Основы возрастной анатомии и физиологии

В. Я. Апчел, 
Л. П. Макарова, Е. А. Никитина

ОСНОВЫ ВОЗРАСТНОЙ 
АНАТОМИИ И ФИЗИОЛОГИИ

Учебное пособие

Санкт-Петербург
Издательство РГПУ им. А. И. Герцена
2021

РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ 
ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им. А. И. ГЕРЦЕНА

Апчел В. Я., Макарова Л. П., Никитина Е. А. 
              Основы возрастной анатомии и физиологии : учебное посо бие / В. Я. Апчел, Л. П. Макарова, Е. А. Никитина ; Российский 
государственный университет им. А. И. Герцена. — СанктПетебург : Изд-во РГПУ им. А. И. Герцена, 2021. — 208 с., ил. 
ISBN 978-5-8064-3002-2
Учебное пособие предназначено для студентов высших учебных заведений, 
обучающихся по направлениям подготовки 06.03.01 Биология, 44.03.01 Педагогическое образование, 44.03.02 Психолого-педагогическое образование, 
05.03.06 Экология и природопользование, 39.03.02 Социальная работа, 37.05.01 
Клиническая психология. Пособие отражает последние научные данные, 
касающиеся основных положений возрастной анатомии и физиологии. Пособие подготовлено в качестве дополнительного материала по дисциплинам 
«Возрастная анатомия, физиология и гигиена человека», «Возрастная анатомия и физиология», «Возрастная анатомия и физиология человека», «Анатомия и возрастная физиология». В нем в краткой и доступной форме содержатся сведения о строении, развитии и функционировании жизненно важных 
систем организма человека; раскрываются анатомо-физиологические особенности, связанные с возрастной периодизацией. Изложены и обсуждены основные положения функционального состояния организма детей и подростков. 
Рассмотрены механизмы регуляции физиологических функций и процессов 
в организме.
УДК 611.01; 612.6
ББК 28.706.0

© В. Я. Апчел, Л. П Макарова., Е. А. Никитина, 2021
© Издательство РГПУ им. А. И. Герцена, 2021
ISBN  978-5-8064-3002-2

УДК 611.01; 612.6
ББК 28.706.0
А 76

Р е ц е н з е н т ы:
доктор биологических наук Камышев Николай Григорьевич 
(Институт физиологии им. И. П. Павлова Российской академии наук)
доктор биологических наук Лопатина Екатерина Валентиновна 
(Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет 
им. И. П. Павлова)

А в т о р ы:
доктор медицинских наук, профессор Василий Яковлевич Апчел
доктор медицинских наук, профессор Людмила Павловна Макарова
доктор биологических наук, доцент Никитина Екатерина Александровна

А 76

Издается согласно редакционно-издательскому плану 
РГПУ им. А. И. Герцена.

В оформлении использована репродукция картины 
Nicolas Tournier (1590–1639) The Four Ages of Man 
(Николя Турнье. Четыре возраста человека).

ВВЕДЕНИЕ

Учебное пособие подготовлено в соответствии с Федеральным 
государственным образовательным стандартом по направлениям 
подготовки 06.03.01 Биология, 44.03.01 Педагогическое образование, 
44.03.02 Психолого-педагогическое образование, 05.03.06 Экология 
и природопользование, 39.03.02 Социальная работа, 37.05.01 Клиническая психология.
В пособии в доступной и лаконичной форме изложены обобщенные 
данные, посвященные строению, развитию и функционированию 
различных анатомо-физиологических систем организма человека 
в возрастном аспекте.
Материалы, приведенные в пособии, необходимы студентам как 
базовые для последующего изучения гигиены детей и подростков 
(школьной гигиены) и других медико-биологических дисциплин 
(профилактика заболеваний и первая медицинская помощь), а также 
для использования их в практической деятельности по обучению, 
воспитанию и сохранению здоровья школьников. Изучение общих 
закономерностей роста и развития позволит будущим педагогам 
правильно понимать влияние условий обучения на организм школьников и разрабатывать адекватные каждому возрастному периоду 
методы обучения и воспитания, т. е. сформировать научный подход 
к организации учебно-воспитательного процесса.
Учебное пособие ориентировано на студентов не только биологических, но и других факультетов педагогических институтов 
и университетов. Подготовка педагогов, помимо общих курсов, 
формирующих мировоззрение будущего специалиста, должна обязательно включать и основы возрастной анатомии и физиологии 
человека.

Гл а в а  1

ПОНЯТИЕ О ВОЗРАСТНОЙ АНАТОМИИ 
И ФИЗИОЛОГИИ. ОРГАНИЗАЦИЯ ЖИВОГО 
ОРГАНИЗМА

1.1. Понятие о возрастной анатомии 
и физиологии

Возрастная анатомия — наука об особенностях внешней формы 
и внутреннего строения организма человека на разных этапах индивидуального развития. 
Возрастная физиология — наука об особенностях жизнедеятельности организма, о функциях его отдельных систем, процессах, в них протекающих, и механизмах их регуляции в различные 
периоды жизни, от внутриутробного периода и до старческого возраста. Иными словами, это наука о функциях здорового организма 
и их регуляции на разных этапах индивидуального развития. 
Физиологическая функция (от лат. functio — деятельность) — проявление жизнедеятельности организма и его частей, имеющей приспособительное значение. Иногда под функцией понимают специфическую деятельность системы или органа. Например, функции 
желудочно-кишечного тракта — моторная, секреторная и всасывательная; функции дыхания — обмен кислорода (О2) и углекислого 
газа (СО2); функции миокарда — сокращение и расслабление, и т. д. 
В основе любой функции лежит обмен веществ, энергии и информации. 
Возрастная анатомия и физиология, по существу, являются разделами анатомии и физиологии человека. К настоящему времени 
анатомия и физиология человека накопили огромный фактический 
материал, что позволило выделить эти разделы в самостоятельные 
научные направления. Так, самостоятельной наукой стала как 
возрастная анатомия, так и возрастная физиология. Их изучают 
как отдельно, так и вместе.
Возрастная анатомия и физиология как самостоятельная учебная дисциплина изучает строение человеческого тела в связи 
с функцией его органов, особенностями происхождения человека 
и его возрастного развития, условиями труда и быта. Это касает

ся как всего организма человека в целом, так и отдельных его 
систем и органов. Следовательно, предметом возрастной анатомии 
и физиологии являются особенности строения и функции живого 
организма и его частей, их связь между собой, регуляция и приспособление к внешней среде, происхождение и становление в процессе эволюции и индивидуального развития особи (от оплодотворения 
до смерти), т. е. онтогенеза (от греч. onthos — существо, особь; 
genesis — развитие, происхождение), в отличие от филогенеза 
(от греч. phylon — род, племя) — исторического развития, которое 
изучает эволюционная анатомия и физиология.
В онтогенезе принято выделять периоды: пре-, или антенатальный 
(до рождения), и постнатальный (после рождения).
Антенатальный, или внутриутробный, период, в свою очередь, 
делится на периоды эмбриогенеза (первые 3 месяца) и фетогенеза 
(последующие 6 месяцев).
В возрастной анатомии и физиологии появился специальный 
раздел — физиология детей и подростков, в становлении которого 
большая роль принадлежит отечественному морфологу В. В. Бунаку (1891–1979), педиатру и физиологу Н. П. Гундобину (1860–1908). 
Выдающимися отечественными анатомами и физиологами были 
Н. И. Пирогов, В. Н. Шевкуненко, Н. Е. Введенский, П. Ф. Лесгафт, 
А. А. Ухтомский, И. М. Сеченов, И. П. Павлов и др.
Задачами изучения возрастной анатомии и физиологии в педагогическом вузе являются:
1. Обеспечение теоретического фундамента для естественно- 
научных дисциплин; решение прикладных вопросов для обеспечения 
профессиональной деятельности будущих педагогов; обучение пониманию механизмов функционирования каждого органа, их взаимодействия в различные возрастные периоды, т. е. формирование основ 
функционального мышления; приобретение методических навыков; 
подготовка будущего педагога к оценке и интерпретации уровня здоровья человека и правильной организации его деятельности.
2. Будущие педагоги должны знать анатомо-физиологические 
особенности детей и подростков; понимать основные биологические закономерности роста и развития организма; учитывать периоды развития, для которых характерна наибольшая восприимчивость 
к воздействию тех или иных факторов, а также периоды повышенной 
чувствительности и пониженной сопротивляемости организма.
3. Знание физиологии ребенка необходимо при физическом воспитании для определения эффективных методов обучения на уроках физической культуры, для разработки методов формирования 

двигательных навыков, развития двигательных качеств, для определения содержания физкультурно-оздоровительной работы в школе.
4. Важное значение возрастная физиология имеет для понимания возрастных особенностей психологии ребенка. Ознакомление 
с условно-рефлекторными основами процессов обучения и воспитания детей и подростков, а также физиологическими механизмами 
некоторых сложных психических процессов (внимание, память и др.) 
поможет использовать эти знания при организации и совершенствовании учебно-воспитательной работы.
Значение знаний по анатомии и физиологии ребенка подчеркивали многие выдающиеся педагоги. Так, К. Д. Ушинский обращал 
большое внимание на то, что учитель должен иметь естественнонаучную подготовку. А. С. Макаренко также отмечал существенную 
роль знаний анатомо-физиологических особенностей деятельности 
развивающегося организма в воспитании и обучении.
Среди так называемых естественных наук — физики, химии, 
биологии, генетики, иммунологии и биохимии — возрастная анатомия и физиология занимает особое место. Круг вопросов, изучаемых 
возрастной анатомией и физиологией, очень широк. Она изучает не 
только строение человеческого организма, но основные процессы 
жизни, свойственные всем живым существам (возбуждение, торможение, проницаемость и т. д.), отличия живого от неживого, особенности функций организма, органов и тканей. Открытия, сделанные 
в анатомии и физиологии, привели к возникновению целого ряда 
молодых наук, изучающих глубинные механизмы живых организмов. 
Это, прежде всего, молекулярная биология, биохимия, биофизика, 
психогенетика и др. Возрастная анатомия и физиология, обогащая 
эти науки, сама опирается на их знания.
В целом, возрастная анатомия и физиология является естественнонаучным фундаментом не только медицины, но и педагогики, психологии и ряда других дисциплин. Возрастная анатомия и физио логия как учебная дисциплина имеет первостепенное значение для 
теоретической подготовки будущих специалистов педагогического 
профиля.

1.2. Уровни организации живого организма

Организм человека представляет собой сложноорганизованную, 
саморегулируемую и развивающуюся систему.
В живом организме принято выделять различные уровни его 
организации: клеточный, тканевой, органный и системный. Перво

начальным уровнем в анатомии и физиологии считается клеточный 
уровень. Клетка является основной структурно-функциональной 
единицей организма. В организме человека клетки различны по форме, величине, строению и функциональному значению. Несмотря 
на многообразие форм, клетки имеют общий план строения (рис. 1). 
Основными частями клетки являются цитоплазма и ядро. В цитоплазме находятся органеллы: эндоплазматический ретикулум, ап парат Гольджи, лизосомы, пероксисомы, митохондрии, рибосомы, 
микрофиламенты и микротрубочки. Каждая клетка отграничена 
от окружающей среды или других клеток плазматической мембраной, 
которая сохраняет ее форму, защищает цитоплазму от повреждений, 
обеспечивает межклеточные контакты, избирательное проникновение в клетку и из нее молекул и ионов, осуществляет выведение 
конечных продуктов обмена.

Рис. 1. Схема строения клетки

Клетки одного типа и объединяющие их внеклеточные структуры 
образуют ткань — второй, более сложный уровень организации 
живого. К основным тканям организма относят эпителиальную, 
сое динительную, мышечную и нервную ткань, а также кровь и лимфу (рис. 2). 

Рис. 2. Различные виды тканей:
2 — многорядный реснитчатый эпителий; б — неоформленная рыхлая 
соединительная; в — мышечная; г — нервная

На тканевом уровне важное значение приобретают межклеточные 
взаимодействия, позволяющие тканям осуществлять новые физиологические функции, которые не могут реализоваться за счет отдельных клеток. Межклеточные взаимодействия бывают контактные 
и неконтактные. К контактным межклеточным взаимодействиям 
относят адгезионные соединения — простые контакты, образованные 
слоями гликокаликса с участием белков-рецепторов, и сцепляющие 
контакты, осуществляемые с участием фибрилл цитоскелета, которые подходят к месту контакта; запирающие соединения (плотные 
контакты), практически не имеющие межклеточных щелей и осуществляемые интегральными белками; щелевые контакты, имеющиеся 
во всех группах тканей; химические синапсы, обеспечивающие 
передачу с помощью химических посредников (медиаторов) от нейрона на иннервируемую клетку. Неконтактные межклеточные взаимодействия осуществляются через информационные молекулы — 
цитомедины (цитокины, гормоны, антигены, аутоантитела и др.), 
переносимые жидкостями тела. 
Эволюционно сложившаяся совокупность тканей, объединенных 
общей функцией, строением и развитием, называется органом. Органный уровень более сложен, чем тканевой. Для органов характерны полупроницаемые структуры (барьеры): капиллярный, гематоэнцефалический, аэрогематический, фильтрационный и др. Следующим, еще более сложным, уровнем организации является физиологическая система — совокупность органов, тканей и аппарата 
регуляции, закрепленная генетически и функционально. В человеческом организме выделяют несколько таких физиологических систем: 
пищеварительная, дыхательная, крово- и лимфообращения, иммунная, мочевыделительная, воспроизведения, двигательная, нервная и 
эндокринная. Все физиологические системы объединяются благодаря нервной и гуморальной регуляции и формируют целостный 

организм — высший уровень организации живого. Целостный 
организм, в свою очередь, представляет собой, по словам И. П. Павлова, «систему систем», в которой деятельность всех клеток, тканей, 
органов и систем строго согласована и направлена на обеспечение 
оптимальной жизнедеятельности организма как целого. Каждый 
из перечисленных уровней организации живого организма характеризуется своими особыми, присущими ему анатомическими и физиологическими закономерностями. 
Наряду с анатомо-физиологическими системами существует понятие о функциональных системах, под которыми подразумеваются 
временные объединения органов и физиологических систем организма, направленные на достижение полезного для его существования результата. Так, в процессе обучения ребенка письму, чтению, 
навыкам личной гигиены и т. д. требуется образование функциональных систем, в которые включаются разнообразные органы 
и физиологические системы. Вопросы теории функциональных 
систем и особенности их формирования в процессе онтогенеза были 
разработаны известным отечественным физиологом академиком 
П. К. Анохиным (1898–1974), его учениками и последователями.
Образование в процессе онтогенеза в организме человека бесчисленного множества различных функциональных систем обеспечивает ему оптимальное взаимодействие с факторами внешней среды. 
Взаимодействие организма с окружающей средой является вторым 
основным законом формирования ребенка. С одной стороны, человек 
как биологическое существо оказывает влияние на среду в гигиенических, экологических аспектах (так называемые антропогенные нагрузки, антропогенные загрязнения воды, воздуха и т. д.). С другой стороны, среда, в частности социальная, играет большую роль в формировании личности ребенка, а экологическая — влияет на здоровье и т. п.

1.3. Общие закономерности роста и развития 
детей и подростков

В возрастной физиологии понятия «рост» и «развитие» более 
конкретны, чем в других науках, в которых они употребляются как 
тождественные, неразрывно связанные между собой. Вместе с тем 
биологическая природа, механизмы и последствия этих процессов 
различны.
Рост — это количественное увеличение биомассы организма 
за счет увеличения геометрических размеров и массы отдельных его 
клеток или увеличения числа клеток благодаря их делению.

Развитие — это качественные изменения в организме, заключающиеся в совершенствовании (усложнении) его организации за счет 
дифференцировочных процессов (увеличения разнообразия клеточных структур).
Рост и развитие ребенка тесно взаимосвязаны и обусловливают 
друг друга. Постепенно количественные изменения, происходящие 
в процессе роста организма, приводят к появлению у ребенка новых 
качественных особенностей. Так, созревание нервно-мышечного 
аппарата, проявляющееся увеличением мышечной массы и изменением свойств мышечной ткани, улучшением проведения нервных 
импульсов и т. п., приводит к тому, что движения, по мере увеличения возраста, совершенствуются. Рост и развитие всех органов 
и физиологических систем организма детей и подростков происходит 
неодновременно, т. е. гетерохронно (от греч. heteros — другой, chronos — время). Например, сердце функционирует уже на 3-й неделе 
пренатального развития, нервная система — на 4-й неделе, а почки 
формируются значительно позднее и вступают в действие только 
у новорожденного ребенка. В период внутриутробного развития 
гетерохронность созревания систем подчинена одной универсальной 
задаче — сформировать жизненно важные системы к моменту рождения. В процессе онтогенеза периоды усиления роста и развития 
сменяются периодами замедления их, и наоборот, т. е. рост и развитие характеризуются неравномерностью.
В постнатальном развитии выделяют три так называемых «критических периода», или «возрастных криза», с наиболее резкими 
анатомо-физиологическими преобразованиями.
Первый критический период наблюдается в возрасте от 2 до 3 лет, 
когда ребенок начинает активно двигаться и общаться с внешним 
миром, происходит интенсивное физическое и психическое развитие, ускоренное формирование речи и сознания. Вместе с тем растут 
воспитательные требования, что в совокупности приводит к напряженной работе физиологических систем организма, а при слишком 
высоких требованиях — к их «поломке» (особенно ранимой оказывается нервная система). В этот период формируется большинство 
психических заболеваний, отмечается повышенная частота детского травматизма.
Второй критический период совпадает с началом обучения 
в школе и приходится на возраст 6–8 лет. В этот период приспособления к новым условиям и повышенным требованиям, характеризующийся также напряженной деятельностью физиологических 
систем организма, необходимо особенно бережное отношение