов внешнего мира (зрительных, слуховых, двигательных и др.), поступающих через органы чувств. В интересующем нас возрасте кора больших полушарий является уже в значительной степени зрелой. У 7-летнего ребенка размеры поверхности большинства корковых зон составляют около 80% размеров их у взрослого. Исключение — наиболее поздно появившаяся в процессе эволюции и наиболее «человеческая» лобная область: здесь в 7-летнем возрасте извилины менее широки и выпуклы, чем у взрослого. Развитие борозд и извилин лобной области заканчивается только к 12 годам. Не только внешнее строение, но и клеточная организация большинства областей головного мозга достигает к 7-летнему возрасту уровня развития мозга взрослого. И лишь опять-таки в лобной области все еще недостаточно нервных элементов, которые связывают эту область с другими участками мозга, мало также так называемых звездчатых вставочных нейронов; о них стоит сказать чуть подробнее. У этих клеток — обширная система отростков (отсюда — «звездчатые»), образующих многочисленные контакты с отростками других клеток. Это определяет их важнейшую роль в образовании связей между отдельными нервными элементами. Созревают звездчатые клетки наиболее поздно, и само их созревание в большей степени, чем у других корковых нейронов, зависит от их функционирования. Опыты на животных, лишенных с момента рождения возможности видеть окружащий мир, показали, что число звездчатых клеток было значительно меньшим и разветвлены их отростки в значительно меньшей степени, чем у животных, получивших зрительную информацию из внешнего мира. Вот мы и столкнулись с конкретным примером обратного влияния 22 поступающей информации на развитие мозговых структур. Эти структуры могут достигнуть или не достигнуть полной зрелости в зависимости от их употребления или неупотребления. В этом просматривается одно из основных свойств мозга — его высокая пластичность. Важно, однако, чтобы не только различные структуры мозга были зрелыми, но и связи между ними созрели, — только в таком случае мозг будет работать как единое целое. В младшем школьном возрасте увеличиваются по объему и длине основные проводящие пути, по которым идет информация о зрительных и звуковых сигналах, а также «встречные» пути, по которым мозг передает свои команды к двигательной системе. Это относится и к волокнам, которые связывают участки мозга правого и левого полушарий (так обеспечивается парность их работы), и к волокнам, пролегающим между пунктами одного и того же полушария, — такие волокна называют ассоциативными; они играют основную роль в целостной деятельности мозга. Словом, к моменту начала обучения в школе мозг ребенка является в значительной мере структурно зрелым, однако нервные элементы и особенно их связи продолжают формироваться в течение еще нескольких лет. В последние десятилетия разработаны физиологические методики, позволяющие оценить, насколько созрели и как работают мозговые структуры. Для исследования мозга человека используют метод регистрации электрической активности мозга — электроэнцефалографию. Известно, что кора больших полушарий оказывает тормозящее влияние на нижележащие отделы мозга. Естественно: чем менее развита кора, тем меньше может быть такое влияние. Отсюда следует, что повышенная активность подкорковых структур, характерная для детей 7—8-летнего возраста, связана с некоторой незрелостью коры больших полушарий. «Несдерживаемая» подкорка проявляется в эмоциях детей: они более непосредственно, чем взрослые, проявляют свои чувства. На протяжении младшего школьного возраста продолжается созревание коры и вместе с тем возрастает ее тормозящее влияние на подкорку. Примерно к концу этого возрастного периода (к 10—12 годам) как раз и устанавливаются характерные для взрослых отношения коры и подкорки. Приобретение корой главенствующей роли — чрезвычайно важный фактор развития ребенка. Теперь почти как у взрослого организованы его высшие нервные функции. Кора — тормоз по отношению к подкорковым структурам, и усиление ее влияния способствует нарастанию сдержанности в проявлении эмоций, контролируемости и осмысленности поведения. Кора — организатор всей нервной деятельности, и укрепление ее в этой роли дает почву для совершенствования психических процессов внимания, без чего, по сути, немыслимы обучение и воспитание. Современная нейрофизиология располагает данными, свидетельствующими о том, что механизмы, обеспечивающие 23 формирование внимания, значительно изменяются в ходе индивидуального развития. Механизмы внимания младшего школьника, готовящие мозг к восприятию информации, еще в известной степени слабы. Возможно, именно этим и объясняется то, что школьникам этого возраста трудно быть сосредоточенными длительное время. Однако к 10—12 годам непроизвольное внимание ребенка становится таким же, как у взрослых. Значит, на протяжении младшего школьного возраста накапливаются какие-то существенные изменения, которые делают это возможным. В чем же причина этих изменений, каков их механизм? Электрофизиологические исследования позволяют считать, что причина кроется в изменении характера корково-подкорковых взаимоотношений в связи с созреванием коры больших полушарий и повышением ее реактивности на внешние воздействия. Конечно, непроизвольное внимание весьма важно для обеспечения контактов ребенка с внешним миром. Но еще более важным для развития восприятия в условиях резкого увеличения внешней информации в школьном возрасте оказывается становление механизмов внимания произвольного. Ведь эти механизмы должны обеспечить отбор наиболее существенных сигналов, соответствующих интересам ребенка, его намерениям и стоящим перед ним задачам. Прежде чем перейти к рассмотрению тех, к сожалению, еще немногочисленных данных, которыми располагает современная нейрофизиология по этому вопросу, надо сказать о том, как складывается воспринимающая функция мозга, каковы ее особенности в школьном возрасте. В развитии восприятия с наибольшей отчетливостью проявляются возрастные особенности работы различных отделов центральной нервной системы, степень участия их в приеме и анализе поступающей в мозг информации. Излишне доказывать, сколь важна роль восприятия в умственном развитии: все то, что с накоплением жизненного опыта становится достоянием человека, все, что он получает в воспитании и обучении, должно быть прежде всего воспринято. Восприятие сигналов внешнего мира осуществляется рядом структур, объединенных в единую систему, которую И. П. Павлов назвал анализатором. Рецепторы — это «окна» нервной системы. Они состоят из специализированных клеток, которые преобразуют энергию внешних стимулов в нервные процессы. От рецепторных образований нервные импульсы по специализированным проводниковым путям попадают в центральную нервную систему, где и проходит собственно анализ поступающей внешней информации. Изменение восприятия с возрастом обеспечивается развитием каждого из звеньев анализаторов. Большинство рецепторных аппаратов созревают у человека очень рано. К началу школьного возраста, к 7 годам оказываются весьма зрелыми зрительные функции. Становится довольно высоким такой важный показатель, как острота зрения (которая 24 определяется способностью воспринимать мелкие детали предметов). Но поскольку острота зрения в младшем школьном возрасте у многих детей ниже, чем средняя норма для взрослого, очень важно использовать в обучении, для чтения книги с крупным шрифтом и вообще всячески избегать зрительного переутомления. Что же меняется в строении и работе структур центральной нервной системы, что обеспечивает развитие с возрастом воспринимающей системы мозга? Чтобы ответить на этот вопрос, необходимо было изучить, как происходит у детей прием и анализ сигнала в коре больших полушарий. Современные методы исследования позволили установить, что в коре, а именно в проекционных зонах, ответы на сигналы внешней среды регистрируются очень рано, с момента рождения ребенка. Но восприятие внешней информации — сложный активный процесс, в котором принимают участие и другие, непроекционные области, так называемые ассоциативные. В них, в частности, сигналы, поступающие из различных анализаторных систем, получают возможность взаимодействовать. Ведь если такое взаимодействие не налажено, организм не сможет нужным образом ответить на сигналы из внешнего мира, которые в большинстве случаев поступают сразу по нескольким каналам — мы одновременно видим, слышим, испытываем ощущения, связанные с движением. В школьном возрасте участие непроекционных областей в восприятии усложняется и совершенствуется. Особое значение приобретает это тогда, когда необходим тонкий анализ сигнала, когда надо определить его значимость, принять решение. И здесь особая роль принадлежит лобным отделам коры больших полушарий. Именно в школьном возрасте отмечается увеличение степени их участия в процессе восприятия. Причем младшие школьники находятся еще в самом начале пути: у них лобные доли включаются в сравнительную оценку сигналов в значительно меньшей степени, чем у детей 12—15 лет. С увеличением степени участия лобных областей коры в восприятии связано формирование процесса произвольного внимания. Это определяется ролью лобных областей в анализе словесных сигналов, в принятии решений и в организации деятельности. Некоторая степень незрелости лобных областей у младших школьников в сравнении со старшими объясняет, очевидно, те затруднения в организации произвольного внимания и избирательного восприятия, которые наблюдаются у детей этого возраста. Ребенок младшего школьного возраста слабо выделяет соотношение различных частей зрительного образа, это может быть объяснено «неумением работать» тех структур мозга, которые призваны производить интеграцию, объединение, связывание. Исследования показывают, что в результате специально организованных занятий можно научить младших школьников (и даже дошкольников) воспринимать соотношения основных частей объекта. Отсюда вывод: не обязательно рассчитывать на «естественный ход событий» — восприятие можно и нужно целенаправленно формировать. 25 Подведем некоторые итоги. К началу школьного возраста завершается функциональное созревание коры больших полушарий, складываются связи нервных структур, которые обеспечивают включение высших нервных центров в прием и переработку внешних сигналов, ассоциативную функцию коры больших полушарий, совершенствование внимания. Существенно, что формирование этих связей в большой мере определяется конкретными условиями, и прежде всего потоком поступающей информации. Высокая пластичность мозга в детском возрасте подсказывает нам, что можно и нужно целенаправленно воздействовать на развитие высших нервных и психических функций, воздействовать с учетом и наличных, и потенциальных возможностей мозга ребенка. Зачем организму секреты? Мы позволили себе в заголовке игру слов в надежде, что читатель помнит из школьного курса анатомии и физиологии человека: секреты — это вещества, образующиеся клетками желез. Железы внешней секреции имеют выводные протоки, по которым образующиеся в железах вещества попадают в какую-либо полость тела или на его поверхность. Так, слюнные железы выделяют слюну в полость рта, печень выделяет желчь в полость двенадцатиперстной кишки, а потовые или сальные железы открываются непосредственно на коже. Секреты желез другой группы попадают непосредственно в кровь и разносятся по всему организму. Эти железы, не имеющие выводных протоков, называются железами внутренней секреции (к ним относятся: гипофиз, эпифиз, щитовидная, поджелудочная, околощитовидная, надпочечные, половые, вилочковая железы), а вещества, вырабатываемые ими, — гормонами. Всю анатомо-физиологическую систему, включающую железы внутренней секреции и их гормоны, называют эндокринной системой. Эндокринная система находится под контролем центральной нервной системы. В свою очередь под контролем эндокринной системы находится огромное количество различных жизненных процессов. Воздействие гормонов на образование и рост тканей и на обмен веществ определяет их исключительно важную роль именно в детском, развивающемся, организме. Именно поэтому родителям важно знать как о принципах деятельности эндокринной системы, так и об особенностях этой деятельности в младшем школьном возрасте. Прежде всего спросим себя: зачем организму еще одна, регулирующая система, почему он не может обойтись нервной системой? Дело в том, что реакция организма на сигналы из внешней и внутренней среды может быть по необходимости либо быстрой, либо длительной. Этим и определяется целесообразность использования нервного или гормонального «исполнительного» пути. Импульсы, передаваемые из центральной нервной системы по нервным проводникам (периферическая нервная система), служат для осуществления быстрой реакции, но не могут поддерживать ее в течение 26 длительного времени. Гормональный же путь обеспечивает пусть не столь быстрые, но более продолжительные и глубокие эффекты. Развитие гормональных функций организма начинается на ранних этапах эмбрионального развития. Прежде всего появляется способность ткани, органа надлежащим образом отвечать на действие гормонов. Эта способность возникает для каждого органа в строго определенном возрасте, но, как правило, раньше, чем начинается секреция соответствующих гормонов. Гипофиз, расположенный у основания мозга, является, с одной стороны, обычной железой внутренней секреции (выделяющей гормоны, непосредственно влияющие на ткани и органы), а с другой — представляет собой орган, координирующий деятельность других эндокринных желез. Гипофиз секретирует различные гормоны. Скажем о некоторых из них. Соматотропин влияет на все виды обмена веществ. Он, в частности, способствует образованию в организме белка, необходимого для увеличения массы всего тела и его отдельных органов. Соматотропин обеспечивает тот «строительный материал», который необходим растущему человеку; поэтому его называют гормоном роста. Влияние соматотропина на 27 углеводный и жировой обмен обусловлено тем, что углеводы и жиры используются для построения белков. Обладая мощным жироразрушающим действием, гормон роста оказывается «виновником» того, что дети в период роста, когда он выделяется в наибольших количествах, худеют, у них не происходит отложения жира под кожей. Это часто пугает родителей, не знакомых с описанным механизмом. Будем помнить, что некоторое похудение ребенка в период роста — физиологическая закономерность. Никакого отклонения от нормы здесь нет. Тиреотропин самостоятельного влияния на различные процессы в организме не оказывает, и роль его сводится к обеспечению нормальной работы щитовидной железы. Недостаток тиреотропина вызывает недоразвитие железы, а избыточное образование — ее усиленный рост и повышенную активность. Отметим, что содержание тиреотропина у детей первого десятилетия жизни значительно выше, чем у взрослых. Кортикотропин стимулирует деятельность той части надпочечников, которая носит название коры. Холод и тепло, травма и нервное потрясение, утомление и инфекционное заболевание — самые различные влияния, испытываемые организмом, вызывают в нем специфические процессы, направленные на сопротивление именно этому вредному фактору: включается терморегуляция, или вступает в действие механизм свертывания крови, или нервные клетки охватывает охранительное торможение, или борьбу с нежелательными пришельцами начинают в крови антитела. Во всех этих процессах велика роль гормонов, вырабатываемых корой надпочечников (кортизол, кортикостерон и др.). Щитовидная железа стимулирует многочисленные и разнообразные функции и чрезвычайно важна для растущего организма. Влияние гормонов щитовидной железы — тиреоидных гормонов на рост ребенка идет в основном по двум направлениям. Во-первых, эти гормоны регулируют рост ребенка, воздействуя на ход окостенения хрящей, т. е. на созревание костей скелета. (Добавим, что они оказывают влияние и на формирование зубов.) Во-вторых, они активизируют процессы обмена веществ, необходимые для роста. Чрезмерное усиление деятельности щитовидной железы приводит к резкому повышению интенсивности обмена веществ. Избыточная активность щитовидной железы влечет за собой повышенную возбудимость центральной нервной системы, эмоциональную неустойчивость, учащенное сердцебиение, потливость. С другой стороны, недостаточная активность железы ведет к замедлению роста, дети становятся вялыми, зачастую испытывают затруднения в умственной деятельности. Это должно служить для родителей, врачей, педагогов сигналом тревоги. В состав гормонов щитовидной железы входит йод, который поступает в организм только извне, с пищей. Уже давно замечено, что случаи задержки роста и психического развития, а также заболевания зобом часто становятся массовыми в определенной местности (например, в высокогорных 28 районах). При этом всегда оказывается, что в данной местности вода или пищевые продукты бедны йодом. (Организм, пытаясь приспособиться к недостатку йода, отвечает увеличением размеров железы — отсюда «зоб».) В таких случаях приходится специально вводить йод в продукты, которые потребляет большинство населения, например в соль. Это предупреждает заболевание. В последнее время открыт еще один гормон щитовидной железы; он влияет на содержание кальция в организме. Его функцию легче понять, если обратиться к другим железам внутренней секреции — околощитовидным, гормон которых тоже регулирует кальциевый обмен. Размеры околощитовидных желез чрезвычайно малы: величина каждой из них у ребенка 7—10 лет не превышает 2—3 мм. Но, несмотря на малые размеры, значение их в организме огромно. Если функции некоторых других эндокринных органов хоть в какой-то степени могут дублироваться деятельностью иных образований, то гормон околощитовидной железы — паратгормон не имеет в организме никаких «заместителей». Чрезвычайная важность этого гормона проистекает из того, что он влияет на распределение в организме кальция — необходимого составного элемента костной ткани, придающего кости прочность и формирующего ее структуру. В организме кальций содержится в костях и в крови. Паратгормон «вымывает» этот элемент из костной ткани в кровь. Недавно открытый гормон щитовидной железы, напротив, препятствует переходу кальция из кости в кровь и стимулирует процесс костеобразования. Процесс роста продолжается до тех пор, пока хрящевые прослойки в длинных трубчатых костях еще не замещены костной тканью. При недостатке паратгормона кальций задерживается в кости и вызывает преждевременное окостенение хрящей, а следовательно, и преждевременную остановку в росте. Избыток же этого гормона ведет к размягчению костей, нежелательность чего столь же очевидна. Кальций помимо того обеспечивает и другие функции организма: свертывание крови, деятельность кишечника, нервно-мышечную возбудимость. Следовательно, паратгормон, регулируя концентрацию кальция в крови, существенным образом влияет и на эти процессы. Вилочковая железа, пожалуй, более других заслуживает права рассматриваться при изучении физиологии ребенка, поскольку функционирует она главным образом у детей. Существует мнение о том, что вилочковая железа, подобно гипофизу, до определенного возраста тормозит деятельность половых желез. Это мнение подтверждается наблюдениями педиатров, согласно которым при увеличении вилочковой железы уменьшены размеры половых органов. В последнее время появились данные, что вилочковая железа участвует в реакциях иммунитета, повышая устойчивость детского организма к инфекционным заболеваниям. Поджелудочная железа работает и как железа внешней секреции (вырабатывая панкреатический сок, поступающий в 29 полость двенадцатиперстной кишки по выводному протоку), и как железа внутренней секреции. Основной гормон поджелудочной железы — инсулин. Его задача — способствовать использованию углеводов в тканях. Углеводы — весьма важный поставщик энергии в организме, так что инсулин, являясь мощным регулятором углеводного обмена, способствует тому, чтобы организм был обеспечен энергетически. Это важно, конечно, в любом возрасте, однако именно в детстве особенно высока потребность в энергии для роста и развития (а также в связи с большей подвижностью детей по сравнению со взрослыми). Все это позволяет считать столь важной роль инсулина в регуляции деятельности детского организма. Надпочечники — это парные железы, состоящие из мозгового слоя и коры. Мозговой слой надпочечников выделяет два гормона: адреналин и норадреналин. Оба они имеют близкое строение и сходные функции, которые заключаются в стимулирующем влиянии на сердечно-сосудистую систему (деятельность сердца, артериальное давление, частоту пульса и т. д.) и на обмен веществ, в первую очередь углеводный; причем если на сердечно-сосудистую деятельность в большей степени влияет норадреналин, то адреналин несет большую ответственность за обмен углеводов. 30 Чрезвычайно важна связь адреналина с эмоциональной деятельностью. Известно, что в момент, когда человек испытывает сильные эмоции (например, ярость или страх), происходит выделение большого количества адреналина. Это способствует тому, чтобы печень выдала из своих запасов дополнительное количество сахара — попав в кровь, он направится в ткани, чтобы распасться в них с выделением энергии, столь необходимой сейчас организму. Параллельно норадреналином стимулируется сердечно-сосудистая деятельность. Так обеспечивается выполнение повышенных требований, предъявляемых к организму, в той или иной «критической» ситуации. Известная неустойчивость эмоционального поведения у детей может быть, в частности, результатом того, что к началу младшего школьного возраста реакции, которые, с одной стороны, поддерживают постоянство внутренней среды организма, а с другой, обеспечивают сопротивляемость его вредным влияниям, еще недостаточно сбалансированы. Из приведенного, пусть очень краткого, обзора работы эндокринной системы видно, что система эта очень сложна. Сбой в настройке этого тонкого инструмента приводит к различным болезненным нарушениям, на некоторые из них, доступные наблюдению родителей, мы постарались указать. Если вы отметили какое-то нарушение, вы, конечно, не замедлите обратиться за помощью к врачу-эндокринологу. Кровь, кровообращение, дыхание Согласованная работа двух систем жизнеобеспечения организма — дыхания и кровообращения очень важна. Эффективность этой работы в большой степени зависит от всего образа жизни ребенка. Пребывание на свежем воздухе, подвижные игры, разумно организованный и посильный труд — все это способствует совершенствованию дыхательного аппарата, кровообращения и, следовательно, развитию всего организма. Кровь. Значение крови весьма многообразно. В ее функции входит доставка тканям питательных веществ и кислорода и транспортировка к почкам, потовым железам и легким продуктов жизнедеятельности, подлежащих удалению из организма. Кровь участвует в регуляции деятельности организма, неся с собой в различные органы и ткани гормоны и другие физиологически активные вещества. Неоценима ее защитная роль — некоторые клетки крови и белки, входящие в состав ее плазмы, способны уничтожать вредные для организма микробы, обезвреживать ядовитые вещества. Все эти функции система крови начинает выполнять буквально с первых минут жизни ребенка. Но, как и всякая другая система человеческого организма, она развивается; и здесь также приходится иметь в виду возрастные особенности. Абсолютное количество крови с возрастом увеличивается. 31 Если же массу крови отнести к массе всего тела, окажется, что этот относительный показатель с возрастом падает. При массе тела в 24—26 кг общее количество крови составляет около 2 л. К 7 годам устанавливается соотношение между плазмой и клетками крови, характерное и для взрослого человека: 55% плазмы и 45% клеток. Плазма, как известно, на 9/10 состоит из воды, остальную ее часть составляют белки, другие органические соединения, минеральные соли; клетки крови — это эритроциты, лейкоциты и кровяные пластинки — тромбоциты. Эритроциты — самые многочисленные клетки крови. В их функции входит доставка кислорода к тканям и удаление углекислого газа. Общая поверхность всех эритроцитов крови составляет почти 4 тыс. м2, что почти в 2 тыс. раз больше поверхности нашего тела. Столь громадная поверхность обеспечивает возможность гемоглобину, содержащемуся в эритроцитах, соединяться с достаточным для организма количеством кислорода. Содержание эритроцитов в единице объема крови у детей школьного возраста близко к таковому у взрослых (около 5 млн. в 1 мм3). Это же можно сказать про содержание гемоглобина (60—80%). Уменьшение количества эритроцитов или содержания гемоглобина против нормы называют малокровием. Родителям важно знать, что малокровие может развиться от недостаточного пребывания ребенка на свежем воздухе, после перенесенных инфекционных болезней, при недостаточно сбалансированном питании (отсутствие витаминов, недостаток белков), вообще при недостаточно здоровом образе жизни. Следствие — быстрая утомляемость ребенка, низкая работоспособность, частые головокружения. Предупреждение малокровия и борьба с ним — прежде всего в налаживании такого режима, в котором пребывание на свежем воздухе занимало бы достаточное место; свежий воздух совершенно необходим и в комнате, где занимается или отдыхает ребенок (систематическое проветривание!), в рацион надо ввести продукты, богатые железом и витаминами. Существует, как многие знают, очень важный показатель — СОЭ (скорость оседания эритроцитов, иначе РОЭ — реакция оседания эритроцитов). Если кровь предохранить от свертывания и оставить на некоторое время в капиллярных трубочках, то эритроциты, находящиеся в крови, начинают оседать. Скорость их оседания в норме определенная. (У детей от 7 до 12 лет она не превышает 12 мм в час.) Но если в организме идет воспалительный процесс, то свойства поверхности эритроцитов изменяются, они легче «проскальзывают» вниз, скорость их оседания резко увеличивается. Вот почему для диагностики показатель СОЭ так важен — он очень чутко реагирует на малейшие нежелательные изменения в состоянии организма, в частности на скрыто протекающие воспалительные процессы, хронические и острые заболевания, включая опухолевые новообразования. Важное практическое значение в этом смысле имеет и производимое при анализе крови определение лейкоцитарной 32 формулы. Дело в том, что существует несколько форм лейкоцитов, и процентное соотношение их в крови имеет особенности, характерные для ребенка данного возраста. По отклонениям же можно судить о том, какому заболеванию, вероятно, подвергся организм. (Например, при воспалениях возрастает число так называемых нейтрофилов, при туберкулезе может быть отмечено возрастание количества лимфоцитов, при глистных заболеваниях — так называемых эозинофилов.) Лейкоциты играют очень важную роль в системе защитных сил организма. Эта роль вытекает из их способности к фагоцитозу, т. е. к захватыванию и растворению микробов. Противомикробными свойствами обладают и ткани (кожа, слизистые оболочки), а также выделяемые ими жидкости (слюна, слезная жидкость, желудочный сок) — они подавляют активность попавших в организм микробных клеток, а в ряде случаев убивают их. Эти барьерные силы (как и фагоциты) очень важны, они выполняют, так сказать, общезащитную роль (для них, как правило, особенности того или иного возбудителя существенного значения не имеют). Но у организма есть и другие силы для борьбы с чуждыми ему существами и веществами, причем силы, действующие направленно, обеспечивающие невосприимчивость организма именно к носителям конкретной инфекции, именно к данным токсиконам (ядовитым веществам). Эту форму защиты называют иммунитетом. В ответ на внедрение чужеродного агента в крови начинают вырабатываться особые белковые вещества. Действуют они, как мы сказали, строго избирательно, обезвреживая только те микробы и токсины, которые «пробудили их к жизни»; антитела, возникшие в организме в ответ на внедрение возбудителя столбняка, беспомощны перед дифтерийной палочкой... К некоторым заболеваниям человек вообще невосприимчив. Но ко многим заболеваниям иммунитет приходится приобретать. Ребенок, перенесший, например, скарлатину, корь, дифтерию, коклюш, благодаря выработанному к ним иммунитету, как правило, больше не заболеет этими инфекционными заболеваниями снова. Иммунитет совершенствуется с ростом и развитием ребенка. Выработка антител против ряда возбудителей болезни начинается со второй недели жизни, однако количество их еще недостаточно и защиту организма младенца берут на себя антитела матери, попавшие в кровь ребенка еще до рождения, а также поступающие с материнским молоком. Только ко второму году жизни организм ребенка обретает способность активно вырабатывать достаточное количество антител. Окончательное формирование механизмов иммунитета наступает к 10 годам. Но цена, которую организм ребенка должен платить за «науку» сопротивляться инфекции, оказывается порой слишком высокой. Вот почему, не ожидая выработки естественного иммунитета, мы прибегаем теперь к выработке иммунитета искусственного. Результатом усилий многих поколений ученых было создание сывороток, содержащих готовые антитела 33 против ряда заболеваний. Введение сывороток помогает организму защищаться от инфекции или же во многом ослабляет уже наступившее заболевание, ускоряя выздоровление. Иммунитет, создаваемый с помощью сывороток, — пассивный, непрочный. Он быстро возникает, но столь же быстро исчезает. Поэтому сыворотками обычно пользуются в тех случаях, когда организму угрожает вследствие контакта с инфекционным больным реальная опасность и нет времени ждать образования более стойкого активного иммунитета. Активный же иммунитет возникает в результате введения вакцин, содержащих в себе убитые или значительно ослабленные микроорганизмы, а также обезвреженные продукты их жизнедеятельности — токсины. Введение вакцины в организм как бы имитирует заболевание (только в очень легкой степени) и значительно активизирует защитные силы организма. Активный иммунитет развивается медленнее пассивного, но, возникнув однажды, держится долго, иногда многие годы. Именно поэтому предохранительным прививкам с помощью вакцин придается особенно большое значение в профилактике инфекционных заболеваний у детей и подростков. Профилактическая вакцинация должна проводиться в строгом соответствии с установленными сроками, с учетом показаний и противопоказаний. Существенным противопоказанием к профилактической вакцинации является недавно перенесенное острое инфекционное заболевание, респираторная инфекция, ряд хронических заболеваний. Строго противопоказана противотуберкулезная вакцинация (БЦЖ) детям с туберкулезной интоксикацией, имеющим положительную реакцию Манту или Пирке. Противопоказанием является также ряд аллергических состояний и заболеваний. Для избежания возможных ошибок совершенно необходим тесный контакт родителей с врачами и педагогами. Сердечно-сосудистая система Кровь может выполнять свои жизненно необходимые функции, лишь находясь в непрерывном движении. Благодаря кровообращению ко всем органам и тканям поступают кислород, питательные вещества, соли, гормоны, вода, благодаря кровообращению выводятся из организма продукты обмена. Центр всего кровообращения — сердце, своеобразный мышечный «живой насос». О его работе хорошо сказал известный советский физиолог Г. И. Косицкий: «В течение нашей жизни этот маленький труженик, размеры которого не превышают величины кулака, перекачивает 300 тысяч тонн крови, работая без устали, непрерывно, регулярно, не останавливаясь никогда. Работа, которую выполняет сердце на протяжении жизни, достаточна для того, чтобы поднять железнодорожный вагон на высоту Эльбруса». В результате каждого сердечного сокращения в отходящую от сердца аорту (самую крупную артерию организма) выбрасывается в зависимости от возраста ребенка от 20 (на 7-м году жизни) до 30 мл (в 10 лет) крови. Это количество называют ударным объемом. Если умножить эту величину на число 34 сокращений сердца в минуту, то мы получим минутный объем крови. Частота сердечных сокращений составляет в указанные годы соответственно 95 и 85 в минуту, значит, минутный объем возрастает в младшем школьном возрасте с 1,9 до 2,6 л, т. е. примерно на 40%. (Разумеется, приведены средние цифры.) В артериальной крови много питательных веществ и кислорода. Как известно, артериальная система переходит в венозную через разветвленную мельчайшую сеть капилляров, тонкие стенки которых позволяют осуществить обмен веществ между кровью и тканями: кровь отдает питательные вещества и кислород, принимая продукты обмена. Венозная кровь освобождается в легких от углекислоты, пополняя запасы кислорода, а проходя через почечные сосуды, отдает ряд других «отработанных» веществ, получая питательные вещества в кишечнике и в печени — приобретая вновь полноценный состав артериальной крови. Кровеносное русло — это своеобразная разветвленная, проникающая во все органы и ткани «река жизни», неустанно обеспечивающая обмен веществ и энергии... Вместе с ростом и развитием всего организма ребенка происходит рост и совершенствование сердца и кровеносных сосудов. Увеличивается объем и масса сердца, утолщаются стенки артерий главным образом за счет увеличения их мышечного слоя; толщина венозных стенок с возрастом меняется мало, при этом, однако, увеличивается их внутренний диаметр, а следовательно, и емкость. Сосуды удлиняются, появляются новые ветви, сосудистая сеть становится более разветвленной. Все эти изменения направлены на улучшение циркуляции крови в органах и тканях растущего организма, обеспечивая его повышенную потребность в питательных веществах и кислороде. По мере роста ребенка увеличение объема сердца требует для его заполнения кровью все большего времени, вместе с тем нагнетание крови в артерии может быть обеспечено без значительного увеличения времени сердечного сокращения: с возрастом мощность сердечной мышцы повышается. Следует заметить, однако, что при физических нагрузках у ребенка 7—10 лет увеличение «производительности» сердца по-прежнему достигается за счет повышения частоты сердцебиений. Вот почему требуется строгое нормирование физических нагрузок школьников как по их мощности, так и, особенно, по длительности (нагрузок на выносливость). Дыхание. Между организмом человека и окружающей его воздушной средой непрерывно происходит газообмен. Легочное дыхание обеспечивает постоянное обновление воздуха в легких, где кислород переходит в кровь, а углекислый газ — из крови в воздух. Благодаря особому устройству легких площадь поверхности обмена газами между воздухом и кровью в несколько десятков раз больше площади поверхности человеческого тела, чем обеспечивается достаточно большая скорость газообмена. Органы дыхания у детей отличаются от органов дыхания 35 взрослого. Грудная клетка новорожденного ребенка имеет форму усеченного конуса или бочкообразную с горизонтальным ходом ребер. При таком строении грудной клетки ограничена ее подвижность и возможность расправления легких при вдохе, что и обусловливает поверхностное дыхание. С момента, когда ребенок начинает ходить, форма грудной клетки у него постепенно изменяется: ребра опускаются, принимают косое направление. (Но лишь к 12—13 годам форма грудной клетки подростка приближается к форме, характерной для взрослого.) Воздухоносные пути относительно узкие. Они тем более узкие, чем младше ребенок. Выстилающая их слизистая оболочка нежна и легко ранима. Этим объясняется частота воспалительных заболеваний верхних дыхательных путей, нередко приводящих к отеку гортани и затрудненному дыханию. Во время вдоха воздух поступает в легкие через носоглотку, гортань, трахею, от которой отходят два главных бронха — правый и левый. Каждый из этих бронхов разветвляется до мельчайших бронхиол. Из бронхиол воздух через альвеолярные ходы попадает в легочные пузырьки — альвеолы. Стенки альвеол растяжимы и упруги, поэтому они могут растягиваться одновременно с поступлением воздуха. Альвеолы покрыты сетью кровеносных сосудов — капилляров. Стенки альвеол и капилляров чрезвычайно тонки, поэтому газообмен между порцией воздуха одной альвеолы и кровью легко осуществляется. Объем воздуха в одной альвеоле и ее поверхность очень малы, но в легких человека количество альвеол составляет несколько сотен миллионов, поэтому объем воздуха в легких в целом может составлять несколько литров, а общая альвеолярная поверхность — несколько десятков квадратных метров. Таким образом, устройство легких обеспечивает возможность быстрого перехода большого количества кислорода из альвеолярного воздуха в кровь и углекислого газа из крови в альвеолярный воздух. Для того чтобы понять особенности дыхания ребенка, нужно учитывать, по крайней мере, два важных обстоятельства. Во-первых, кислород нужен организму ребенка не только для энерготрат, связанных с уже достигнутой массой клеток, но и для обеспечения процесса роста организма. Поэтому скорость потребления кислорода детским организмом увеличивается по мере увеличения массы и в зависимости от скорости роста: чем она больше, тем больше растет скорость потребления кислорода. Во-вторых, ребенок отличается от взрослого не только размерами и массой, но и соотношениями размеров и массы отдельных его органов. С возрастом значительно увеличивается доля массы, приходящейся на мышцы и кости, а доля массы тех органов, которые потребляют кислород в наибольшей степени (мозг, сердце, печень, почки), уменьшается. Так, если у новорожденного масса головного мозга составляет 1/8 массы тела, то у взрослого — 1/40. Поэтому скорость 36 потребления кислорода на единицу массы организма, т. е. интенсивность потребления кислорода, с возрастом уменьшается. В младшем школьном возрасте уменьшение интенсивности потребления кислорода сказывается еще менее заметно, чем нарастание веса организма в целом, поэтому скорость потребления кислорода всем организмом в эти годы увеличивается. Соответственно увеличивающейся потребности в кислороде развиваются органы и системы, обеспечивающие эту потребность, в том числе и аппарат внешнего дыхания. К 7—8 годам общее количество альвеол легких ребенка увеличивается по сравнению с их числом у новорожденного в 12 раз и почти равно количеству альвеол взрослого (около 300 млн.). Но по размерам альвеолы ребенка уступают альвеолам взрослого, так что общая их поверхность в это время составляет примерно 40 м2. В дальнейшем за счет увеличения поверхности каждой альвеолы она достигнет у взрослого мужчины примерно 80 м2. Итак, поверхность газообмена у ребенка 7—8 лет равна примерно половине ее у взрослых. Однако скорость потребления кислорода у него заметно больше половины таковой у взрослых. За счет чего можно достигнуть относительно большой скорости газообмена? Дышать поглубже, чтобы увеличивалась степень обновления воздуха в альвеолах? Но это можно было бы осуществить сравнительно большими затратами энергии. Альвеолы у детей, как сказано, меньшего размера, они менее растяжимы, и чем младше ребенок, тем большую долю всей работы, затрачиваемой на дыхание, составляет работа именно по растяжению легких. Так что организм предпочитает другой путь, более выгодный с точки зрения энерготрат: дыхание менее глубокое, чем у взрослого, но более частое. По мере роста — за счет размеров альвеол — объема легких частота дыхания постепенно снижается; более экономичным становится другой путь: глубокого дыхания. На протяжении первых школьных лет как раз и идет экономизация дыхания (подобно экономизации кровообращения, описанной выше). В главе «Физическое воспитание» будет сказано о том, как повысить тренированность дыхательного аппарата с помощью упражнений. Вообще, на значение правильного дыхания (и на обеспечение его условий, в том числе и гигиенических) нам придется указывать не раз — столь важно это значение и для развития детского организма, и для нормальной работоспособности младшего школьника. Обмен веществ и питание Что определяет у детей младшего школьного возраста особенности обмена веществ — этой сложной цепи химических превращений, которая начинается поступлением в организм пищи и кислорода? Как мы знаем, в человеческом организме, в клетках его происходят обменные процессы двух типов: распад сложных молекул до простых соединений — таких, как вода, углекислый газ и аммиак (диссимиляция), и синтез 37 новых веществ (ассимиляция). В процессе распада выделяется энергия, которая используется для синтетических процессов, физической и умственной работы, поддержания температуры тела и т. д. Конечные продукты обмена веществ выводятся из организма. В организме взрослого также постоянно идет обновление клеток, но потребности детского растущего организма и в материале для созидания новых клеток, и в энергии, которая при этом должна быть затрачена, — более значительны. Дополнительная энергия требуется и для того, чтобы обеспечить очень большую подвижность детей. Поэтому на процессы распада, поставляющие энергию, ложится значительная нагрузка. Питательные вещества в том виде, в каком мы их получаем, не могут быть непосредственно использованы организмом (за исключением воды, минеральных солей и витаминов). Пищу еще надо довести до такого вида, чтобы она могла быть усвоена. Этой задаче и служит пищеварение — процесс механической и химической обработки пищи в желудочно-кишечном тракте; в результате такой обработки сложные молекулы пищевых веществ превращаются в более простые соединения, которые и усваиваются организмом. Химическая обработка пищи идет под влиянием особых веществ, содержащихся в соках пищеварительных желез, — ферментов; они обладают важной способностью ускорять биохимические реакции. Начинается пищеварение уже во рту. Здесь пища измельчается, перемешивается и смачивается слюной. Слюна — это слизистый секрет, выделенный многочисленными железами в полости рта. Она обволакивает пищу, делая ее пригодной для глотания. «Слюнки текут» — это о привлекательной для вас еде. Позаботьтесь о том, чтобы у ребенка с едой были связаны положительные эмоции. Если он «не научился реагировать» на пищу (или если реакция тормозится неприятными переживаниями), то не сработают рефлекторные механизмы, которые в зависимости от характера пищи изменяют не только количество слюны, но и содержание в ней ферментов... Итак, слюна смочила комочек пищи, обволокла его — теперь ребенок легко проглотит этот комочек. Нужно учитывать все-таки, что пищевод еще легко раним (нежна его слизистая оболочка), поэтому следует избегать пока грубой пищи. Проглоченная пища попадает в желудок и задерживается в нем на несколько часов и подвергается дальнейшей обработке. Нормальный процесс пищеварения может протекать только при выделении достаточного количества желудочного сока. Здесь можно повторить то, что сказано о слюне: желудочный сок начинает выделяться при виде вкусной еды и даже при разговоре о ней. Напротив, отрицательные эмоции (недовольство, гнев, страх) или же неприятный вид и запах пищи тормозят отделение желудочного сока. Из желудка пища поступает в двенадцатиперстную кишку, а затем в следующие отделы тонкого кишечника. Здесь под 38 влиянием ферментов завершается расщепление белков, жиров и углеводов. Заметим, что ферментный состав пищеварительных соков также зависит от характера пищи. Соотношение белков, жиров и углеводов в привычных продуктах питания определяет количественное соотношение различных ферментов в пищеварительных соках. Таким образом, ферменты желудочно-кишечного тракта приспособлены к питанию определенным привычным набором пищевых продуктов. Чем шире этот набор, тем легче может быть переварена различная пища. Поэтому приучение ребенка к разнообразному питанию облегчит ему приспособление в необходимых случаях к любым изменениям в характере пищи. Слизистая оболочка кишечника у детей развита хорошо, в ней много кровеносных и лимфатических сосудов — это способствует лучшему всасыванию продуктов пищеварения. Вместе с тем эластические волокна и мышечный слой кишечника у детей развиты слабее, чем у взрослых, поэтому стенки кишечника несколько вялы, движения, которыми проталкивается пища, слабее. Считается, что запоры, часто наблюдающиеся у детей, нередко можно объяснить этим. Отсюда необходимость соответствующих корректив в режиме питания и рационе. Пищеварение завершается в толстом кишечнике, где происходит основное всасывание воды. В толстом кишечнике развивается богатая микрофлора, состоящая из микробов брожения и гниения. Они полезны для организма, поскольку синтезируют ряд витаминов. Гнилостные микробы кишечника в процессе своей жизнедеятельности образуют ряд ядовитых продуктов гниения. Для организма они, как правило, опасности не представляют, так как оттекающая от кишечника кровь обязательно попадает в печень, где обезвреживаются многие ядовитые вещества, всосавшиеся в кишечнике. Но в случае запора опасность интоксикации организма возрастает. Молочнокислые продукты благотворно влияют на работу кишечника, регулируя состав микрофлоры. Сложная согласованная работа органов пищеварения регулируется специальными нервными центрами, расположенными в различных отделах центральной нервной системы. В период интенсивного роста в организме ребенка часто возникает нехватка тех или иных веществ. Пищевой центр тонко реагирует на изменение химического состава внутренней среды организма. Так возникают индивидуальные, порой странные, особенности аппетита. Например, иногда у детей появляется желание есть мел или штукатурку — это сигнал того, что организм испытывает повышенную потребность в кальции. Значит, налаживая питание ребенка, надо отдавать себе отчет в том, что предпочтение детьми тех или иных продуктов и их представления о вкусовых качествах пищи могут диктоваться внутренними потребностями организма, а вовсе не «непонятными капризами». С другой стороны, недостаточное внимание к режиму питания и составу пищи, несоблюдение рекомендованных норм, 39 основанных на изучении физиологии обмена веществ ребенка, могут привести к закреплению вредных пищевых привычек. Так, некоторые дети привыкают пить много воды — а ведь это создает дополнительную нагрузку на сердечно-сосудистую и выделительную системы; с течением времени возможны даже патологические нарушения в работе этих систем. Другой пример — привычка есть много сладостей и мучных изделий; это в конечном счете может привести к ожирению. С особенностями работы пищевого центра связаны некоторые знакомые всем картины. Так, увлеченный своими занятиями, ребенок отказывается от еды в положенное время. Это легко объясняется тем, что эмоциональное возбуждение тормозит пищевой центр (аппетита нет). Однако аппетит может быть легко восстановлен, если ребенок все же начнет есть. А побудить его к этому легче всего, предложив ему вкусную закуску. Привлекательный вид, запах и вкус пищи и сам акт еды, как показал И. П. Павлов, рефлекторно растормаживают пищевой центр. (Как говорится, «аппетит приходит во время еды».) А вот если незадолго до обеда поесть немного, то это вызывает стойкое торможение пищевого центра («аппетит перебит»). Особенно легко нарушают аппетит сладости: углеводы быстро всасываются в кровь, увеличение количества сахара в крови вызывает ощущение сытости. Иногда у детей младшего школьного возраста наблюдается стойкое отрицательное отношение к еде. Пищевой центр перестает быть регулятором потребностей ребенка в пище, что может привести к тяжелым нарушениям обмена веществ. Это состояние нередко возникает по вине родителей, которые заставляют ребенка есть больше, или быстрее, или то, что ребенку кажется невкусным. В таких случаях нужно срочно принимать меры — причем родители должны стать намного более требовательными к себе, чем к ребенку. (Однако в любом случае необходима консультация с врачом — стойкое отсутствие аппетита может быть связано порой с некоторыми заболеваниями ребенка.) Белки — часть пищи, наиболее важная для растущего организма: они представляют собой основной материал для построения всех тканей тела. Все многообразие белков построено из 20 видов аминокислот, соединенных в разных комбинациях. Аминокислоты могут синтезироваться в клетке в результате обменных превращений. Могут, но не все — 8 аминокислот обязательно должны в организм человека поступать извне, с пищей. Эти 8 аминокислот называются поэтому незаменимыми. А для детей в период роста характерна нехватка еще одной аминокислоты — гистидина, так что для них незаменимыми являются 9 аминокислот. В животных белках молока, яиц, творога, сыра содержатся все незаменимые аминокислоты и в нужном соотношении. Так, состав незаменимых аминокислот куриных яиц соответствует составу аминокислот женского молока, т. е. идеально удовлетворяет потребности растущего организма. Родителям следует знать, что белки животного происхождения в питании 40 |