Развитие двигательной сенсорной системы происходит непрерывно, значительно усиливаясь в возрасте от 7–8 до 1315 лет, когда достигается оптимальный уровень ее развития. К этому времени в сочетании с кожной афферентацией формируется хорошо развитая комплексная кинестетическая чувствительность. Благодаря четкому восприятию проприоцептивной информации увеличивается способность к управлению не только отдельными мышцами, но даже отдельными двигательными единицами.
Характеризуя газотранспортные системы организма детей и подростков, следует отметить, что количество крови в организме ребенка в процентах к массе тела уменьшается от периода новорожденности к возрасту 10–16 лет в 2 раза, но еще превышает конечные значения.
С 12-летнего возраста кроветворение происходит только в губчатом веществе плоских костей и эпифизах трубчатых костей, а в диафизах трубчатых костей красный костный мозг заменяется желтым жировым мозгом, не имеющим кроветворной функции. К возрасту 14–16 лет картина крови практически уже соответствует взрослому организму. Однако еще встречается много незрелых форм лейкоцитов. Скорость оседания эритроцитов достигает взрослого значения – 8-10 мм/час.
Растут масса и объем сердца. Вес сердца по сравнению с новорожденным увеличивается к 10 годам в 6 раз, а к 16 годам – в 11 раз. За исключением периода 12–13 лет масса сердца у мальчиков превышает аналогичные показатели у девочек. Рост массы сердца происходит с некоторым отставанием от роста массы тела. Особенно велик годовой прирост массы сердечной мышцы после 14 лет.
Объем сердца достигает 130–150 мл (у взрослых – 280 мл), а минутный объем крови – 3–4 л/мин (у взрослых -5-6 л/мин). Минутный объем крови увеличивается главным образом за счет возросшего систолического объема, который за период от 10 до 17 лет нарастает от 46 мл до 60–70 мл. За счет увеличенного систолического объема крови и повышения тонуса парасимпатического отдела нервной системы происходит дальнейшее снижение частоты сердечных сокращений (ЧСС): в среднем школьном возрасте ЧСС в покое составляет около 80 уд./мин, а в старшем школьном возрасте (16–18 лет) соответствует взрослому уровню – 70 уд./мин. У подростков до 14 лет еще значительно выражена дыхательная аритмия, которая после 15–16 лет практически исчезает.
С развитием у подростков проводящей системы сердца различные показатели электрокардиограммы в старшем школьном возрасте приближаются к показателям взрослого организма.
В связи с тем, что сердце выбрасывает за одно сокращение больший объем крови, нарастает величина артериального давления. У мальчиков в 11 лет она составляет 104/61 мм рт. ст., в 12 лет – 108/65, в 13 лет – 112/65, в 14 лет – 115/66, в 15 лет -120/68, в 16 лет – 125/73, в 17 лет – 125/73 мм рт. ст. У девочек после 13 лет эти показатели на 2–5 мм рт. ст. ниже. Минимальное (диастолическое) артериальное давление увеличивается в меньшей степени, чем максимальное (систолическое), поэтому растет их разность, т. е. пульсовое давление. Такие изменения улучшают кровоснабжение различных органов тела.
Рост просвета сосудов в переходный период (13–14 лет) отстает от увеличения сократительной силы миокарда. Это вызывает в ряде случаев явления юношеской гипертонии – повышение артериального давления до 140 мм рт. ст. и выше. В результате урежения частоты сердечных сокращений и увеличения длины сосудов, особенно у высокорослых подростков и юношей, происходит замедление кругооборота крови.
В целом происходящие в сердечно-сосудистой системе изменения (урежение частоты сердечных сокращений, удлинение периода общей диастолы, повышение артериального давления, замедление кругооборота крови) свидетельствуют об экономизации функций сердца.
Система дыхания с возрастом совершенствуется. Увеличивается длительность дыхательного цикла и скорость вдоха, продолжительнее становится выдох (особенно пауза на выдохе), снижается чувствительность дыхательного центра к недостатку кислорода и избытку углекислого газа. Совершенствуется регуляция дыхания, в том числе произвольная регуляция при осуществлении речевой функции. Экономизируются дыхательные реакции на нагрузки. У детей дошкольного и младшего школьного возраста легочная вентиляция нарастает преимущественно за счет учащения дыхания, а у подростков – за счет повышения глубины дыхания, и лишь у половины из них при этом происходит и учащение дыхания. В 12-летнем возрасте частота дыхания составляет 19 вдохов в минуту, а к 14-летнему возрасту она приближается к взрослому уровню – 16–20 вдохов в минуту. Минутный объем дыхания в 10 лет составляет около 4 л/мин, в 14 лет – около 5 л/мин (у взрослых 5–8 л/мин). Происходящие изменения носят прогрессивный характер, позволяя улучшить газообмен в легких, так как при частом и неглубоком дыхании воздух обменивается преимущественно в воздухоносных путях, очень мало изменяя состав альвеолярного воздуха.
Однако дыхательные функции испытывают некоторые трудности развития в период полового созревания. Задержка роста грудной клетки при значительном вытягивании тела затрудняет дыхание у подростка. Вес легких в 12 лет оказывается в 10 раз больше первоначального, но все же вдвое меньше, чем у взрослых. Повышение возбудимости дыхательного центра и временные нарушения регуляции дыхания вызывают у подростков особую непереносимость кислородного дефицита. При гипоксических состояниях у них могут возникать головокружения и обмороки. В этот период у подростков наблюдается неритмичность дыхания, не завершен еще процесс расширения воздухоносных путей. Носовые ходы у детей узкие, их формирование заканчивается к 14–15 годам. Развитие новых ветвей бронхиального дерева, заметно усилившееся еще до начала пубертатного периода, ускоряется после его окончания. После 11–12 лет процесс расширения бронхов начинает преобладать над их удлинением. Происходит бурное развитие альвеол.
Объемы легких зависят от стадий полового созревания, которые проходят у девушек раньше, чем у мальчиков. Общая емкость легких и жизненная емкость легких у 13-летних девочек составляют около 93 % от величин этих объемов у 18-летних девушек, а у 12-13-летних мальчиков – лишь 73 % к этим объемам у 18-летних юношей. У мальчиков жизненная емкость легких больше, чем у девочек на всех стадиях полового развития. С небольшими колебаниями жизненная емкость легких составляет в младшем школьном возрасте около 1 л, в среднем – порядка 2 л, в старшем школьном возрасте – примерно 3 л.
Прекращение прироста функциональных показателей дыхания происходит в женском организме в возрасте 17–18 лет, в мужском – в возрасте 19–20 лет.
Особенности пищеварения, выделения и эндокринной системы выглядят следующим образом. К возрасту 13–15 лет устанавливается взрослый уровень объема и концентрации выделяемых пищеварительных соков, достигается максимальная активность пищеварительных ферментов, повышается кислотность желудочного сока, развивается полостное пищеварение. В этот период еще продолжается морфологическое развитие желудочно-кишечного тракта. С возрастом увеличивается длина пищевода (в 5 лет – 16 см, в 15 лет – 19 см, у взрослых -25 см). В 12–15 лет заметно нарастает длина кишечника. В 14–15 лет особенно увеличивается печень.
Таблица 5
Возрастная динамика величин жизненной емкости легких (мл) за период от 4 до 17 лет (Хрипкова А. Г. и др., 1990)
К старшему школьному возрасту все основные функции пищеварительной системы завершают свое развитие, адаптируя организм к приему различной смешанной пищи и хорошему ее усвоению.
В поддержании постоянства внутренней среды (гомеостаза) важная роль принадлежит мочевыделительной системе (почки, мочеточники и мочевой пузырь). В среднем школьном возрасте к 12–14 годам жизни заканчивается функциональное созревание процессов мочеобразования – фильтрации и реабсорбции (обратного всасывания). Происходит образование первичной и вторичной мочи, близкой по количеству и составу к конечным показателям (увеличивается во вторичной моче количество мочевины, натрия и уменьшается количество молочной кислоты). Суточное количество выделяемой мочи в 10-летнем возрасте составляет 1,5 л, а в период полового созревания достигает взрослого уровня – до 2,0 л.
Хотя условно-рефлекторный механизм выделения мочи устанавливается в первые годы жизни ребенка, но еще и в среднем школьном возрасте встречается ночное непроизвольное недержание мочи (энурез), которым страдают около 5-10 % подростков до 13–14 лет. В основном это дети, находящиеся в невротическом состоянии, излечение от которого снимает явления недержания.
В среднем школьном возрасте происходит резкое изменение деятельности желез внутренней секреции, вызванное включением генетических влияний на центральную нервную и эндокринную системы. Организм подростка вступает в переходный период.
В этом возрасте происходит возрастная инволюция эпифиза. Происходящее снижение тормозящего действия эпифиза на нижележащие структуры гипоталамуса приводят к их активации. Усиливается взаимодействие гипоталамуса и гипофиза – так называемой гипоталамо-гипофизарной системы. Гипоталамус начинает стимулировать секреторную функцию гипофиза. В результате гипофиз резко усиливает выброс в кровь соматотропного гормона (гормона роста) и гонадотропного гормона, который вызывает усиленную секрецию половых гормонов надпочечниками (андрогенов и эстрогенов) и половыми железами (тестостерона и эстрадиола). В организме под влиянием этих гормонов усиливаются процессы роста и развертываются процессы полового созревания – формирования организма по мужскому и по женскому типу.
Под влиянием тиреотропного гормона гипофиза усиливается секреция гормонов щитовидной железы (тироксина и трийодтиронина), стимулирующих обменные и энергетические процессы в организме и способствующие его росту и развитию. Избыточная активность щитовидной железы часто приводит к развитию гипертиреоза у подростков, вызывая повышенную возбудимость и расстройство сна.
Вилочковая железа, тормозящая развитие половых желез, испытывает в переходный период обратное развитие, уступая активную роль половым железам.