Процесс индивидуального развития организма с момента зарождения (оплодотворение яйцеклетки) до смерти называется онтогенезом (от греч. опtоs – сущее, особь; gеnеsis – происхождение, развитие). Часть развития организма протекает внутриутробно – это антенатальный (преднатальный) онтогенез. Большая часть онтогенеза охватывает период от рождения до смерти - постнатальный онтогенез.
Общебиологическими свойствами живой материи являются процессы роста и развития, которые начинаются с момента оплодотворения яйцеклетки и представляют собой непрерывный поступательный процесс.
Ростом называется процесс увеличение размеров и объема развивающегося организма за счет размножения клеток тела и возрастания массы живого вещества. В одних органах (таких как кости, легкие) рост осуществляется в основном за счет увеличения числа клеток, в других (мышцах, нервной ткани) преобладают процессы увеличения размеров самих клеток. Данное определение роста не затрагивает изменений, обусловленных жироотложением или задержкой воды.
Абсолютными показателями роста организма являются повышение в нем общего количества белка и увеличение размеров костей. Общий рост характеризуется увеличением длины тела, зависящим от роста и развития скелета, что является одним из основных показателей здоровья и физического развития ребенка.
Под развитием в широком смысле слова следует понимать процесс количественных и качественных изменений, происходящих в организме человека, приводящих к повышению уровней сложности организации и взаимодействия всех его систем. Развитие включает в себя три основных фактора: рост, дифференцировку органов и тканей, формообразование (приобретение организмом характерных, присущих ему форм). Они находятся между собой в тесной взаимосвязи и взаимозависимости. Например, количественные изменения в опорно-двигательном аппарате приводят к тому, что движения становятся более сильными, точными, скоординированными. Это связано с увеличением количества связей между клетками коры и подкорковых структур, с созреванием мозговых структур. Между физическим и психическим развитием детей существует взаимосвязь.
Известный педагог и анатом П. Ф. Лесгафт говорил, что физическое воспитание осуществляется путем воздействия на психику детей и отражается на ее развитии. Например, при врожденном недоразвитии больших полушарий головного мозга, которое проявляется в слабоумии, детей невозможно обучить речи и ходьбе, у них отсутствуют нормальные ощущения и мышление. Установлено, что умственная работоспособность возрастает после уроков физического воспитания, небольшого комплекса физических упражнений на общеобразовательных уроках и перед приготовлением домашних заданий.
В течение всего жизненного цикла, с момента зарождения и до смерти, организм человека претерпевает ряд последовательных и закономерных морфологических, биохимических и физиологических (функциональных) изменений. Ребенок от взрослого человека отличается специфическими особенностями строения, биохимических процессов и функций организма в целом и отдельных органов, которые претерпевают качественные и количественные изменения на различных этапах его жизни. В значительной степени эти изменения обусловлены наследственными факторами, которые в основном предопределяют этапы роста и развития. В тоже время решающее значение имеют такие факторы, как обучение и воспитание, поведение, питание и гигиенические условия жизни, половое созревание.
В онтогенезе выделяют следующие закономерности роста и развития ребенка:
1. Непрерывность роста и развития. Рост и развитие организма протекает непрерывно с чередованием периодов ускоренного роста или интенсивного развития.
2. Гетерохронность и системогенез. С. И. Гальперин разработал учение о гетерохронии, согласно которому рост и развитие отдельных органов, их систем и всего организма происходят неравномерно и неодновременно – гетерохронно. Выдающийся российский физиолог П. К. Анохин обосновал учение о системогенезе. Это избирательное и ускоренное развитие морфологических образований, составляющих полноценную функциональную систему, которая обеспечивает новорожденному выживание. Под функциональной системой понимают функциональное объединение различно локализованных структур на основе получения конечного приспособительного эффекта, необходимого в данный момент (например, функциональная система дыхания, функциональная система, обеспечивающая передвижение тела в пространстве, и др.).
Таким образом, различные функциональные системы созревают неравномерно, они развиваются поэтапно, постепенно сменяются, создавая организму условия для приспособления в различные периоды онтогенеза. Те структуры, функциональные системы, которые к моменту рождения приобретают большое значение, закладываются и созревают ускоренно. Например, круговая мышца рта иннервируется ускоренно и задолго до того, как будут иннервированы другие мышцы лица. То же самое можно сказать и о других мышцах и структурах центральной нервной системы, которые обеспечивают акт сосания. Или, из всех нервов руки раньше и полнее всего развиваются те, которые обеспечивают сокращение мышц – сгибателей пальцев, осуществляющих хватательный рефлекс. Неравномерность прослеживается в созревании физиологических систем. Афферентное звено нервной системы, которая несет импульсы от периферии к ЦНС, созревает к 6– 7 годам, а эфферентное звено – к 20–23 годам.
Гетерохрония проявляется периодами ускорения и замедления роста и развития. Ряд органов и их систем растет и развивается неодновременно – какие-то функции развиваются раньше, какие-то – позднее. Периоды усиленного роста сменяются периодами замедления, что свидетельствует о наличии у ребенка ростовых скачков.
Наибольшей интенсивностью рост ребенка отличается в первый год жизни и в период полового созревания (11–15 лет). Если при рождении рост ребенка в среднем равен 50 см, то к концу первого года жизни он достигает 75–80 см, т. е. увеличивается более чем на 50%; масса тела за год утраивается – при рождении ребенка она равна в среднем 3,0–3,2 кг, а к концу года – 9,5–10,0 кг. В последующие годы до периода полового созревания темп роста снижается и ежегодная прибавка массы составляет 1,5–2,0 кг, с увеличением длины тела на 4,0–5,0 см.
Второй скачок роста связан с наступлением полового созревания. За год длина тела увеличивается на 7-8 и даже 10 см. Причем с 11–12 лет девочки несколько опережают в росте мальчиков в связи с более ранним началом полового созревания. В 13-14 лет девочки и мальчики растут почти одинаково, а с 14-15 лет мальчики и юноши обгоняют в росте девушек, и это превышение роста у мужчин над женщинами сохраняется в течение всей жизни.
В дошкольном возрасте (обычно в 5–6 лет) у детей происходит «полуростовой скачок», который заключается в существенном удлинении рук и ног. В этом возрасте ребенок достигает 70% длины тела взрослого за счет удлинения конечностей. О прохождении этого этапа судят по филиппинскому тесту, который является одним из главных критериев «школьной зрелости». Для того чтобы узнать, прошел ребенок этот скачок в росте или еще нет, нужно попросить его дотронуться правой рукой до левого уха, проведя руку над головой. Ребенок 4–5 лет не может этого сделать – руки еще слишком коротки. Результат Филиппинского теста достаточно точно характеризует именно биологический возраст ребенка, так как отражает не просто характеристику развития скелета, а степень морфофункциональной зрелости организма.
Пропорции тела с возрастом также сильно меняются. Новорожденный отличается от взрослого человека относительно короткими конечностями, большим туловищем и большой головой. Высота головы новорожденного составляет 1/4 длины туловища, у ребенка 2 лет – 1/5, 6 лет –1/6, 12 лет –1/7 и у взрослых – 1/8. С возрастом, рост головы замедляется, а рост конечностей ускоряется. До начала периода полового созревания (предпубертатный период) половые различия в пропорциях тела отсутствуют, а в период полового созревания (пубертатный период) у юношей конечности становятся длиннее, а туловище короче и таз уже, чем у девушек.
Можно отметить три периода различия пропорций между длиной и шириной тела: от 4 до 6 лет, от 6 до 15 лет и от 16 лет до взрослого состояния.
Некоторые органы и части тела имеют разный тип роста. Например, рост половых органов происходит усиленно в период полового созревания, рост лимфатической ткани к этому периоду заканчивается. Размеры головы у детей 4 лет достигают 75–76% от величины головы взрослого человека. Другие части скелета и после 4 лет продолжают интенсивно расти.
Неравномерность роста – приспособление, выработанное эволюцией. Бурный рост тела в длину на первом году жизни связан с увеличением массы тела, а замедление роста в последующие годы обусловлено проявлением активных процессов дифференцирования органов, тканей, клеток. Наряду с возрастными особенностями, имеются индивидуальные особенности развития. Они определяются состоянием здоровья, условиями жизни, степенью развития нервной системы.
3. Надежность биологических систем. К закономерностям индивидуального развития советский физиолог и педагог А. А. Маркосян предложил отнести надежность биологических систем – это «такой уровень регулирования процессов в организме, когда обеспечивается их оптимальное протекание с экстренной мобилизацией резервных возможностей и взаимозаменяемости, гарантирующей приспособление к новым условиям, и с быстрым возвратом к исходному состоянию».
Весь путь развития от зачатия до смерти проходит при наличии запаса жизненных возможностей. Этот резерв обеспечивает развитие и оптимальное течение жизненных процессов при изменяющихся условиях внешней среды. Например, в крови одного человека имеется такое количество тромбина (фермента, участвующего в свертывании крови), которого достаточно для свертывания крови у 500 человек. Бедренная кость способна выдержать растяжение в 1500 кг, а большая берцовая кость не ломается под тяжестью груза в 1650 кг, что в 30 раз превышает обычную нагрузку.
Биологическая надежность так же проявляется:
- в избыточности некоторых ее элементов: (огромное количество нервных клеток в организме человека),
- в дублировании и взаимозаменяемости органов,
- в быстроте возврата к относительному постоянству,
- в динамичности ее элементов.
Важной биологической особенностью в развитии ребенка является то, что формирование их функциональных систем происходит намного раньше, чем это им требуется. Такой принцип опережающего развития органов и функциональных систем у детей и подростков является своеобразной «страховкой», которую дает природа человеку на случай непредвиденных обстоятельств.
4. Обусловленность процессов роста и развития наследственностью и факторами среды. Развитие каждого ребенка обусловлено той генетической программой, которую он получает от родителей. Но реализация генетической программы происходит в конкретных условиях внешней среды. Факторы внешней среды в зависимости от их характера, силы и продолжительности действия могут способствовать выходу за границы индивидуальной программы развития. Большое значение играет возрастной период, так как каждый период отличается различной чувствительностью к факторам внешней среды.
5. Обусловленность процессов роста и развития полом. Пол ребенка оказывает непосредственное влияние на телосложение (форму тела и пропорции), мышечную силу, функционирование печени, дыхательной системы, на уровень обмена веществ, психофизиологические показатели (мышление, усидчивость, агрессивность).
6. Неодновременность созревания органов и систем. Быстрее всего идет развитие и созревание тех органов и систем, которые необходимы для выживания организма ребенка. В первые годы жизни активно созревает мозг, т.к. идет активное формирование условно-рефлекторной деятельности с целью приспособления. Лимфатическая система до 10–12 лет не развивается, иммунитет связан только с вилочковой железой. После 12 лет, когда все системы сформированы, начинает развиваться половая система.