Текущая страница: 1 (всего у книги 12 страниц) [доступный отрывок для чтения: 8 страниц]

Юрий Савченков, Ольга Солдатова, Сергей Шилов
Возрастная физиология (физиологические особенности детей и подростков). Учебник для вузов

Рецензенты :

Ковалевский В. А. , д.м.н., профессор, заведующий кафедрой психологии детства Красноярского государственного педагогического университета им. В. П. Астафьева,

Манчук В. Т. , д.м.н., член-корр. РАМН, профессор кафедры поликлинической педиатрии КрасГМУ, директор НИИ медицинских проблем севера СО РАМН

© ООО «Гуманитарный издательский центр ВЛАДОС», 2013

Введение

Организм ребенка – чрезвычайно сложная и в то же время очень ранимая социально-биологическая система. Именно в детском возрасте закладываются основы здоровья будущего взрослого человека. Адекватная оценка физического развития ребенка возможна лишь при учете особенностей соответствующего возрастного периода, сопоставления показателей жизнедеятельности данного ребенка с нормативами его возрастной группы.

Возрастная физиология изучает функциональные особенности индивидуального развития организма в течение всей его жизни. На основе данных этой науки разрабатываются методы обучения, воспитания и охраны здоровья детей. В случае несоответствия методов воспитания и обучения возможностям организма на каком-либо этапе развития, рекомендации могут оказаться малоэффективными, вызвать негативное отношение ребенка к учебе и даже спровоцировать различные заболевания.

По мере роста и развития ребенка почти все физиологические параметры претерпевают значительные изменения: меняются показатели крови, деятельность сердечно-сосудистой системы, дыхания, пищеварения и т. д. Знания различных физиологических параметров, характерных для каждого возрастного периода, необходимы для оценки развития здорового ребенка.

В предлагаемом издании обобщены и классифицированы по системам особенности возрастной динамики основных физиологических параметров здоровых детей всех возрастных групп.

Пособие по возрастной физиологии представляет собой дополнительный учебный материал по физиологическим особенностям детей разного возраста, необходимый для усвоения студентами, которые обучаются в педагогических высших и средних специальных учебных заведениях и уже знакомы с общим курсом физиологии и анатомии человека.

В каждом разделе книги дается краткое описание основных направлений онтогенеза показателей конкретной физиологической системы. В данном варианте пособия существенно расширены разделы «Возрастные особенности высшей нервной деятельности и психических функций», «Возрастные особенности эндокринных функций», «Возрастные особенности терморегуляции и обмена веществ».

Эта книга содержит описания многочисленных физиологических и биохимических показателей и будет полезной в практической работе не только будущих педагогов, дефектологов, детских психологов, но и будущих педиатров, а также уже работающих молодых специалистов и старшеклассников, желающих пополнить свои знания о физиологических особенностях детского организма.

Глава 1
Возрастная периодизация

Закономерности роста и развития детского организма. Возрастные периоды развития ребенка

Ребенок – это не взрослый в миниатюре, а организм, для каждого возраста относительно совершенный, со своими морфологическими и функциональными особенностями, для которых закономерна динамика их течения от рождения до половой зрелости.

Организм ребенка – чрезвычайно сложная и в то же время очень ранимая социально-биологическая система. Именно в детском возрасте закладываются основы здоровья будущего взрослого человека. Адекватная оценка физического развития ребенка возможна лишь при учете особенностей соответствующего возрастного периода, сопоставления показателей жизнедеятельности конкретного ребенка с нормативами его возрастной группы.

Рост и развитие часто употребляются как тождественные понятия. Между тем их биологическая природа (механизм и последствия) различна.

Развитие представляет собой процесс количественных и качественных изменений в организме человека, сопровождающийся повышением уровня его сложности. Развитие включает в себя три основных взаимосвязанных фактора: рост, дифференцировку органов и тканей и формообразование.

Рост – это количественный процесс, характеризующийся увеличением массы организма за счет изменения числа клеток и их размеров.

Дифференцировка – это появление специализированных структур нового качества из малоспециализированных клеток-предшественниц. Например, нервная клетка, закладывающаяся в составе нервной трубки эмбриона (зародыша), потенциально может выполнять любую нервную функцию. Если нейрон, мигрирующий в зрительную область головного мозга, пересадить в область, ответственную за слух, он превратится не в зрительный, а в слуховой нейрон.

Формообразование – это приобретение организмом присущих ему форм. Например, ушная раковина приобретает форму, присущую взрослому человеку, к 12 годам.

В тех случаях, когда во множестве различных тканей организма одновременно происходят интенсивные ростовые процессы, отмечают так называемые скачки роста. Это проявляется в резком увеличении продольных размеров тела за счет увеличения длины туловища и конечностей. В постнатальный период онтогенеза человека такие «скачки» наиболее выражены:

в первый год жизни, когда происходит полуторакратное увеличение длины и трех-четырехкратное увеличение массы тела;

в возрасте 5–6 лет, когда преимущественно за счет роста конечностей ребенок достигает примерно 70 % длины тела взрослого человека;

13–15 лет – пубертатный скачок роста за счет увеличения длины тела и конечностей.

Развитие организма с момента рождения и до наступления зрелости происходит в постоянно меняющихся условиях внешней среды. Поэтому развитие организма носит адаптивный, или приспособительный, характер.

Для обеспечения приспособительного результата различные функциональные системы созревают неодновременно и неравномерно, включаясь и сменяя друг друга в разные периоды онтогенеза. В этом заключается суть одного из определяющих принципов индивидуального развития организма – принципа гетерохронии, или неодновременного созревания органов и систем и даже частей одного и того же органа.

Сроки созревания различных органов и систем зависят от их значимости для жизни организма. Быстрее растут и развиваются те органы и функциональные системы, которые являются наиболее жизненно важными на данном этапе развития. За счет объединения отдельных элементов того или иного органа с наиболее рано созревающими элементами другого органа, принимающего участие в реализации той же функции, осуществляется минимальное обеспечение жизненно важных функций, достаточное для определенного этапа развития. Например, для обеспечения приема пищи к моменту рождения из лицевых мышц первой созревает круговая мышца рта; из шейных – мышцы, отвечающие за поворот головы; из рецепторов языка – рецепторы, расположенные у его корня. К этому же времени созревают механизмы, отвечающие за координацию дыхательных и глотательных движений и обеспечивающие непопадание молока в дыхательные пути. Тем самым обеспечиваются необходимые действия, связанные с питанием новорожденного: захват и удержание соска, сосательные движения, направление пищи по соответствующим путям. Вкусовые ощущения передаются через рецепторы языка.

Приспособительный характер гетерохронного развития систем организма отражает еще один из общих принципов развития – надежность функционирования биологических систем. Под надежностью биологической системы понимается такой уровень организации и регуляции процессов, который способен обеспечить жизнедеятельность организма в экстремальных условиях. Она базируется на таких свойствах живой системы, как избыточность элементов, их дублирование и взаимозаменяемость, быстрота возврата к относительному постоянству и динамичность отдельных звеньев системы. Примером избыточности элементов может являться тот факт, что в период внутриутробного развития в яичниках закладывается от 4000 до 200 000 первичных фолликулов, из которых в дальнейшем образуются яйцеклетки, а за весь репродуктивный период созревает только 500–600 фолликулов.

Механизмы обеспечения биологической надежности существенно изменяются в ходе онтогенеза. На ранних этапах постнатальной жизни надежность обеспечивается генетически запрограммированным объединением звеньев функциональных систем. В ходе развития по мере созревания коры головного мозга, обеспечивающей высший уровень регуляции и контроля функций, возрастает пластичность связей. Благодаря этому происходит избирательное формирование функциональных систем в соответствии с конкретной ситуацией.

Другой важной особенностью индивидуального развития детского организма является наличие периодов высокой чувствительности отдельных органов и систем к воздействию факторов среды – сенситивных периодов. Это периоды, когда система быстро развивается и ей необходим приток адекватной информации. Например, для зрительной системы адекватной информацией являются кванты света, для слуховой системы – звуковые волны. Отсутствие или дефицит такой информации приводит к отрицательным последствиям, вплоть до несформированности той или иной функции.

Следует обратить внимание на то, что онтогенетическое развитие сочетает периоды эволюционного, или постепенного, морфофункционального созревания и периоды революционных, переломных скачков развития, связанных как с внутренними (биологическими), так и с внешними (социальными) факторами. Это так называемые критические периоды. Несоответствие средовых воздействий особенностям и функциональным возможностям организма на этих этапах развития может иметь пагубные последствия.

Первым критическим периодом принято считать этап раннего постнатального развития (до 3 лет), когда происходит наиболее интенсивное морфофункциональное созревание. В процессе дальнейшего развития критические периоды возникают в результате резкой смены социально-средовых факторов и их взаимодействия с процессами морфофункционального созревания. Такими периодами являются:

возраст начала обучения (6–8 лет), когда качественная перестройка морфофункциональной организации головного мозга приходится на период резкой смены социальных условий;

начало полового созревания – пубертатный период (у девочек – 11–12 лет, у мальчиков -13–14 лет), который характеризуется резким повышением активности центрального звена эндокринной системы – гипоталамуса. В результате происходит значительное снижение эффективности корковой регуляции, определяющей произвольную регуляцию и саморегуляцию. Между тем именно в это время повышаются социальные требования к подростку, что иногда приводит к несоответствию предъявляемых требований и функциональных возможностей организма, следствием чего может быть нарушение физического и психического здоровья ребенка.

Возрастная периодизация онтогенеза растущего организма . Выделяют два основных периода онтогенеза: антенатальный и постнатальный. Антенатальный период представлен эмбриональным периодом (от зачатия до восьмой недели внутриутробного периода) и плодным (от девятой до сороковой недели). Обычно беременность продолжается 38–42 недели. Постнатальный период охватывает промежуток от рождения до естественной смерти человека. Согласно возрастной периодизации, принятой на специальном симпозиуме в 1965 г., в постнатальном развитии детского организма выделяют следующие периоды:

новорожденный (1–30 дней);

грудной (30 дней – 1 год);

раннее детство (1–3 года);

первое детство (4–7 лет);

второе детство (8–12 лет – мальчики, 8–11 лет – девочки);

подростковый (13–16 лет – мальчики, 12–15 лет – девочки);

юношеский (17–21 год юноши, 16–20 лет – девушки).

Рассматривая вопросы возрастной периодизации, необходимо иметь в виду, что границы этапов развития весьма условны. Все возрастные структурно-функциональные изменения в организме человека происходят под влиянием наследственности и условий внешней среды, т. е. зависят от конкретных этнических, климатических, социальных и других факторов.

Наследственность определяет потенциальные возможности физического и умственного развития индивидуума. Так, например, с особенностями генотипа связана низкорослость африканских пигмеев (125–150 см) и высокорослость представителей племени ватусси. Однако в каждой группе встречаются индивидуумы, у которых этот показатель может значительно отличаться от средней возрастной нормы. Отклонения могут возникать вследствие воздействия на организм различных факторов внешней среды, таких, как питание, эмоциональные и социально-экономические факторы, положение ребенка в семье, взаимоотношения с родителями и сверстниками, уровень культуры общества. Эти факторы могут нарушать рост и развитие ребенка, а могут и наоборот, стимулировать их. Поэтому показатели роста и развития детей одного календарного возраста могут в значительной степени различаться. Общепринято формирование групп детей в дошкольных учреждениях и классов в общеобразовательных школах по календарному возрасту. В связи с этим воспитатель и педагог должны учитывать индивидуальные психофизиологические особенности развития.

Задержка роста и развития, называемая ретардацией, или опережающее развитие – акселерация – свидетельствуют о необходимости определять биологический возраст ребенка. Биологический возраст, или возраст развития отражает рост, развитие, созревание, старение организма и определяется совокупностью структурных, функциональных и приспособительных особенностей организма.

Биологический возраст определяется по ряду показателей морфологической и физиологической зрелости:

по пропорциям тела (соотношению длины туловища и конечностей);

степени развития вторичных половых признаков;

скелетной зрелости (порядок и сроки окостенения скелета);

зубной зрелости (сроки прорезывания молочных и коренных зубов);

уровню обмена веществ;

особенностям сердечно-сосудистой, дыхательной, нейроэндокринной и других систем.

При определении биологического возраста учитывается также уровень психического развития индивида. Все показатели сопоставляются со стандартными показателями, характерными для данной возрастной, половой и этнической группы. При этом для каждого возрастного периода важно учитывать наиболее информативные показатели. Например, в пубертатном периоде – нейроэндокринные изменения и развитие вторичных половых признаков.

Для упрощения и стандартизации среднего возраста организованной группы детей принято считать возраст ребенка равным 1 месяцу, если его календарный возраст находится в интервале от 16 дней до 1 месяца 15 дней; равным 2 месяцам – если его возраст от 1 месяца 16 дней до 2 месяцев 15 дней и т. д. После первого года жизни и до 3 лет: к 1,5 годам относят ребенка с возрастом от 1 года 3 месяцев до 1 года 8 месяцев и 29 дней, к втором годам – от 1 года 9 месяцев до 2 лет 2 месяцев 29 дней и т. д. После 3 лет с годичными интервалами: к 4 годам относятся дети в возрасте от 3 лет 6 месяцев до 4 лет 5 месяцев 29 дней и т. д.

Глава 2
Возбудимые ткани

Возрастные изменения структуры нейрона, нервного волокна и нервно-мышечного синапса

Различные типы нервных клеток в онтогенезе созревают гетерохронно. Наиболее рано, еще в эмбриональном периоде, созревают крупные афферентные и эфферентные нейроны. Мелкие клетки (интернейроны) созревают постепенно в период постнатального онтогенеза под действием средовых факторов.

Отдельные части нейрона также созревают не одновременно. Дендриты вырастают значительно позже аксона. Их развитие происходит только после рождения ребенка и в значительной мере зависит от притока внешней информации. Число ветвлений дендрита и количество шипиков растет пропорционально числу функциональных связей. Наиболее разветвленную сеть дендритов с большим количеством шипиков имеют нейроны коры головного мозга.

Миелинизация аксонов начинается еще в период внутриутробного развития и происходит в следующем порядке. Раньше всего покрываются миелиновой оболочкой периферические волокна, затем волокна спинного мозга, ствола мозга (продолговатый и средний мозг), мозжечка и последними – волокна коры головного мозга. В спинном мозге двигательные волокна миелинизируются раньше (к 3–6 месяцам жизни), чем чувствительные (к 1,5–2 годам). Миелинизация волокон головного мозга происходит в другой последовательности. Здесь раньше других миелинизируются чувствительные волокна и сенсорные области, тогда как двигательные – только через 6 месяцев после рождения, а то и позже. В основном миелинизация завершается к 3 годам, хотя рост миелиновой оболочки продолжается приблизительно до 9–10 лет.

Возрастные изменения затрагивают и синаптический аппарат. С возрастом в синапсах повышается интенсивность образования медиаторов, возрастает количество рецепторов постсинаптической мембраны, которые реагируют на эти медиаторы. Соответственно по мере развития увеличивается скорость проведения импульсов через синапсы. Приток внешней информации определяет количество синапсов. В первую очередь формируются синапсы спинного мозга, а затем других отделов нервной системы. Причем, сначала созревают возбудительные синапсы, потом тормозные. Именно с созреванием тормозных синапсов связано усложнение процессов переработки информации.

Глава 3
Физиология центральной нервной системы

Анатомо-физиологические особенности созревания спинного и головного мозга

Спинной мозг заполняет полость позвоночного канала и имеет соответствующее сегментарное строение. В центре спинного мозга расположено серое вещество (скопление тел нервных клеток), окруженное белым веществом (скоплением нервных волокон). Спинной мозг обеспечивает двигательные реакции туловища и конечностей, некоторые вегетативные рефлексы (тонус сосудов, мочеиспускание и др.) и проводниковую функцию, т. к. через него проходят все чувствительные (восходящие) и двигательные (нисходящие) пути, по которым устанавливается связь между различными частями ЦНС.

Спинной мозг развивается раньше, чем головной мозг. На ранних стадиях развития плода спинной мозг заполняет всю полость позвоночного канала, а затем начинает отставать в росте и к моменту рождения заканчивается на уровне третьего поясничного позвонка.

К концу первого года жизни спинной мозг занимает такое же положение в позвоночном канале, как и у взрослых (на уровне первого поясничного позвонка). При этом сегменты грудного отдела спинного мозга растут быстрее, чем сегменты поясничного и крестцового отделов. В толщину спинной мозг растет медленно. Наиболее интенсивное увеличение массы спинного мозга происходит к 3 годам (в 4 раза), а к 20 годам его масса становится как у взрослого человека (в 8 раз больше, чем у новорожденного). Миелинизация нервных волокон спинного мозга начинается с двигательных нервов.

К моменту рождения продолговатый мозг и мост уже сформированы. Хотя созревание ядер продолговатого мозга продолжается до 7 лет. Отличается от взрослых и расположение моста. У новорожденных мост находится несколько выше, чем у взрослых. Это различие исчезает к 5 годам.

Мозжечок у новорожденных еще недоразвит. Усиленный рост и развитие мозжечка наблюдается на первом году жизни и в период полового созревания. Миелинизация его волокон заканчивается примерно к 6 месяцам жизни. Полное же формирование клеточных структур мозжечка осуществляется к 7–8 годам, а к 15–16 годам его размеры соответствуют уровню взрослого.

Форма и строение среднего мозга у новорожденного почти не отличается от взрослого. Постнатальный период созревания структур среднего мозга сопровождается в основном пигментацией красного ядра и черной субстанции. Пигментация нейронов красного ядра начинается с двухлетнего возраста и заканчивается к 4 годам. Пигментация нейронов черной субстанции начинается с шестого месяца жизни и достигает максимума к 16 годам.

К промежуточному мозгу относятся две важнейшие структуры: таламус или зрительный бугор, и подбугровую область – гипоталамус. Морфологическое разграничение этих структур происходит на третьем месяце внутриутробного развития.

Таламус – многоядерное образование, связанное с корой больших полушарий. Через его ядра в соответствующие ассоциативные и сенсорные зоны коры головного мозга передается зрительная, слуховая и соматосенсорная информация. Ядра ретикулярной формации промежуточного мозга активируют нейроны коры, воспринимающие эту информацию. К моменту рождения большая часть его ядер хорошо развита. Усиленный рост таламуса имеет место в четырехлетнем возрасте. Размеров взрослого таламус достигает к 13 годам.

Гипоталамус, несмотря на свои небольшие размеры, содержит десятки высокодифференцированных ядер и регулирует большинство вегетативных функций, таких, как поддержание температуры тела, водного баланса. Ядра гипоталамуса участвуют во многих сложных поведенческих реакциях: полового влечения, чувства голода, насыщения, жажды, страха и ярости. Кроме того, через гипофиз гипоталамус управляет работой желез внутренней секреции, а вещества, образующиеся в нейросекреторных клетках самого гипоталамуса, участвуют в регуляции цикла «сон – бодрствование». Ядра гипоталамуса созревают в основном к 2–3 годам, хотя дифференциация клеток некоторых его структур продолжается до 15–17 лет.

Наиболее интенсивная миелинизация волокон, увеличение толщины коры головного мозга и ее слоев происходит на первом году жизни, постепенно замедляясь и прекращаясь к 3 годам в проекционных и к 7 годам в ассоциативных областях. Сначала созревают нижние слои коры, затем верхние. К концу первого года жизни как структурная единица коры головного мозга выделяются ансамбли нейронов, или колонки, усложнение которых продолжается до 18 лет. Наиболее интенсивная дифференцировка вставочных нейронов коры происходит в возрасте от 3 до 6 лет, достигая максимума к 14 годам. Полного структурно-функционального созревания кора мозга достигает примерно к 20 годам.

М.М. Безруких, В.Д. Сонькин, Д.А. Фарбер

Возрастная физиология: (Физиология развития ребенка)

Учебное пособие

Для студентов высших педагогических учебных заведений

Рецензенты:

доктор биологических наук, зав. кафедрой высшей нервной деятельности и психофизиологии Санкт-Петербургского университета, академик РАО, профессор А.С. Батуев;

доктор биологических наук, профессор И.А. Корниенко

ПРЕДИСЛОВИЕ

Выяснение закономерностей развития ребенка, специфики функционирования физиологических систем на разных этапах онтогенеза и механизмов, эту специфику определяющих, является необходимым условием обеспечения нормального физического и психического развития подрастающего поколения.

Главные вопросы, которые должны возникать у родителей, педагогов и психологов в процессе воспитания и обучения ребенка дома, в детском саду или в школе, на консультативном приеме или индивидуальных занятиях, - это какой он, каковы его особенности, какой вариант занятий с ним будет наиболее эффективным. Ответить на эти вопросы совсем не просто, ибо для этого требуются глубокие знания о ребенке, закономерностях его развития, возрастных и индивидуальных особенностях. Эти знания чрезвычайно важны и для разработки психофизиологических основ организации учебной работы, выработки у ребенка механизмов адаптации, определения влияния на него инновационных технологий и т. п.

Пожалуй, впервые значимость комплексного знания физиологии и психологии для педагога и воспитателя выделил известный русский педагог К.Д. Ушинский в своем труде «Человек как предмет воспитания» (1876). «Искусство воспитания, - писал К.Д. Ушинский, - имеет ту особенность, что почти всем оно кажется делом знакомым и понятным, а иным даже - делом легким, - и тем понятнее и легче кажется оно, чем менее человек с ним знаком теоретически и практически. Почти все признают, что воспитание требует терпения; некоторые думают, что для него нужны врожденная способность и умение, т. е. навык; но весьма немногие пришли к убеждению, что, кроме терпения, врожденной способности и навыка необходимы еще и специальные знания, хотя многочисленные блуждания наши и могли бы всех убедить в этом». Именно К.Д. Ушинский показал, что физиология относится к числу тех наук, в которых «излагаются, сличаются и группируются факты и те соотношения фактов, в которых обнаруживаются свойства предмета воспитания, т. е. человека». Анализируя физиологические знания, которые были известны, а это было время становления возрастной физиологии, К.Д. Ушинский подчеркивал: «Из этого источника, только что открывающегося, воспитание почти еще не черпало». К сожалению, и сейчас мы не можем говорить о широком использовании данных возрастной физиологии в педагогической науке. Единообразие программ, методик, учебников ушло в прошлое, но педагог по-прежнему мало учитывает возрастные и индивидуальные особенности ребенка в процессе обучения.

В то же время педагогическая эффективность процесса обучения во многом зависит от того, насколько формы и методы педагогического воздействия адекватны возрастным физиологическим и психофизиологическим особенностям школьников, соответствуют ли условия организации учебного процесса возможностям детей и подростков, учитываются ли психофизиологические закономерности формирования базисных школьных навыков - письма и чтения, а также основных двигательных навыков в процессе занятий.

Физиология и психофизиология ребенка - необходимый компонент знаний любого специалиста, работающего с детьми, - психолога, воспитателя, учителя, социального педагога. «Воспитание и обучение имеет дело с целостным ребенком, с его целостной деятельностью, - считал известный российский психолог и педагог В.В. Давыдов. - Эта деятельность, рассматриваемая как особый объект изучения, содержит в своем единстве много аспектов, в том числе… физиологический» (В.В. Давыдов «Проблемы развивающего обучения». - М., 1986. - С. 167).

Возрастная физиология - наука об особенностях жизнедеятельности организма, о функциях его отдельных систем, процессах, в них протекающих, и механизмах их регуляции на разных этапах индивидуального развития . Частью ее является изучение физиологии ребенка в разные возрастные периоды.

Учебное пособие по возрастной физиологии для студентов педагогических вузов содержит знания о развитии человека на тех этапах, когда наиболее значимо влияние одного из ведущих факторов развития - обучения.

Предметом возрастной физиологии (физиологии развития ребенка) как учебной дисциплины являются особенности развития физиологических функций, их формирования и регуляции, жизнедеятельности организма и механизмов его приспособления к внешней среде на разных этапах онтогенеза.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ВОЗРАСТНОЙ ФИЗИОЛОГИИ (ФИЗИОЛОГИИ РАЗВИТИЯ) РЕБЁНКА

Системный принцип организации физиологических функций в онтогенезе

Важность выявления закономерностей развития организма ребенка и особенностей функционирования его физиологических систем на разных этапах онтогенеза для охраны здоровья и разработки адекватных возрасту педагогических технологий определила поиск оптимальных путей изучения физиологии ребенка и тех механизмов, которые обеспечивают адаптивный приспособительный характер развития на каждом этапе онтогенеза.

Согласно современным представлениям, начало которым было положено еще работами А.Н. Северцова в 1939 г., все функции складываются и претерпевают изменения при тесном взаимодействии организма и среды. В соответствии с этим представлением адаптивный характер функционирования организма в различные возрастные периоды определяется двумя важнейшими факторами: морфофункциональной зрелостью физиологических систем и адекватностью воздействующих средовых факторов функциональным возможностям организма.

Традиционным для отечественной физиологии (И.М. Сеченов, И. П. Павлов, А.А. Ухтомский, Н.А. Бернштейн. П.К. Анохин и др.) является системный принцип организации адаптивного реагирования на факторы внешней среды. Этот принцип, рассматриваемый как базовый механизм жизнедеятельности организма, подразумевает, что все виды приспособительной деятельности физиологических систем и целостного организма осуществляются посредством иерархически организованных динамических объединений, включающих отдельные элементы одного или разных органов (физиологических систем).

Важнейший вклад в изучение принципов динамической системной организации приспособительных действий организма внесли исследования А.А. Ухтомского, выдвинувшего принцип доминанты как функционального рабочего органа, определяющего адекватное реагирование организма на внешние воздействия. Доминанта, по А.А. Ухтомскому, представляет собой объединенную единством действия констелляцию нервных центров, элементы которой могут быть топографически достаточно удалены друг от друга и при этом сонастроены на единый ритм работы. Касаясь механизма, лежащего в основе доминанты, А.А. Ухтомский обращал внимание на тот факт, что нормальная деятельность опирается «не на раз и навсегда определенную и поэтапную функциональную статику различных фокусов как носителей отдельных функций, а на непрестанную интерцентральную динамику возбуждений на разных уровнях: кортикальном, субкортикальном, медуллярном, спинальном». Тем самым подчеркивалась пластичность, значимость пространственно-временного фактора в организации функциональных объединений, обеспечивающих адаптивные реакции организма. Идеи А.А. Ухтомского о функционально-пластичных системах организации деятельности получили свое развитие в трудах Н.А. Бернштейна. Изучая физиологию движений и механизмы формирования двигательного навыка, Н.А. Бернштейн уделял внимание не только согласованной работе нервных центров, но и явлениям, происходящим на периферии тела - в рабочих точках. Это позволило ему еще в 1935 г. сформулировать положение о том, что приспособительный эффект действия может быть достигнут только при наличии в центральной нервной системе в какой-то закодированной форме конечного результата - «модели потребного будущего». В процессе сенсорного коррегирования путем обратных связей, поступающих из работающих органов, создается возможность сличения информации об уже осуществленной деятельности с этой моделью.

Высказанное Н.А. Бернштейном положение о значении обратных связей в достижении приспособительных реакций имело первостепенное значение в понимании механизмов регуляции адаптивного функционирования организма и организации поведения.

Классическое представление о разомкнутой рефлекторной дуге уступило место представлению о замкнутом контуре регулирования. Очень важным положением, разработанным Н.А. Бернштейном, является установленная им высокая пластичность системы - возможность достижения одного и того же результата в соответствии с «моделью потребного будущего» при неоднозначном пути достижения этого результата в зависимости от конкретных условий.

Развивая представление о функциональной системе как объединении, обеспечивающем организацию адаптивного реагирования, П.К. Анохин в качестве системообразующего фактора, создающего определенное упорядоченное взаимодействие отдельных элементов системы, рассматривал полезный результат действия. «Именно полезный результат составляет операциональный фактор, который способствует тому, что система… может полностью реорганизовать расположение своих частей в пространстве и во времени, что и обеспечивает необходимый в данной ситуации приспособительный результат» (Анохин).

Первостепенное значение для понимания механизмов, обеспечивающих взаимодействие отдельных элементов системы, имеет положение, развиваемое Н.П. Бехтеревой и ее сотрудниками, о наличии двух систем связей: жестких (врожденных) и гибких, пластичных. Последние наиболее важны для организации динамических функциональных объединений и обеспечения конкретных приспособительных реакций в реальных условиях деятельности.

Одной из основных характеристик системного обеспечения адаптивных реакций является иерархичность их организации (Винер). Иерархия сочетает в себе принцип автономности с принципом соподчинения. Наряду с гибкостью и надежностью для иерархически организованных систем характерна высокая энергетическая структурная и информационная экономичность. Отдельные уровни могут состоять из блоков, осуществляющих простые специализированные операции и передающих обработанную информацию на более высокие уровни системы, которые осуществляют более сложные операции и вместе с тем оказывают регулирующее влияние на более низкие уровни.

Иерархичность организации, основывающаяся на тесном взаимодействии элементов как на одном уровне, так и на разных уровнях систем, определяет высокую устойчивость и динамичность осуществляемых процессов.

В ходе эволюции формирование иерархически организованных систем в онтогенезе связано с прогрессивным усложнением и наслаиванием друг на друга уровней регулирования, обеспечивающих совершенствование адаптационных процессов (Василевский). Можно полагать, что те же закономерности имеют место и в онтогенезе.

Очевидна значимость системного подхода к изучению функциональных свойств развивающегося организма, его способности к формированию оптимального для каждого возраста адаптивного реагирования, саморегуляции, способности к активному целесообразному поиску информации, формированию планов и программ деятельности.

Закономерности онтогенетического развития. Понятие возрастной нормы

Важнейшее значение для понимания того, как формируются и организуются функциональные системы в процессе индивидуального развития, имеет сформулированный А.Н. Северцовым принцип гетерохронии развития органов и систем, детально разработанный П.К. Анохиным в теории системогенеза. Эта теория базируется на экспериментальных исследованиях раннего онтогенеза, выявивших постепенное и неравномерное созревание отдельных элементов каждой структуры или органа, которые консолидируются с элементами других органов, задействованных в реализации данной функции, и, интегрируясь в единую функциональную систему, осуществляют принцип «минимального обеспечения» целостной функции. Разные функциональные системы в зависимости от их значимости в обеспечении жизненно важных функций созревают в разные сроки постнатальной жизни - это гетерохрония развития. Она обеспечивает высокую приспособляемость организма на каждом этапе онтогенеза, отражая надежность функционирования биологических систем. Надежность функционирования биологических систем, согласно концепции А.А. Маркосяна, является одним из общих принципов индивидуального развития. Она базируется на таких свойствах живой системы, как избыточность ее элементов, их дублирование и взаимозаменяемость, быстрота возврата к относительному постоянству и динамичность отдельных звеньев системы. Исследования показали (Фарбер), что в ходе онтогенеза надежность биологических систем проходит определенные этапы становления и формирования. И если на ранних этапах постнатальной жизни она обеспечивается жестким, генетически детерминированным взаимодействием отдельных элементов функциональной системы, обеспечивающим осуществление элементарных реакций на внешние стимулы, и необходимых жизненно важных функций (например, сосание), то в ходе развития все большее значение приобретают пластичные связи, создающие условия для динамичной избирательной организации компонентов системы. На примере формирования системы восприятия информации установлена общая закономерность обеспечения надежности адаптивного функционирования системы. Выделены три функционально различных этапа ее организации: 1-й этап (период новорожденности) - функционирование наиболее рано созревающего блока системы, обеспечивающего возможность реагирования по принципу «стимул - реакция»; 2-й этап (первые годы жизни) - генерализованное однотипное вовлечение элементов более высокого уровня системы, надежность системы обеспечивается дублированием ее элементов; 3-й этап (наблюдается с предшкольного возраста) - иерархически организованная многоуровневая система регулирования обеспечивает возможность специализированного вовлечения элементов разного уровня в обработку информации и организацию деятельности. В ходе онтогенеза по мере совершенствования центральных механизмов регуляции и контроля возрастает пластичность динамического взаимодействия элементов системы; избирательные функциональные констелляции формируются в соответствии с конкретной ситуацией и поставленной задачей (Фарбер, Дубровинская). Это обусловливает совершенствование адаптивных реакций развивающегося организма в процессе усложнения его контактов с внешней средой и приспособительный характер функционирования на каждом этапе онтогенеза.

Из изложенного выше видно, что отдельные этапы развития характеризуются как особенностями морфофункциональной зрелости отдельных органов и систем, так и различием механизмов, определяющих специфику взаимодействия организма и внешней среды.

Необходимость конкретной характеристики отдельных этапов развития, учитывающей оба эти фактора, ставит вопрос о том, что рассматривать в качестве возрастной нормы для каждого из этапов.

В течение длительного времени возрастная норма рассматривалась как совокупность среднестатистических параметров, характеризующих морфофункциональные особенности организма. Такое представление о норме уходит своими корнями в те времена, когда практические потребности определяли необходимость выделить некоторые средние стандарты, позволяющие выявить отклонения развития. Несомненно, что на определенном этапе развития биологии и медицины подобный подход сыграл прогрессивную роль, позволив определить среднестатистические параметры морфофункциональных особенностей развивающегося организма; да и в настоящее время он позволяет решать ряд практических задач (например, при исчислении стандартов физического развития, нормировании воздействия факторов внешней среды и т. п.). Однако такое представление о возрастной норме, абсолютизирующее количественную оценку морфофункциональной зрелости организма на разных этапах онтогенеза, не отражает сущности возрастных преобразований, определяющих адаптивную направленность развития организма и его взаимоотношений с внешней средой. Совершенно очевидно, что если качественная специфика функционирования физиологических систем на отдельных этапах развития остается неучтенной, то понятие возрастной нормы теряет свое содержание, оно перестает отражать реальные функциональные возможности организма в определенные возрастные периоды.

Представление об адаптивном характере индивидуального развития привело к необходимости пересмотра понятия возрастной нормы как совокупности среднестатистических морфологических и физиологических параметров. Было высказано положение, согласно которому возрастную норму следует рассматривать как биологический оптимум функционирования живой системы, обеспечивающий адаптивное реагирование на факторы внешней среды (Козлов, Фарбер).

Возрастная периодизация

Различия представления о критериях возрастной нормы определяют и подходы к периодизации возрастного развития. Одним из наиболее распространенных является подход, в основе которого лежит анализ оценки морфологических признаков (роста, смены зубов, увеличения массы тела и т. п.). Наиболее полная возрастная периодизация, основанная на морфологических и антропологических признаках, была предложена В.В. Бунаком, по мнению которого изменения размеров тела и связанных с ними структурно-функциональных признаков отражают преобразования метаболизма организма с возрастом. Согласно этой периодизации, в постнатальном онтогенезе выделяются следующие периоды: младенческий, охватывающий первый год жизни ребенка и включающий начальный (1–3, 4–6 мес), средний (7–9 мес) и конечный (10–12 мес) циклы; первого детства (начальный цикл 1–4 года, конечный - 5–7 лет); второго детства (начальный цикл: 8-10 лет - мальчики, 8–9 лет - девочки; конечный: 11–13 лет - мальчики, 10–12 лет - девочки); подростковый (14–17 лет - мальчики, 13–16 лет - девочки); юношеский (18–21 год - мальчики, 17–20 лет - девочки); с 21–22 лет начинается взрослый период. Эта периодизация близка к принятой в педиатрической практике (Тур, Маслов); наряду с морфологическими факторами она учитывает и социальные. Младенческому возрасту, согласно этой периодизации, соответствует младший ясельный или грудной возраст; период первого детства объединяет старший ясельный или преддошкольный возраст и дошкольный; период второго детства соответствует младшему школьному возрасту и подростковый возраст - старшему дошкольному. Однако и эту классификацию возрастных периодов, отражающую существующую систему воспитания и обучения, нельзя считать приемлемой, поскольку, как известно, вопрос о начале систематического обучения до сих пор не решен; граница между дошкольным и школьным возрастами требует уточнения, достаточно аморфны и понятия младшего и старшего школьного возраста.

Согласно возрастной периодизации, принятой на специальном симпозиуме в 1965 г., в жизненном цикле человека до достижения зрелого возраста выделяют следующие периоды: новорожденный (1-10 дней); грудной возраст (10 дней - 1 год); раннее детство (1–3 года); первое детство (4–7 лет); второе детство (8-12 лет - мальчики, 8-11 лет - девочки); подростковый возраст (13–16 лет - мальчики, 12–15 лет - девочки) и юношеский возраст (17–21 год - юноши, 16–20 лет - девушки) (Проблема возрастной периодизации человека). Эта периодизация несколько отличается от предложенной В.В. Бунаком за счет выделения периода раннего детства, некоторого смещения границ второго детства и подросткового периода. Однако проблема возрастной периодизации окончательно не решена прежде всего потому, что все существующие периодизации, включая и последнюю общепринятую, недостаточно физиологически обоснованны. Они не учитывают адаптивно-приспособительный характер развития и механизмы, обеспечивающие надежность функционирования физиологических систем и целостного организма на каждом этапе онтогенеза. Это определяет необходимость выбора наиболее информативных критериев возрастной периодизации.

В процессе индивидуального развития организм ребенка изменяется как единое целое. Его структурные, функциональные и адаптационные особенности обусловлены взаимодействием всех органов и систем на разных уровнях интеграции - от внутриклеточного до межсистемного. В соответствии с этим ключевой задачей возрастной периодизации является необходимость учета специфических особенностей функционирования целостного организма.

Одной из попыток поиска интегрального критерия, характеризующего жизнедеятельность организма, являлась предложенная Рубнером оценка энергетических возможностей организма, так называемое «энергетическое правило поверхности», отражающее отношения между уровнем обмена веществ и энергии и величиной поверхности тела. Этот показатель, характеризующий энергетические возможности организма, отражает деятельность физиологических систем, связанных с обменом веществ: кровообращения, дыхания, пищеварения, выделения и эндокринной системы. Предполагалось, что онтогенетические особенности функционирования этих систем должны подчиняться «энергетическому правилу поверхности».

Однако рассмотренные выше теоретические положения об адаптивном приспособительном характере развития дают основания считать, что в основу возрастной периодизации должны быть положены не столько критерии, отражающие уже достигнутые к определенному моменту созревания стационарные особенности жизнедеятельности организма, сколько критерии взаимодействия организма со средой.

О необходимости такого подхода к поиску физиологических критериев возрастной периодизации высказывался и И.А. Аршавский. Согласно его представлению, в основу возрастной периодизации должны быть положены критерии, отражающие специфику целостного функционирования организма. В качестве такого критерия предлагается выделенная для каждого этапа развития ведущая функция.

В детально изученном И.А. Аршавским и его сотрудниками раннем детском возрасте в соответствии с характером питания и особенностями двигательных актов выделены периоды: неонатальный, во время которого имеет место вскармливание молозивным молоком (8 дней), лактотрофной формы питания (5–6 мес), лактотрофной формы питания с прикормом и появление позы стояния (7-12 мес), ясельного возраста (1–3 года) - освоение локомоторных актов в среде (ходьба, бег). Надо отметить, что И А. Аршавский придавал особое значение двигательной деятельности как ведущему фактору развития. Подвергнув критике «энергетическое правило поверхности», И.А. Аршавский сформулировал представление об «энергетическом правиле скелетных мышц», в соответствии с которым интенсивность жизнедеятельности организма даже на уровне отдельных тканей и органов определяется особенностями функционирования скелетных мышц, обеспечивающих на каждом этапе развития особенности взаимодействия организма и среды.

Однако надо иметь в виду, что в процессе онтогенеза возрастает активное отношение ребенка к средовым факторам, усиливается роль высших отделов ЦНС в обеспечении адаптивных реакций на внешнесредовые факторы, в том числе и тех реакций, которые реализуются путем двигательной активности.

Поэтому особую роль в возрастной периодизации приобретают критерии, отражающие уровень развития и качественные изменения адаптивных механизмов, связанных с созреванием различных отделов мозга, в том числе и регуляторных структур центральной нервной системы, обусловливающих деятельность всех физиологических систем и поведение ребенка.

Это сближает физиологические и психологические подходы к проблеме возрастной периодизации и создает базу для выработки единой концепции периодизации развития ребенка. Л.С. Выготский в качестве критериев возрастной периодизации рассматривал психические новообразования, характерные для конкретных этапов развития. Продолжая эту линию, А.Н. Леонтьев и Д.Б. Эльконин особое значение в возрастной периодизации придавали «ведущей деятельности», определяющей возникновение психических новообразований. При этом отмечалось, что особенности психического, так же как и особенности физиологического развития определяются как внутренними (морфофункциональными) факторами, так и внешними условиями индивидуального развития.

Одна из целей возрастной периодизации - установить границы отдельных этапов развития в соответствии с физиологическими нормами реагирования растущего организма на воздействие факторов внешней среды. Характер ответных реакций организма на оказываемые воздействия самым непосредственным образом зависит от возрастных особенностей функционирования различных физиологических систем. По мнению С.М. Громбаха, при разработке проблемы возрастной периодизации необходимо учитывать степень зрелости и функциональной готовности различных органов и систем. Если те или иные физиологические системы на определенном этапе развития и не являются ведущими, они могут обеспечивать оптимальное функционирование ведущей системы в различных средовых условиях, и поэтому уровень зрелости этих физиологических систем не может не сказываться на функциональных возможностях всего организма в целом.

Для суждения о том, какая система является ведущей для данного этапа развития и где лежит рубеж смены одной ведущей системы другой, необходимо оценить уровень зрелости и особенности функционирования различных органов и физиологических систем.

Таким образом, возрастная периодизация должна опираться на три уровня изучения физиологии ребенка:

1 - внутрисистемный;

2 - межсистемный;

3 - целостного организма во взаимодействии со средой.

Вопрос о периодизации развития неразрывно связан с выбором информативных критериев, которые должны быть положены в ее основу. Это возвращает нас к представлению о возрастной норме. Можно полностью согласиться с высказыванием П.Н. Василевского о том, что «оптимальные режимы деятельности функциональных систем организма являютсяне среднестатистическими величинами , а непрерывными динамическими процессами, протекающими во времени в сложной сети коадаптированных регуляторных механизмов». Есть все основания считать, что наиболее информативны критерии возрастных преобразований, которые характеризуют состояние физиологических систем в условиях деятельности, максимально приближающейся к той, с которой объект исследования - ребенок - сталкивается в своей повседневной жизни, т. е. показатели, отражающие реальную приспособляемость к условиям окружающей среды и адекватность реагирования на внешние воздействия.

Основываясь на концепции системной организации адаптивных реакций, можно полагать, что в качестве таких показателей должны быть прежде всего рассмотрены те, которые отражают не столько зрелость отдельных структур, сколько возможность и специфику их взаимодействия со средой. Это относится как к показателям, характеризующим возрастные особенности каждой физиологической системы в отдельности, так и к показателям целостного функционирования организма. Все вышеизложенное требует комплексного подхода к анализу возрастных преобразований на внутрисистемном и межсистемном уровнях.

Не менее важным при разработке проблем возрастной периодизации является вопрос о границах функционально различных этапов. Иными словами, физиологически обоснованная периодизация должна опираться на выделение этапов «актуального» физиологического возраста.

Выделение функционально различных этапов развития возможно только при наличии данных об особенностях адаптивного функционирования различных физиологических систем в пределах каждого года жизни ребенка.

Многолетние исследования, проведенные в Институте возрастной физиологии РАО, позволили установить, что, несмотря на гетерохронию развития органов и систем, внутри периодов, рассматриваемых как единые, выявлены узловые моменты, для которых характерны существенные качественные морфофункциональные преобразования, приводящие к адаптивным перестройкам организма. В дошкольном возрасте это возраст от 3–4 к 5–6 годам, в младшем школьном - от 7–8 к 9-10 годам. В подростковом возрасте качественные изменения деятельности физиологических систем приурочены не к определенному паспортному возрасту, а к степени биологической зрелости (определенным стадиям полового созревания - II–III стадиям).

Сенситивные и критические периоды развития

Адаптивный характер развития организма определяет необходимость учета в возрастной периодизации не только особенностей морфофункционального развития физиологических систем организма, но и их специфической чувствительности к различным внешним воздействиям. Физиологическими и психологическими исследованиями показано, что чувствительность к внешним воздействиям носит избирательный характер на разных этапах онтогенеза. Это легло в основу представления осенситивных периодах как периодах наибольшей чувствительности к воздействию факторов среды.

Выявление и учет сенситивных периодов развития функций организма является непременным условием создания благоприятных адекватных условий эффективного обучения и сохранения здоровья ребенка. Высокая подверженность определенных функций влиянию факторов среды должна быть, с одной стороны, использована для эффективного целенаправленного воздействия на эти функции, способствующего их прогрессивному развитию, а с другой стороны, влияние негативных внешнесредовых факторов должно контролироваться, ибо может привести к нарушению развития организма.

Следует подчеркнуть, что онтогенетическое развитие сочетает периоды эволюционного (постепенного) морфофункционального созревания и периоды революционных, переломных скачков развития, которые могут быть связаны как с внутренними (биологическими), так и с внешними (социальными) факторами развития.

Важным и требующим специального внимания является вопрос окритических периодах развития . В эволюционной биологии принято считать критическим периодом этап раннего постнатального развития, характеризующийся интенсивностью морфофункционального созревания, когда из-за отсутствия средовых воздействий функция может не сформироваться. Например, при отсутствии определенных зрительных стимулов в раннем онтогенезе восприятие их в дальнейшем не формируется, то же относится к речевой функции.

В процессе дальнейшего развития критические периоды могут возникать как результат резкой смены социально-средовых факторов и их взаимодействия с процессом внутреннего морфофункционального развития. Таким периодом является возраст начала обучения, когда качественные перестройки морфофункционального созревания базовых мозговых процессов приходятся на период резкой смены социальных условий.

Пубертатный период - начало полового созревания - характеризуется резким повышением активности центрального звена эндокринной системы (гипоталамуса), что приводит к резкому же изменению взаимодействия подкорковых структур и коры больших полушарий, результатом чего является значительное снижение эффективности центральных регуляторных механизмов, в том числе определяющих произвольную регуляцию и саморегуляцию. Кроме того, повышаются социальные требования к подросткам, возрастает их самооценка., Это приводит к несоответствию социально-психологических факторов и функциональных возможностей организма, следствием чего могут явиться отклонения в здоровье и поведенческая дезадаптация.

Таким образом, можно полагать, что критические периоды развития обусловлены как интенсивным морфофункциональным преобразованием основных физиологических систем и целостного организма, так и спецификой усложняющегося взаимодействия внутренних (биологических) и социально-психологических факторов развития.

При рассмотрении вопросов возрастной периодизации необходимо иметь в виду, что границы этапов развития весьма условны. Они зависят от конкретных этнических, климатических, социальных и других факторов. Кроме того, «актуальный» физиологический возраст часто не совпадает с календарным (паспортным) в связи с различиями темпов созревания и условий развития организмов разных людей. Отсюда следует, что при изучении функциональных и адаптивных возможностей детей разного возраста необходимо обращать внимание на оценку индивидуальных показателей зрелости. Только при сочетании возрастного и индивидуального подхода к изучению особенностей функционирования ребенка можно разработать адекватные гигиенические и педагогические меры, обеспечивающие сохранение здоровья и прогрессивное развитие организма и личности ребенка.

Вопросы и задания

1. Расскажите о системном принципе организации адаптивного реагирования.

2. Каковы закономерности онтогенетического развития? Что такое возрастная норма?

3. Что представляет собой возрастная периодизация?

4. Расскажите о сенситивном и критическом периодах развития.

Глава 3. ОБЩИЙ ПЛАН СТРОЕНИЯ ОРГАНИЗМА РЕБЁНКА

Прежде чем приступить к изучению важнейших закономерностей возрастного развития организма, необходимо уяснить, что же представляет собой организм, какие принципы заложены Природой в его генеральную конструкцию и как он взаимодействует с окружающим миром.

Уже почти 300 лет назад было доказано, что все живое состоит изклеток . Из нескольких миллиардов мельчайших клеток состоит и организм человека. Эти клетки далеко не одинаковы по своему виду, по своим свойствам и функциям. Сходные между собой клетки объединяются вткани . Видов ткани в организме множество, однако все они относятся всего лишь к 4 типам: эпителиальной, соединительной, мышечной и нервной.Эпителиальные ткани образуют кожу и слизистые оболочки, многие внутренние органы - печень, селезенку и др. В эпителиальных тканях клетки расположены тесно друг к другу.Соединительная ткань отличается очень большими межклеточными промежутками. Так устроены кости, хрящи, так же устроена кровь - все это разновидности соединительной ткани.Мышечная инервная ткани относятся к возбудимым: они способны воспринимать и проводить импульс возбуждения. При этом для нервной ткани это - главная функция, тогда как мышечные клетки умеют еще сокращаться, значительно изменяясь в размере. Эта механическая работа может быть передана костям или жидкостям, находящимся внутри мышечных мешков.

Ткани в различных сочетаниях образуютанатомические органы . Каждый орган состоит из нескольких тканей, причем практически всегда наряду с основной, функциональной тканью, которая определяет специфику органа, там имеются элементы нервной ткани, эпителий и соединительная ткань. Мышечная ткань может быть и не представлена в органе (например, в почках, селезенке и др.).

Анатомические органы складываются ванатомо-физиологические системы , которые объединяются единством главной выполняемой ими функции. Так формируются скелетно-мышечная, нервная, покровная, выделительная, пищеварительная, дыхательная, сердечно-сосудистая, половая, эндокринная системы и кровь. Все эти системы вместе и составляюторганизм человека.

Элементарной единицей живого является клетка. Генетический аппарат сконцентрирован в клеточномядре , т. е. локализован и защищен от неожиданностей воздействия потенциально агрессивной среды. Каждая клетка обособлена от всего остального мира благодаря наличию сложно организованной оболочки -мембраны . Эта оболочка состоит из трех слоев химически и функционально различных молекул, которые, действуя согласованно, обеспечивают выполнение множества функций: защитной, контактной, чувствительной, поглощающей и выделяющей. Главная работа клеточной мембраны - организация потоков вещества из окружающей среды внутрь клетки, а из клетки - наружу. Клеточная мембрана - основа всей жизнедеятельности клетки, которая при разрушении мембраны гибнет. Любая клетка нуждается в пище и энергии для своей жизнедеятельности - ведь и функционирование клеточной мембраны также во многом сопряжено с расходованием энергии. Для организации энергетического потока через клетку в ней существуют специальные органеллы, отвечающие за выработку энергии -митохондрии . Считается, что миллиарды лет назад митохондрии были самостоятельными живыми организмами, научившимися в ходе эволюции использовать некоторые химические процессы для выработки энергии. Затем они вступили в симбиоз с другими одноклеточными организмами, которые благодаря этому сожительству получили надежный источник энергии, а предки митохондрий - надежную защиту и гарантию воспроизводства.

Строительную функцию в клетке выполняютрибосомы - фабрики по производству белка на основе матриц, скопированных с генетического материала, хранящегося в ядре. Действуя посредством химических стимулов, ядро управляет всеми сторонами жизни клетки. Передача информации внутри клетки осуществляется благодаря тому, что она заполнена желеобразной массой -цитоплазмой , в которой протекают многие биохимические реакции, а вещества, имеющие информационное значение, способны легко проникать в самые дальние уголки внутриклеточного пространства благодаря диффузии.

Многие клетки имеют, кроме того, то или иное приспособление для движения в окружающем пространстве. Это может бытьжгутик (как у сперматозоида),ворсинки (как у кишечного эпителия) или способность к переливанию цитоплазмы в формепсевдоподий (как у лимфоцитов).

Таким образом, важнейшими конструктивными элементами клетки являются ее оболочка (мембрана), орган управления (ядро), система энергообеспечения (митохондрия), строительный блок (рибосома), движитель (реснички, псевдоподии, или жгутик) и внутренняя среда (цитоплазма). Некоторые одноклеточные организмы обладают также внушительным кальцинированным скелетом, защищающим их от врагов и случайностей.

Удивительно, но ведь и организм человека, состоящий из многих миллиардов клеток, имеет, по сути, те же важнейшие конструктивные блоки. Человек отделен от окружающей среды своей кожной оболочкой. У него есть движитель (мышцы), скелет, органы управления (головной и спинной мозг и эндокринная система), система энергообеспечения (дыхание и кровообращение), блок первичной обработки пищи (желудочно-кишечный тракт), а также внутренняя среда (кровь, лимфа, межклеточная жидкость). Эта схема не исчерпывает всех конструктивных компонентов организма человека, но позволяет заключить, что любое живое существо построено по принципиально единому плану.

Разумеется, многоклеточный организм обладает целым рядом особенностей и, по-видимому, преимуществ - иначе бы процесс эволюции не был направлен в сторону появления многоклеточных организмов и мир до сих пор был бы населен исключительно теми, кого мы называем «простейшими».

Основное конструктивное различие между одноклеточным и многоклеточным организмом состоит в том, что органы многоклеточного организма построены из миллионов отдельных клеток, которые по принципу подобия и функциональному родству объединяются в ткани, тогда как органеллы одноклеточного представляют собой элементы одной единственной клетки.

В чем же реальное преимущество многоклеточного организма? В возможности разделять функции в пространстве и во времени, а также в специализации отдельных тканевых и клеточных структур для выполнения строго очерченных функций. По сути дела, эти различия сходны с тем, чем различается средневековое натуральное хозяйство и современное индустриальное производство. Клетка, представляющая самостоятельный организм, вынуждена решать все проблемы, встающие перед ней, за счет имеющихся у нее ресурсов. Многоклеточный организм выделяет для решения каждой из функциональных задач особую популяцию клеток или комплекс таких популяций (ткань, орган, функциональную систему), максимально приспособленных для решения именно этой задачи. Ясно, что эффективность решения задач многоклеточным организмом намного выше. Точнее, у многоклеточного организма гораздо больше шансов приспособиться к широкому набору ситуаций, с которыми ему приходится сталкиваться. Отсюда следует и принципиальное различие между клеткой и многоклеточным организмом в стратегии адаптации: первая на любое средовое влияние реагирует целостно и генерализованно, второй способен адаптироваться к условиям жизни за счет перестройки функций только отдельных из своих составляющих частей - тканей и органов.

Важно подчеркнуть, что ткани многоклеточного организма весьма разнообразны и каждая наилучшим образом приспособлена к выполнению небольшого числа функций, необходимых для жизнедеятельности и адаптации всего организма. При этом клетки каждой из тканей умеют в совершенстве осуществлять только одну-единственную функцию, а все многообразие функциональных возможностей организма обеспечивается разнообразием входящих в его состав клеток. Например, нервные клетки способны только вырабатывать и проводить импульс возбуждения, но не умеют изменять свои размеры или осуществлять уничтожение токсических веществ. Мышечные клетки способны проводить импульс возбуждения так же, как и нервные, но при этом они сами сокращаются, обеспечивая передвижение частей тела в пространстве или изменяя напряжение (тонус) структур, состоящих из этих клеток. Печеночные клетки не способны проводить электрические импульсы или сокращаться - зато их биохимическая мощь обеспечивает обезвреживание огромного числа вредных и ядовитых молекул, попадающих в кровь в процессе жизнедеятельности организма. Клетки костного мозга специально предназначены для производства крови и ничем другим заняты быть не могут. Такое «разделение труда» - характерное свойство любой сложно организованной системы, по этим же правилам функционируют и социальные структуры. Это необходимо учитывать при прогнозировании результатов любых реорганизаций: никакая специализированная подсистема не способна изменить характер своего функционирования, если не изменяется ее собственная структура.

Возникновение тканей, обладающих качественными особенностями, в процессе онтогенеза - процесс сравнительно медленный, и происходит он не за счет того, что имеющиеся клетки приобретают новые функции: практически всегда новые функции обеспечиваются новыми поколениями клеточных структур, формирующимися под управлением генетического аппарата и под влиянием требований внешней или внутренней среды.

Онтогенез - поразительное явление, в ходе которого одноклеточный организм (зигота) превращается в многоклеточный, сохраняя целостность и жизнеспособность на всех этапах этого замечательного превращения и постепенно наращивая многообразие и надежность выполняемых функций.

Структурно-функциональный и системный подходы к изучению организма

Научная физиология родилась в один день с анатомией - это произошло в середине XVII в., когда великий английский врачУильям Гарвей получил разрешение церкви и короля и произвел первое после тысячелетнего перерыва вскрытие трупа приговоренного к смерти преступника с целью научного изучения внутреннего строения тела человека. Разумеется, еще древнеегипетские жрецы, бальзамируя тела своих фараонов, прекрасно знали устройство человеческого тела изнутри - но это знание не было научным, оно было эмпирическим, и к тому же - тайным: разглашение любых сведений об этом считалось святотатством и каралось смертью. Великий Аристотель, учитель и наставник Александра Македонского, живший за 3 столетия до нашей эры, очень смутно представлял себе, как устроен организм и как он работает, хотя был энциклопедически образован и знал, кажется, все, что к тому времени накопила европейская цивилизация. Более осведомленными были древнеримские врачи - ученики и последователи Галена (II век н. э.), которые заложили начала описательной анатомии. Огромную славу снискали себе средневековые арабские врачи, но даже величайший из них - Али Абу ибн Сина (в европейской транскрипции - Авиценна, XI в.) - лечил скорее человеческий дух, нежели тело. И вот У. Гарвей при стечении огромного количества народа проводит первое в истории европейской науки исследование устройства тела человека. Но Гарвея более всего интересовало, КАК РАБОТАЕТ организм. С древнейших времен люди знали, что в груди каждого из нас бьется сердце. Врачи во все времена измеряли пульс и по его динамике оценивали состояние здоровья и перспективы борьбы с разнообразными болезнями. До сих пор одним из важнейших приемов диагностики в знаменитой и таинственной тибетской медицине служит длительное непрерывное наблюдение за пульсом больного: врач сидит у его постели и держит руку на пульсе часами, а потом называет диагноз и предписывает лечение. Всем было хорошо известно: остановилось сердце - прекратилась жизнь. Однако традиционная в тот период Галеновская школа не связывала движение крови по сосудам с деятельностью сердца.

Но перед глазами Гарвея - сердце с трубочками-сосудами, наполненными кровью. И Гарвей понимает: сердце - всего лишь мышечный мешок, выполняющий роль насоса, который качает кровь по всему телу, потому что по всему телу разбегаются сосуды, которые становятся все более многочисленными и все более тонкими по мере удаления от насоса. По таким же сосудам кровь возвращается к сердцу, совершая полный оборот и непрерывно притекая ко всем органам, к каждой клеточке, неся с собой питательные вещества. Еще ничего не известно о роли кислорода, не открыт гемоглобин, никак не умеют врачи различать белки, жиры и углеводы - вообще знания химии и физики еще крайне примитивны. Но уже начали развиваться разнообразные технологии, инженерная мысль человечества изобрела множество приспособлений, облегчающих производство или создающих совершенно новые, небывалые раньше технические возможности. Современникам Гарвея становится ясно: в организме работают определенныемеханизмы , структурную основу которых составляют отдельные органы, причем каждый орган предназначен для выполнения той или иной конкретной функции. Сердце - это насос, качающий кровь по «жилам», точно так же, как те насосы, которые подают воду из равнинных озер в усадьбу на пригорке и питают радующие глаз фонтаны. Легкие - меха, через которые прокачивается воздух, как это делают подмастерья в кузнице, чтобы сильнее раскалить железо и его было легче ковать. Мышцы - канаты, прикрепленные к костям, и их напряжение заставляет эти кости перемещаться, что и обеспечивает движение всего тела, - точно так же, как строители с помощью талей поднимают огромные камни на верхние этажи строящегося храма.

Человеку свойственно всегда сопоставлять новые открытые им явления с уже известными, вошедшими в обиход. Человек всегда строит аналогии, для того чтобы легче понять, объяснить самому себе суть происходящего. Высокий уровень развития механики в эпоху, когда Гарвей проводил свои исследования, неминуемо привел к механической интерпретации многочисленных открытий, сделанных врачами - последователями Гарвея. Так родилась структурно-функциональная физиология с ее лозунгом: один орган - одна функция.

Однако по мере накопления знаний - а это в значительной мере зависело от развития физических и химических наук, поскольку именно они поставляют основные способы для проведения научных исследований в физиологии, - стало ясно, что многие органы выполняют не одну, а несколько функций. Скажем, легкие - не только обеспечивают обмен газами между кровью и окружающей средой, но также участвуют в регуляции температуры тела. Кожа, выполняя в первую очередь функцию защиты, одновременно является и органом терморегуляции и органом выделения. Мышцы способны не только приводить в действие скелетные рычаги, но и за счет своих сокращений согревать притекающую к ним кровь, поддерживая температурный гомеостаз. Примеры такого рода можно приводить без конца. Полифункциональность органов и физиологических систем стала особенно явственной в конце XIX - начале XX в. Любопытно, что в это же время в технике появилось множество разнообразных «универсальных» машин и инструментов, обладающих широким спектром возможностей - порой, в ущерб простоте и надежности. Это - иллюстрация того факта, что техническая мысль человечества и уровень научного понимания организации процессов в живой природе развиваются в теснейшем взаимодействии между собой.

К середине 30-х годов XX в. стало ясно, что даже концепция полифункциональности органов и систем уже не способна объяснить согласованность функций организма в процессе адаптации к изменяющимся условиям или в динамике возрастного развития. Стало складываться новое понимание смысла процессов, происходящих в живом организме, из которого постепенно сформировался системный подход к исследованию физиологических процессов. У истоков этого направления физиологической мысли стояли выдающиеся российские ученые - А.А. Ухтомский, Н.А. Бернштейн и П.К. Анохин.

Наиболее принципиальное различие структурно-функционального и системного подходов состоит в понимании того, что является физиологической функцией. Дляструктурно-функционального подхода характерно понимание физиологической функции как некоего процесса, осуществляемого определенным (конкретным) набором органов и тканей, меняющим по ходу функционирования свою активность в соответствии с влиянием управляющих структур. В такой интерпретации физиологические механизмы - это те физические и химические процессы, которые лежат в основе физиологической функции и обеспечивают надежность ее выполнения. Физиологический процесс - вот тот объект, который находится в центре внимания структурно-функционального подхода.

Системный подход базируется на представлении о целесообразности, т. е. под функцией в рамках системного подхода понимают процесс достижения некой цели, результата. На различных этапах этого процесса потребность в вовлечении тех или иных структур может весьма существенно меняться, поэтому констелляция (состав и характер взаимодействия элементов) функциональной системы очень подвижна и соответствует той частной задаче, которая решается в текущий момент. Наличие цели предполагает, что существует некоторая модель состояния системы до и после достижения этой цели, программа действия, а также существует механизм обратной связи, позволяющий системе контролировать свое текущее состояние (промежуточный результат) по сравнению с моделируемым и на этом основании вносить коррективы в программу действия ради достижения конечного результата.

С позиций структурно-функционального подхода окружающая среда выступает как источник стимулов для тех или иных физиологических реакций. Возник стимул - в ответ возникла реакция, которая либо угасает по мере привыкания к стимулу, либо прекращается тогда, когда перестает действовать стимул. В этом смысле структурно-функциональный подход рассматривает организм как закрытую систему, имеющую лишь определенные каналы обмена информацией с окружающей средой.

Системный подход рассматривает организм как открытую систему, целевая функция которой может быть помещена как внутри, так и вне ее. В соответствии с этим взглядом организм реагирует на воздействия внешнего мира как единое целое, перестраивая стратегию и тактику этого реагирования в зависимости от достигаемых результатов каждый раз таким образом, чтобы либо быстрее, либо надежнее достичь модельных целевых результатов. С этой точки зрения реакция на внешний раздражитель угасает тогда, когда сформированная под его воздействием целевая функция оказывается реализованной. Стимул может продолжать действовать либо, напротив, - может прекратить свое действие еще задолго до завершения функциональных перестроек, но раз начавшись, эти перестройки должны пройти весь запрограммированный путь, и реакция закончится только тогда, когда механизмы обратной связи принесут информацию о полной сбалансированности организма со средой на новом уровне функциональной активности. Простой и наглядной иллюстрацией этого положения может служить реакция на любую физическую нагрузку: для ее выполнения активируются мышечные сокращения, что вызывает необходимость соответствующей активации кровообращения и дыхания, и даже когда нагрузка уже завершена - физиологические функции все еще довольно длительное время сохраняют свою повышенную активность, поскольку они обеспечивают выравнивание метаболических состояний и нормализацию гомеостазируемых параметров. Функциональная система, обеспечивающая выполнение физического упражнения, включает в себя не только мышцы и нервные структуры, отдающие мышцам приказ сокращаться, но также и кровеносную систему, дыхательную систему, эндокринные железы и множество других тканей и органов, вовлеченных в этот процесс, связанный с серьезными изменениями внутренней среды организма.

Структурно-функциональный взгляд на сущность физиологических процессов отражал детерминистский, механистически-материалистический подход, который был характерен для всех естественных наук XIX и начала XX в. Вершиной его развития, вероятно, можно считать теорию условных рефлексов И.П. Павлова, с помощью которых великий русский физиолог пытался познать механизмы деятельности мозга теми же приемами, которыми он с успехом исследовал механизмы желудочной секреции.

Системный подход стоит на стохастических, вероятностных позициях и не отвергает телеологических (целесообразностных) подходов, характерных для развития физики и других естественных наук второй половины XX в. Уже говорилось выше, что физиологи одновременно с математиками именно в рамках этого подхода пришли к формулированию наиболее общих кибернетических закономерностей, которым подчиняется все живое. Столь же важны для понимания физиологических процессов на современном уровне представления о термодинамике открытых систем, развитие которых связано с именами выдающихся физиков XX в. Ильи Пригожина, фон Берталанфи и др.

Организм как целостная система

Современное понимание сложных самоорганизующихся систем включает представление о том, что в них четко определены каналы и способы передачи информации. В этом смысле живой организм - вполне типичная самоорганизующаяся система.

Информацию о состоянии окружающего мира и о внутренней среде организм получает с помощью датчиков-рецепторов, использующих самые разнообразные физические и химические конструктивные принципы. Так, для человека наиболее важной считается зрительная информация, которую мы получаем с помощью наших оптико-химических датчиков - глаз, которые являются одновременно сложным оптическим прибором с оригинальной и точной системой наведения (адаптации и аккомодации), а также физико-химическим преобразователем энергии фотонов в электрический импульс зрительных нервов. Акустическая информация поступает к нам через причудливый и тонко настроенный слуховой механизм, превращающий механическую энергию колебания воздуха в электрические импульсы слухового нерва. Не менее тонко устроены датчики температуры, тактильные (осязательные), гравитационные (чувство равновесия). Наиболее эволюционно древними считаются обонятельные и вкусовые рецепторы, обладающие огромной избирательной чувствительностью по отношению к некоторым молекулам. Вся эта информация о состоянии внешней среды и ее изменениях поступает в центральную нервную систему, которая выполняет несколько ролей одновременно - базы данных и знаний, экспертной системы, центрального процессора, а также функции оперативной и долговременной памяти. Туда же стекается и информация от рецепторов, расположенных внутри нашего тела и передающих информацию о состоянии биохимических процессов, о напряжении в работе тех или иных физиологических систем, об актуальных потребностях отдельных групп клеток и тканей организма. В частности, есть датчики давления, содержания углекислого газа и кислорода, кислотности различных биологических жидкостей, напряжения отдельных мышц и многие другие. Информация от всех этих рецепторов также направляется в центр. Сортировка поступающей с периферии информации начинается уже на этапе ее приема - ведь нервные окончания различных рецепторов достигают центральной нервной системы на разных ее уровнях, и соответственно информация попадает в различные отделы ЦНС. Тем не менее вся она может быть использована в процессе принятия решения.

Решение необходимо принимать тогда, когда ситуация по каким-то причинам изменилась и требует соответствующих реакций на системном уровне. Например, человек проголодался - об этом сообщают в «центр» датчики, регистрирующие усиление тощаковой секреции желудочного сока и перистальтики желудочно-кишечного тракта, а также датчики, регистрирующие понижение уровня глюкозы в крови. В ответ рефлекторно усиливается перистальтика желудочно-кишечного тракта и увеличивается секреция желудочного сока. Желудок готов к приему новой порции пищи. При этом оптические датчики позволяют видеть на столе продукты питания, а сопоставление этих образов с хранящимися в базе данных долговременной памяти моделями подсказывает, что есть возможность замечательно утолить голод, получив при этом удовольствие от вида и вкуса потребляемой пищи. В этом случае ЦНС отдает распоряжение исполнительным (эффекторным) органам осуществить необходимые действия, которые в конечном счете приведут к насыщению и устранению исходной причины всех этих событий. Таким образом, цель системы - устранить своими действиями причину возмущения. Достигается эта цель в данном случае сравнительно легко: достаточно протянуть руку к столу, взять лежащие там продукты и съесть их. Однако ясно, что по этой же схеме можно построить сколь угодно сложный сценарий действий.

Голод, любовь, семейные ценности, дружба, кров, самоутверждение, тяга к новому и любовь к красоте - этим коротким перечнем почти исчерпываются побудительные мотивы действия. Порой они обрастают огромным количеством привходящих психологических и социальных сложностей, тесно переплетаясь между собой, но в самом базальном виде остаются все теми же, заставляя человека совершать действия будь то во времена Апулея, Шекспира или в наше время.

Действовать - а что это означает с точки зрениясистемы ? Это означает, что центральный процессор, подчиняясь заложенной в него программе, учитывая все возможные обстоятельства, принимает решение, т. е. строит модель потребного будущего и вырабатывает алгоритм достижения этого будущего. На основании этого алгоритма отдаются приказания отдельным эффекторным (исполнительным) структурам, причем практически всегда в их составе есть мышцы, и в процессе выполнения приказа центра осуществляется движение тела или его частей в пространстве.

А раз осуществляется движение, - значит, выполняется физическая работа в поле земного тяготения, а следовательно, расходуется энергия. Разумеется, работа датчиков и процессора тоже требует энергии, однако энергетический поток многократно возрастает, когда включаются мышечные сокращения. Стало быть, система должна позаботиться об адекватном снабжении энергией, для чего необходимо усилить активность кровообращения, дыхания и некоторых других функций, а также мобилизовать доступные запасы питательных веществ.

Любое повышение метаболической активности влечет за собой нарушение постоянства внутренней среды. Значит, должны активизироваться физиологические механизмы поддержания гомеостаза, которые тоже, между прочим, нуждаются в значительных количествах энергии для своей деятельности.

Будучи системой сложно организованной, организм имеет не один, а несколько контуров регуляции. Нервная система - это, вероятно, главный, но отнюдь не единственный регуляторный механизм. Весьма важную роль выполняют эндокринные органы - железы внутренней секреции, которые химическим путем регулируют деятельность практически всех органов и тканей. В каждой клетке организма есть, кроме того, и своя внутренняя система саморегуляции.

Следует подчеркнуть, что организм представляет собой открытую систему не только с термодинамической точки зрения, т. е. он обменивается с окружающей средой не только энергией, но также веществом и информацией. Вещество мы потребляем главным образом в виде кислорода, пищи и воды, а выделяем в виде углекислоты, испражнений и пота. Что касается информации, то каждый человек является источником зрительной (жесты, позы, движения), акустической (речь, шум от перемещения), тактильной (прикосновения) и химической (многочисленные запахи, которые прекрасно различают наши домашние животные) информации.

Еще одной важнейшей особенностью системы является конечность ее размеров. Организм не размазан по окружающей среде, а имеет определенную форму и компактен. Тело окружено оболочкой, границей, отделяющей внутреннюю среду от внешней. Кожа, выполняющая эту роль в организме человека, - важный элемент его конструкции, поскольку именно в ней сконцентрированы многие датчики, несущие информацию о состоянии внешнего мира, а также и протоки для выведения из организма продуктов обмена и информационных молекул. Наличие четко очерченных границ превращает человека в особь, чувствующую свою отдельность от окружающего мира, свою уникальность и неповторимость. Это психологический эффект, возникающий на основе анатомического и физиологического устройства организма.

Основные структурно-функциональные блоки, из которых состоит организм

Таким образом, к основным структурно-функциональным блокам, из которых состоит организм, можно отнести следующие (каждый блок включает в себя несколько анатомических структур с множеством функций):

датчики (рецепторы), несущие информацию о состоянии внешней и внутренней среды;

центральный процессор и блок управления, включающий нервную и гуморальную регуляцию;

эффекторные органы (в первую очередь скелетно-мышечная система), обеспечивающие выполнение приказов «центра»;

энергетический блок, обеспечивающий эффекторные и все другие структурные компоненты необходимым субстратом и энергией;

гомеостатический блок, поддерживающий параметры внутренней среды на необходимом для жизнедеятельности уровне;

оболочка, выполняющая функции пограничной зоны, разведки, защиты и всех видов обмена с окружающей средой.

..

Краткое описание:

Сазонов В.Ф. Возрастная анатомия и физиология (пособие для ОЗО) [Электронный ресурс] // Кинезиолог, 2009-2018: [сайт]. Дата обновления: 17.01.2018..__.201_).

Внимание! Данный материал находится в процессе регулярного обновления и усовершенствования. Поэтому приносим свои извинения за возможные незначительные отклонения от учебных программ прошлых лет.

1. Общие сведения о строении организма человека. Системы органов

Человек с его анатомическим строением, физиологическим и психическими особенностями представляет собой высший этап эволюции органического мира. Соответственно, он имеет наиболее эволюционно развитые органы и системы органов.

Анатомия изучает строение тела и его отдельных частей и органов. Знание анатомии необходимо для изучения физиологии, поэтому изучение анатомии должно предшествовать изучению физиологии.

Анатомия - это наука, изучающая строение организма и его частей на надклеточном уровне в статике.

Физиология - это наука, изучающая процессы жизнедеятельности организма и его частей в динамике.

Физиология изучает течение жизненных процессов на уровне всего организма, отдельных органов и систем органов, а также на уровне отдельных клеток и молекул. На современном этапе развития физиологии она вновь объединяется с науками, когда-то отделившимися от неё: биохимией, молекулярной биологией, цитологией и гистологией .

Различия между анатомией и физиологией

Анатомия описывает структуры (строение) организма в статическом состоянии.

Физиология описывает процессы и явления организма в динамике (т.е. в движении, в изменении).

Терминология

Анатомия и физиология пользуются общими терминами для описания строения и работы организма. Большинство из них имеют латинское или греческое происхождение.

Основные термины ():

Дорзальный (дорсальный) - расположенный на спинной стороне.

Вентральный - расположенный на брюшной стороне.

Латеральный - расположенный сбоку.

Медиальный - расположенный в середине, занимающий центральное положение. Помните медиану из математики? Она тоже в середине.

Дистальный - удалённый от центра тела. Слово "дистанция" вам знакомо? Один корень.

Проксимальный - приближенный к центру тела.

Видео: Строение человеческого тела

Клетки и ткани

Характерным для всякого организма является определенная организация его структур.
В процессе эволюции многоклеточных организмов произошла дифференциация клеток, т.е. появились клетки различных размеров, формы, строения и функций. Из одинаково дифференцированных клеток образуются ткани, характерное свойство которых - структурное объединение, морфологическая и функциональная общность и взаимодействие клеток. Различные ткани специализированы по функциям. Так, характерным свойством мышечной ткани является сократимость; нервной ткани - передача возбуждения и т. д.

Цитология изучает строение клеток. Гистология - строение тканей.

Органы

Несколько тканей, объединенных в определенный комплекс, образуют орган (почка, глаз, желудок и т.п.). Орган представляет собой часть тела, которая занимает в нём постоянное положение, имеет определённое строение и форму и выполняет одну или несколько функций.

Орган состоит из нескольких видов тканей, но одна из них преобладает и определяет его главную, ведущую функцию. В мышце, например, такой тканью является мышечная.

Органы представляют собой рабочие аппараты организма, специализированные на выполнение сложных видов деятельности, необходимых для существования целостного организма. Сердце, например, выполняет функцию насоса, перекачивающего кровь из вен в артерии; почки - функцию выделения из организма конечных продуктов обмена веществ и воды; костный мозг - функцию кроветворения и т.д. В теле человека имеется много органов, но каждый из них является частью целостного организма.

Системы органов
Несколько органов, совместно выполняющих определённую функцию, образуют систему органов.

Системы органов - это анатомические и функциональные объединения нескольких органов, участвующих в выполнении какого-либо сложного вида деятельности.

Системы органов:
1. Пищеварительная (ротовая полость, пищевод, желудок, 12-перстная кишка, тонкий кишечник, толстый кишечник, прямая кишка, пищеварительные железы).
2. Дыхательная (легкие, воздухоносные пути - рот, гортань, трахеи, бронхи).
3. Кровеносная (седречно-сосудистая).
4. Нервная (Центральная нервная система, отходящие волокна нервов, вегетативная нервная система, органы чувств).
5. Выделительная (почки, мочевой пузырь).
6. Эндокринная (железы внутренней секреции - щитовидная железа, паращитовидные железы, поджелудочная железа (инсулин), надпочечники, половые железы, гипофиз, эпифиз).
7. Опорно-двигательная (костно-мышечная - скелет, прикреплённая к нему мускулатура, связки).
8. Лимфатическая (лимфоузлы, лимфатические сосуды, вилочковая железа - тимус, селезёнка).
9. Половая (внутренние и наружные половые органы - яичники (яйцеклетка), матка, влагалище, грудные млечные железы, яички, предстательная железа, половой член).
10. Иммунная (красный костный мозг в окончаниях трубчатых костей + лимфоузлы + селезёнка + тимус (вилочковая железа) - главные органы иммунной системы).
11. Покровная (покровы тела).

2. Общие представления о процессах роста и развития. Основные отличия детского организма от взрослого

Определение понятия

Развитие - это процесс усложнения структуры и функций системы с течением времени, повышающий её устойчивость и адаптивность (приспособительные возможности). Также развитие понимается как созревание, достижение полноценности какого-либо явления. © 2017 Сазонов В.Ф. 22\02\2017

Развитие включает в себя следующие процессы:

1. Рост.
2. Дифференцировка.
3. Формирование.

Принципиальные отличия ребёнка от взрослого:

1) незрелость организма, его клеток, органов и систем органов;
2) уменьшенный рост (уменьшенные размеры тела и массы тела);
3) интенсивные процессы обмена веществ с преобладанием анаболизма;
4) интенсивные процессы роста;
5) пониженная устойчивость к вредным факторам внешней среды;
6) улучшенная адаптация (приспособление) к новой среде;
7) недоразвитая половая система - дети не могут размножаться.

Периодизация возраста
1. Младенчество (до 1 года).
2. Преддошкольный период (1-3 лет).
3. Дошкольный (3-7 лет).
4. Младший школьный (7-11-12 лет).
5. Средний школьный (11-12-15 лет).
6. Старший школьный (15-17-18 лет).
7. Зрелость. В 18 лет наступает физиологическая зрелость; биологическая зрелость наступает с 13 лет (способность иметь детей); полная физическая зрелость у женщин наступает в 20 лет, а у мужчин в 21-25 лет. Гражданская (социальная) зрелость в нашей стране наступает в 18 лет, а в странах Запада - в 21 год. Психическая (духовная) зрелость наступает после 40 лет.

Возрастные изменения , показатели развития

1. Длина тела

Это наиболее стабильный показатель, характеризующий состояние пластических процессов в организме и в какой-то мере уровень его зрелости.

Длина тела новорожденного ребенка колеблется от 46 до 56 см. Принято считать, что если новорожденный ребенок имеет длину тела 45 см и менее, то он недоношен.

Длина тела у детей первого года жизни определяется с учетом ежемесячного ее увеличения. В первом квартале жизни ежемесячная прибавка длины тела составляет 3 см, во втором - 2,5, в третьем - 1,5, в четвертом - 1 см. Общая прибавка длины тела за 1-й год - 25 см.

За 2-й и 3-й годы жизни прибавки длины тела составляют соответственно по 12-13 и 7-8 см.

Длина тела у детей от 2 до 15 лет вычисляется также по формулам, предложенным И. М. Воронцовым, А. В. Мазуриным (1977). Длина тела детей в 8 лет принимается за 130 см, на каждый недостающий год от 130 см отнимается 7 см, а на каждый превышающий год прибавляется 5 см.

2. Масса тела

Масса тела в отличие от длины является более изменчивым показателем, который сравнительно быстро реагирует и изменяется под влиянием различных причин экзо- (внешнего) и эндогенного (внутреннего) характера. Масса тела отражает степень развития костной и мышечной систем, внутренних органов, подкожной жировой клетчатки.

Масса тела новорожденного составляет в среднем около 3,5 кг. Новорожденные массой 2500 г и меньше считаются недоношенными или родившимися с внутриутробной гипотрофией. Дети, родившиеся с массой тела 4000 г и более, рассматриваются как крупные.

В качестве критерия зрелости новорожденного ребенка используется массо-ростовой коэффициент, который в норме составляет 60-80. Если его величина ниже 60 - это свидетельствует в пользу врожденной гипотрофии, а если выше 80 - врожденной паратрофии.

После рождения в течение 4-5 дней жизни у ребенка происходит потеря массы тела в пределах 5-8 % от исходной, то есть 150-300 г (физиологическое падение массы тела). Затем масса тела начинает повышаться и около 8-10-го дня достигает первоначального уровня. Снижение массы тела более чем на 300 г нельзя считать физиологическим. Основная причина физиологического падения массы тела - прежде всего недостаточное введение в первые дни после рождения младенца воды и пищи. Имеет значение потеря массы тела в связи с выделением через кожу и легкие воды, а также первородного кала, мочи.

Следует учитывать, что у детей 1-го года жизни увеличение длины тела на 1 см, как правило, сопровождается прибавкой массы тела на 280-320 г. При расчете массы тела детей 1-го года жизни с массой при рождении 2500-3000 г за исходный показатель принимается 3000 г. Скорость нарастания массы тела детей после года значительно замедляется.

Масса тела у детей старше года определяется по формулам, предложенным И, М. Воронцовым, А. В. Мазуриным (1977).
Масса тела ребенка в 5 лет принимается за 19 кг; на каждый недостающий год до 5 лет вычитается 2 кг, а на каждый последующий год прибавляется 3 кг. Для оценки массы тела детей дошкольного и школьного возраста в качестве возрастных норм все шире используются двухмерные центильные шкалы массы тела при различной длине тела, построенные на оценке массы тела по длине тела внутри возрастно-половых групп.

3. Окружность головы

Окружность головы у ребёнка при рождении в среднем составляет 34-36 см.

Она особенно интенсивно увеличивается в первый год жизни, составляя к году 46-47 см. В первые 3 месяца жизни ежемесячный прирост окружности головы составляет 2 см, в возрасте 3-6 месяцев - 1 см, в течение второго полугодия жизни - 0,5 см.

К 6 годам окружность головы увеличивается до 50,5-51 см, к 14-15 годам - до 53-56 см. У мальчиков величина ее несколько больше, чем у девочек.
Величина окружности головы определяется по формулам И. М. Воронцова, А. В. Мазурина (1985). 1. Дети первого года жизни: окружность головы 6-месячного ребенка принимается за 43. см, на каждый недостающий месяц из 43 следует вычесть 1,5 см, на каждый последующий - прибавить 0,5 см.

2. Дети от 2 до 15 лет: окружность головы в 5 лет принимается за 50 см; на каждый недостающий год следует вычесть 1 см, а на каждый превышающий год прибавить 0,6 см.

Контроль за изменением окружности головы детей первых трех лет жизни является важным компонентом врачебной деятельности при оценке физического развития ребенка. Изменения окружности головы отражают общие закономерности биологического развития ребенка, в частности церебральный тип роста, а также развитие ряда патологических состояний (микро- и гидроцефалии).

Почему такое значение придаётся окружности головы ребёнка? Дело в том, что ребёнок рождается уже с полным набором нейронов, таким же, как у взрослого. А вот вес его мозга составляет всего лишь 1/4 от мозга взрослого человека. Можно сделать вывод, что увеличение веса мозга происходит за счет образования новых связей нейронов между собой, а также за счёт увеличения числа глиальных клеток. Рост головы отражает эти важные процессы развития мозга.

4. Окружность груди

Окружность груди при рождении в среднем составляет 32-35 см.

На первом году жизни она увеличивается ежемесячно на 1,2-1,3 см, составляя к году 47-48 см.

К 5 годам окружность груди увеличивается до 55 см, к 10 - до 65 см.

Окружность груди определяется также по формулам, предложенным И. М. Воронцовым, А. В. Мазуриным (1985).
1. Дети 1-го года жизни: окружность грудной клетки 6-месячного ребенка принимается за 45 см, на каждый недостающий месяц из 45 следует вычесть 2 см, на каждый последующий - прибавить 0,5 см.
2. Дети от 2 до 15 лет: окружность груди в 10 лет принимается за 63 см, для детей до 10 лет используется формула 63 - 1,5 (10 - n), для детей старше 10 лет - 63 + 3 см (n - 10), где n - число лет ребенку. Для более точной оценки величины окружности грудной клетки используются центильные таблицы, построенные на оценке окружности груди по длине тела внутри возрастно-половой группы.

Окружность груди - важный показатель, отражающий степень развития грудной клетки, мышечного аппарата, подкожного жирового слоя на груди, который тесно коррелирует с функциональными показателями дыхательной системы.

5. Поверхность тела

Поверхность тела является одним из важнейших показателей физического развития. Этот признак помогает оценить не только морфологическое, но и функциональное состояние организма. Она имеет тесную корреляционную взаимосвязь с рядом физиологических функций организма. Показатели функционального состояния кровообращения, внешнего дыхания, почек тесно связаны с таким показателем, как поверхность тела. Отдельные медикаменты также следует назначать в соответствии с этим фактором.

Вычисляется поверхность тела обычно по номограмме с учетом длины и массы тела. Известно, что поверхность тела ребенка, приходящаяся на 1 кг его массы, у новорожденного в три, а у годовалого в два раза больше, чем у взрослого.

6. Половое созревание

Оценка степени полового созревания важна для определения уровня развития ребёнка.

Степень полового созревания ребенка является одним из наиболее надежных показателей биологической зрелости. В повседневной практике она оценивается чаще всего по выраженности вторичных половых признаков.

У девочек это рост волосяного покрова на лобке (Р) и в подмышечных впадинах (А), развитие грудных желез (Ma) и возраст первой менструации (Me).

У мальчиков, кроме роста волосяного покрова на лобке и в подмышечных впадинах, оцениваются мутация голоса (V), оволосение лица (F) и формирование кадыка (L).

Оценку половой зрелости должен проводить врач, а не учитель. При оценке степени половой зрелости обнажать детей, особенно девочек, рекомендуется по частям ввиду повышенного чувства стыдливости. Если необходимо, то ребенка следует раздевать полностью.

Общепринятые схемы оценки степени развития вторичных половых признаков у детей по областям тела:

Развитие волосяного покрова на лобке: отсутствие волос - Р0; единичные волосы - Р1; волосы на центральном участке лобка более густые, длинные - Р2; волосы на всем треугольнике лобка длинные, вьющиеся, густые - Р3; волосы расположены по всей области лобка, переходят на бедра и распространяются вдоль белой линии живота -Р4t.
Развитие волосяного покрова в подмышечной впадине: отсутствие волос - А0; единичные волосы - А1; волосы редкие на центральном участке впадины - А2; волосы густые, вьющиеся по всей впадине - А3.
Развитие молочных желез: железы не выдаются над поверхностью грудной клетки - Ма0; железы несколько выдаются, околососковый кружок вместе с соском образует единый конус - Ma1; железы значительно выдаются, вместе с соском и околососковым кружком имеют форму конуса - Ма2; тело железы принимает округлую форму, соски приподнимаются над околососковым кружком - Ма3.
Развитие волосяного покрова на лице: отсутствие оволосения - F0; начинающееся оволосение над верхней губой - F1; жесткие волосы над верхней губой и на подбородке - F2; распространенное оволосение над верхней губой и на подбородке с тенденцией к слиянию, начало роста бакенбардов - F3; слияние зон роста волос над губой и в области подбородка, выраженный рост бакенбардов - F4.
Изменение тембра голоса: детский голос - V0; мутация (ломка) голоса- V1; мужской тембр голоса - V2.

Рост щитовидного хряща (кадыка): отсутствие признаков роста - L0; начинающееся выпячивание хряща - L1; отчетливое выпячивание (кадык) - L2.

При оценке степени полового созревания детей основное внимание обращается на выраженность показателей Ma, Me, P как более стабильных. Другие показатели (A, F, L) более вариабельны и менее надежны. Состояние полового развития принято обозначать общей формулой: А, Р, Ma, Me, в которой соответственно указываются стадии созревания каждого признака и возраст наступления первой менструации у девочек; например А2, P3, Ма3, Ме13. При оценке степени полового созревания по развитию вторичных половых признаков отклонением от средневозрастных норм считается опережение или отставание при сдвигах показателей половой формулы на год и больше.

7. Физическое развитие (методики оценки)

Физическое развитие ребенка является одним из важнейших критериев в оценке его состояния здоровья.
Из большого числа морфологических и функциональных признаков для оценки физического развития детей и подростков в каждом возрасте используются различные критерии.

Кроме особенностей морфофункционального состояния организма при оценке физического развития в настоящее время принято использовать и такое понятие, как биологический возраст .

Известно, что отдельные показатели биологического развития детей в различные возрастные периоды могут быть ведущими или вспомогательными.

Для детей младшего школьного возраста ведущими показателями биологического развития являются число постоянных зубов, скелетная зрелость, длина тела.

При оценке уровня биологического развития детей среднего и старшего возраста большее значение имеют степень выраженности вторичных половых признаков, оссификация костей, характер ростовых процессов, меньшее значение - длина тела и развитие зубной системы.

Для оценки физического развития детей используются различные методы: метод индексов, сигмальных отклонений, оценочные таблицы-шкалы регрессии и в последнее время - центильный метод. Антропометрические индексы представляют собой соотношение отдельных антропометрических признаков, выраженных в виде формул. Доказана неточность и ошибочность использования индексов для оценки физического развития растущего организма, поскольку в результате исследований возрастной морфологии показано, что отдельные размеры тела ребенка увеличиваются неравномерно (гетерохронность развития), а значит, антропометрические показатели изменяются непропорционально. Широко используемые в настоящее время для оценки физического развития детей метод сигмальных отклонений и шкалы регрессии основываются на предположении соответствия исследуемой выборки закону нормального распределения. Между тем исследование формы распределения ряда антропометрических признаков (масса тела, окружность груди, мышечная сила рук и др.) указывает на асимметрию их распределения, чаще правостороннюю. В силу этого границы сигмальных отклонений могут искусственно завышаться или занижаться, искажая истинный характер оценки.

Центильный метод оценки физического развития

Этих недостатков лишен основанный на непараметрическом статистическом анализе центильный метод , который в последнее время все шире используется в педиатрической литературе. Так как центильный метод не ограничен характером распределения, он приемлем для оценки любых показателей. Метод прост в работе, в силу того что при использовании центильных таблиц или графиков исключаются всякие расчеты. Двухмерные центильные шкалы - «длина тела - масса тела», «длина тела - окружность груди», в которых рассчитываются значения массы тела и окружности груди на должную длину тела, позволяют судить о гармоничности развития.

Обычно для характеристики выборки применяются 3-й, 10-й, 25-й, 50-й, 75-й, 90-й, 97-й центили. 3-й центиль - это такая величина показателя, меньше которой он наблюдается у 3% членов выборки; величина показателя меньше 10-го центиля - у 10 % членов выборки и т. д. Промежутки между центилями названы центильными коридорами . При индивидуальной оценке показателей физического развития определяется уровень признака по его положению в одном из 7 центильных коридоров. Показатели, попавшие в 4-5-й коридоры (25-75-я центили), следует считать средними, в 3-й (10- 25-я центили) - ниже средних, в 6-й (75-90-я центили) - выше средних, во 2-й (3-10-я центили) - низкими, в 7-й (90-97-я центили) - высокими, в 1-й (до 3-й центили) - очень низкими, в 8-й (выше 97-й центили) - очень высокими.

Гармоничным является физическое развитие, при котором масса тела и окружность груди соответствуют длине тела, то есть попадают в 4-5-е центильные коридоры (25-75-я центили) .

Дизгармоничным считается физическое развитие, при котором масса тела и окружность груди отстают от должных (3-й коридор, 10- 25-я центили) или больше должных (6-й коридор, 75-90-я центили) за счет повышенного жироотложения.

Резко дизгармоничным следует считать физическое развитие, при котором масса тела и окружность груди отстают от должных (2-й коридор, 3-10-я центили) или превышают должную величину (7-й коридор, 90- 97-я центили) за счет повышенного жироотложения.

"Квадрат гармоничности" (Вспомогательная таблица для оценки физического развития)

		Процентные (Центильные) ряды
		3,00%	10,00%	25,00%	50,00%	75,00%	90,00%	97,00%
Масса тела по возрасту	97,00%						Гармоничное развитие, опережающее возраст
	90,00%
	75,00%			Гармоничное развитие, соответствующее возрасту
	50,00%
	25,00%
	10,00%	Гармоничное развитие ниже возрастных норм
	3,00%
Длина тела по возрасту

В настоящее время физическое развитие ребенка оценивается в определённой последовательности.

Устанавливается соответствие календарного возраста уровню биологического развития. Уровень биологического развития отвечает календарному возрасту, если большинство показателей биологического развития находится в средневозрастных пределах (М±б). Если же показатели биологического развития отстают от календарного возраста или опережают его, это свидетельствует о задержке (ретардации) или ускорении (акселерации) темпов биологического развития.

После определения соответствия биологического возраста паспортному оценивается морфофункциональное состояние организма. Для оценки антропометрических показателей в зависимости от возраста и пола применяются центильные таблицы.

Применение центильных таблиц позволяет определить физическое развитие как среднее, выше- или нижесреднее, высокое или низкое, а также гармоничное, дизгармоничное, резко дизгармоничное. Выделение в группу детей с отклонениями в физическом развитии (дизгармоничных, резко дизгармоничных) обусловлено тем, что у них часто имеются нарушения деятельности сердечнососудистой, эндокринной, нервной и других систем, на этом основании они подлежат специальному углубленному обследованию. У детей с дизгармоничным и резко дизгармоничным развитием функциональные показатели, как правило, ниже возрастной нормы. Для таких детей с учетом причины отклонений физического развития от возрастных показателей разрабатываются индивидуальные планы оздоровления и лечения.

3. Основные этапы развития человека - оплодотворение, эмбриональный и плодный периоды. Критические периоды развития зародыша. Причины врожденных уродств и дефектов

Онтогенез - это процесс развития организма от момента зачатия (образования зиготы) до смерти.

Онтогенез делится на пренатальное развитие (дородовое - от зачатия до рождения) и постнатальное (послеродовое).

Оплодотворением называют слияние мужской и женской половых клеток, в результате которого возникает зигота (оплодотворённая яйцеклетка) с диплоидным (двойным) набором хромосом.

Оплодотворение происходит в верхней трети яйцевода женщины. Наилучшие условия для этого имеются обычно в пределах 12 часов после выхода яйцеклетки из яичника (овуляции). Многочисленные сперматозоиды приближаются к яйцеклетке, окружают её, вступают в контакт с ее оболочкой. Однако в яйцеклетку проникает только один, после чего вокруг яйцеклетки образуется плотная оболочка оплодотворения, препятствующая проникновению других сперматозоидов. В результате слияния двух ядер с гаплоидными наборами хромосом образуется диплоидная зигота. Это клетка, которая является фактически одноклеточным организмом нового дочернего поколения). Она способна к развитию в полноценный многоклеточный человеческий организм. Но можно ли её назвать полноценным человеком? У человека и у человеческой оплодотворённой яйцеклетки 46 хромосом, т.е. 23 пары - это полноценный диплоидный набор хромосом человеческого организма.

Внутриутробный период продолжается от момента зачатия до рождения и состоит из двух фаз: эмбриональной (первые 2 месяца) и фетальной (3-9 месяц) . У человека внутриутробный период длится в среднем 280 дней, или 10 лунных месяцев (приблизительно 9 календарных). В акушерской практике зародышем (эмбрионом) называют развивающийся организм в течение первых двух месяцев внутриутробной жизни, а с 3 до 9 месяца - плодом (foetus) , поэтому этот период развития называют плодным, или фетальным.

Оплодотворение

Оплодотворение чаще всего совершается в расширении женского яйцевода (в маточных трубах). Сперматозоиды, излившиеся в составе спермы во влагалище, благодаря своей исключительной подвижности и активности продвигаются в полость матки, проходят через неё до яйцеводов и в одном из них встречаются со зрелой яйцеклеткой. Здесь сперматозоид внедряется в яйцеклетку и оплодотворяет её. Сперматозоид вносит в яйцеклетку наследственные свойства, характерные для мужского организма, содержащиеся в упакованном виде в хромосомах мужской половой клетки.

Дробление

Дробление - это процесс клеточного деления, в который вступает зигота. Размеры образующихся клеток при этом не увеличиваются, т.к. они не успевают расти, а только делятся.

После того как оплодотворённое яйцо начинает делиться, его называют эмбрионом. Происходит активация зиготы; начинается её дробление. Дробление идёт медленно. На 4-е сутки зародыш состоит из 8-12 бластомеров (бластомеры - это клетки, образующиеся в результате дробления, они всё более мелкие после очередного деления).

Рисунок: Начальные стадии эмбриогенеза млекопитающих животных

I – стадия 2-х бластомеров; II – стадия 4-х бластомеров; III – морула; IV–V – образование трофобласта; VI – бластоциста и первая фаза гаструляции:
1 – темные бластомеры; 2 – светлые бластомеры; 3 – трофобласт;
4 – эмбриобласт; 5 – эктодерма; 6 – энтодерма.

Морула

Морула ("тутовая ягода") - это группа бластомеров, образовавшихся в результате дробления зиготы.

Бластула

Бластула (пузырёк) - это однослойный зародыш. Клетки расположены в нём в один слой.

Бластула образуется из морулы за счёт того, что в ней появляется полость. Полость называется первичная полость тела . Она содержит жидкость. В дальнейшем полость заполняется внутренними органами и превращается в брюшную и грудную полости.

Гаструла
Гаструла - это двухслойный зародыш. Клетки в этом "зародышевом пузырьке" образуют стенки в два слоя.

Гаструляция (образование двухслойного зародыша) - это очередной этап эмбрионального развития. Внешний слой гаструлы называется эктодерма . Он в дальнейшем формирует кожные покровы тела и нервную систему. Очень важно запомнить, что нервная система происходит из эктодермы (наружного зародышевого листка, первого), поэтому она ближе по своим особенностям к коже, чем к таким внутренним органам, как желудок и кишечник. Внутренний слой называется энтодерма . Он даёт начало пищеварительной системе и дыхательной. Тоже важно запомнить, что дыхательная и пищеварительная система связаны общим происхождением. Жаберные щели у рыб - это отверстия в кишке, а лёгкие - это выросты кишки.

Нейрула

Нейрула - это зародыш на стадии формирования нервной трубки.

Пузырёк гаструлы вытягивается, а сверху образуется желобок. Этот желобок из вдавленной эктодермы сворачивается в трубку - это нервная трубка. Под ним формируется тяж - это хорда. Вокруг неё с течением времени будет образовываться костная ткань и получится позвоночник. Остаточки хорды можно найти между позвонками рыбы. Ниже хорды энтодерма вытягивается в кишечную трубку.

Комплекс осевых органов - это нервная трубка, хорда и кишечная трубка.

Гисто- и органогенез
После нейруляции начинается следующий этап в развитии зародыша - гистогенез и органогенез , т.е. формирование тканей ("гисто-" - это ткань) и органов. На этом этапе происходит формирование третьего зародышевого слоя - мезодермы .
Следует обратить внимание на то, что с момента формирования органов и нервной системы, зародыш называют плодом .

Плод, развивающийся в матке, находится в особых оболочках, образующих как бы мешок, заполненный околоплодными водами. Эти воды дают возможность плоду свободно передвигаться в мешке, обеспечивают защиту плода от внешних повреждений и инфекций, а также способствуют нормальному течению родового акта.

Критические периоды развития

Нормальная беременность продолжается 9 месяцев. За это время из оплодотворённого яйца микроскопических размеров развивается ребенок массой около 3 кг и более и ростом 50-52 см.
Наиболее повреждаемые стадии развития эмбрионов относятся к тому времени, когда формируется их связь с материнским организмом - это стадия имплантации (внедрения зародыша в стенку матки) и стадия формирования плаценты .
1. Первый критический период в развитии зародыша человека относится к 1-й и началу 2-й недели после зачатия.
2. Второй критический период - это 3-5-я неделя развития. С этим периодом связано образование отдельных органов эмбриона человека.

В эти периоды наряду с повышенной смертностью зародышей встречаются локальные (местные) уродства и пороки развития.

3. Третий критический период - это формирование детского места (плаценты), которое происходит у человека между 8-й и 11-й неделями развития зародыша. В этот период у зародыша могут проявляться общие аномалии, включая ряд врождённых заболеваний.
В критические периоды развития повышена чувствительность зародыша к недостаточному снабжению его кислородом и питательными веществами, к охлаждению, перегреванию, ионизирующей радиации. Попадание в кровь тех или иных вредных для него веществ (лекарственные вещества, алкоголь и другие ядовитые вещества, образующиеся в организме при заболеваниях матери, и т.д.) может вызвать серьёзные нарушения в развитии ребёнка. Какие? Замедление или остановку развития, появление разнообразных уродств, высокую смертность зародышей.
Отмечено, что голод или недостаток в пище матери таких компонентов, как витамины и аминокислоты, приводят к гибели зародышей или к аномалиям их развития.
Инфекционные заболевания матери представляют серьёзную опасность для развития плода. Действие на плод таких вирусных заболеваний, как корь, оспа, краснуха, грипп, полиомиелит, свинка, проявляется преимущественно в первые месяцы беременности .
Другая группа заболеваний, например, дизентерия, холера, сибирская язва, туберкулёз, сифилис, малярия, оказывает действие на плод большей частью во вторую и последнюю треть беременности.
Одним из факторов, особенно вредно и сильно действующих на развивающийся организм, является ионизирующее излучение (радиация) .

Непрямое, косвенное, действие радиации на плод (через организм матери) связано с общими нарушениями физиологических функций матери, а также с изменениями, наступившими в тканях и сосудах плаценты. Наибольшей чувствительностью к лучевым воздействиям отличаются клетки нервной системы и кроветворных органов эмбриона .
Таким образом, зародыш чрезвычайно чувствителен к изменению условий внешней среды, в первую очередь к изменениям, которые происходят в материнском организме.
Часто нарушается зародышевое развитие в тех случаях, когда отец или мать страдает алкоголизмом. У хронических алкоголиков дети часто рождаются с ослабленными умственными способностями. Наиболее характерно то, что младенцы ведут себя беспокойно, повышена возбудимость их нервной системы. Алкоголь оказывает пагубное действие уже на половые клетки. Таким образом он причиняет вред будущему потомству как до оплодотворения, так и в период развития эмбриона и плода.

4. Периоды постнатального развития. Факторы, влияющие на развитие. Акселерация.
Организм ребёнка после рождения непрерывно растёт и развивается. В процессе онтогенеза возникают специфические анатомические и функциональные особенности, получившие название возрастных . Соответственно жизненный цикл человека может быть разделён на периоды, или этапы. Между этими периодами нет чётко очерченных границ, и они в значительной степени условны. Однако выделение таких периодов необходимо, так как дети одного и того же календарного (паспортного), но разного биологического возраста по-разному реагируют на спортивные и трудовые нагрузки; при этом их работоспособность может быть большей или меньшей, что важно для решения ряда практических вопросов организации учебно-воспитательного процесса в школе.
Постнатальный период развития - это период жизни от рождения до смерти.

Периодизация возраста в постнатальном периоде:

Младенчество (до 1 года);
- преддошкольный (1-3 лет);
- дошкольный (3-7 лет);
- младший школьный (7-11-12-лет);
- средний школьный (11-12-15 лет);
- старший школьный (15-17-18 лет);
- зрелость (18-25)

В 18 лет наступает физиологическая зрелость.

Биологическая зрелость - способность иметь потомство (с 13 лет). Полная физическая зрелость наступает в 20 лет, а для мужчин - в 21-25 лет. О физической зрелости свидетельствует окончание роста и окостенение скелета.

Критерии такой периодизации включали в себя комплекс признаков - размеры тела и органов, массу, окостенение скелета, прорезывание зубов, развитие желёз внутренней секреции, степень полового созревания, мышечную силу.
Организм ребёнка развивается в конкретных условиях среды, непрерывно действующей на организм и в значительной мере определяющей ход его развития. Ход морфологических и функциональных перестроек организма ребёнка в разные возрастные периоды подвержен воздействию как генетических факторов, так и факторов среды. В зависимости от конкретных условий среды процесс развития может быть ускорен или замедлен, а его возрастные периоды могут наступать раньше или позже и иметь разную продолжительность. Качественное своеобразие организма ребёнка, изменяющееся на каждой ступени индивидуального развития, проявляется во всём, и прежде всего в характере его взаимодействия с окружающей средой. Под влиянием внешней среды, особенно её социальной стороны, те или иные наследственные качества могут быть реализованы и развиты, если среда способствует этому, или, наоборот, подавлены.

Акселерация

Акселерация (акцелерация) - это ускоренный рост целого поколения людей за какой-либо исторический период времени.

Акселерация - это ускорение возрастного развития путем сдвига морфогенеза на более ранние стадии онтогенеза.

Различают два вида акселерации – эпохальную (secular trend, т.е. "тенденция века", она присуща всему нынешнему поколению) и внутригрупповую, или индивидуальную – это ускоренное развитие отдельных детей и подростков в определенных возрастных группах.

Ретардация – это задержка физического развития и формирования функциональных систем организма. Она противоположна акселерации.

Термин «акселерация» (от латинского слова acceleratio - ускорение) предложен немецким врачом Koch в 1935 году. Сущность акселерации состоит в более раннем достижении определенных этапов биологического развития и завершении созревания организма.

Имеются данные о том, что в связи с внутриутробной акселерацией плода могут рождаться полноценные зрелые новорожденные с весом свыше 2500 г и длиной тела больше 47 см при сроках беременности менее 36 недель.

Удвоение веса тела у грудных детей (по сравнению с весом при рождении) происходит сейчас к 4, а не к 6 мес., как было в начале ХХ века. Если "перекрест" величин окружности груди и головы в начале ХХ века регистрировался к 10-12-му месяцу, в 1937 г. - уже на 6-м месяце, в 1949 г. - на 5-м, то в настоящее время окружность груди становится равной окружности головы в возрасте между 2-м и 3-м месяцами жизни. У современных грудных детей раньше прорезываются зубы. К году жизни у современных детей длина тела на 5-6 см, а вес на 2,0-2,5 кг выше, чем они были в начале века. Окружность груди увеличилась на 2,0-2,5 см, а головы - на 1,0-1,5 см.
Акселерация развития заметна также у детей ясельного и дошкольного возраста. Развитие современных 7-летних детей соответствует 8,5-9 годам у детей конца XIX века.
В среднем у детей дошкольного возраста длина тела за 100 лет увеличилась на 10-12 см. Раньше прорезываются и постоянные зубы.

В дошкольном возрасте акселерация может быть гармоничной. Так называют те случаи, когда отмечается соответствие уровня развития не только в психической и соматической сфере, но и в отношении развития отдельных психических функций. Но гармоничная акселерация встречается исключительно редко. Чаще наряду с ускорением психического и физического развития отмечаются выраженные соматовегетативные дисфункции (в раннем возрасте) и эндокринные нарушения (в более старшем). В самой психической сфере наблюдается дизгармония, проявляющаяся ускорением развития одних психических функций (например, речи) и незрелостью других (например, моторики и социальных навыков), а иногда соматическая (телесная) акселерация опережает психическую. Во всех этих случаях имеется в виду дизгармоничная акселерация. Типичным примером дизгармоничной акселерации является сложная клиническая картина, отражающая сочетание признаков акселерации и инфантилизма ("детскости").

Акселерация в раннем детском возрасте имеет ряд особенностей. Ускорение психического развития по сравнению с возрастной нормой даже на 0,5-1 год всегда делает ребенка "трудным", уязвимым к стрессовым, особенно к психологическим ситуациям, которые не всегда улавливаются взрослыми.

В период полового созревания, который начинается у современных девочек в 10-12, а у мальчиков в 12-14 лет, скорость роста сильно увеличивается. Раньше наступает и половое созревание.

В больших городах половое созревание подростков наступает несколько раньше, чем в сельской местности. Темпы акселерации сельских детей также ниже, чем в городах.

В ходе акселерации средний рост взрослого человека за каждое десятилетие увеличивается примерно на 0,7-1,2 см, а вес - на 1,5-2,5 кг.

Высказывались опасения, что связанные с акселерацией сокращение периода роста и ускорение полового созревания могут повлечь за собой более раннее увядание и сокращение продолжительности жизни. Эти опасения не подтвердились. Продолжительность жизни современных людей увеличилась, более длительно сохраняется трудоспособность. У женщин менопауза отодвинулась к 48-50-му году жизни (в начале ХХ века менструации прекращались в 43-45 лет). Следовательно, удлинился детородный период, что также можно отнести к проявлениям акселерации. В связи с более поздним наступлением климакса и старческих изменений "передвинулись" на более старший возраст болезни обмена, атеросклероз и рак. Полагают, что более лёгкое течение таких болезней, как скарлатина и дифтерия связано не только с успехами медицины, но и с акселерацией благодаря изменению реактивности организма. В результате акселерации реактивность детей младшего возраста приобрела черты, которые прежде были свойственны старшим детям (подросткам).
В связи с ускорением физического и полового созревания особое значение приобрели проблемы, связанные с ранней половой активностью и ранними браками.

Основные проявления акселерации по Ю. Е. Вельтищеву и Г. С. Грачевой (1979):

• увеличенная длина и масса тела новорожденных по сравнению с аналогичными величинами 20-30-х годов нашего века; в настоящее время рост годовалых детей в среднем на 4-5 см, а масса тела на 1-2 кг больше, чем 50 лет назад
• более раннее прорезывание первых зубов, смена их на постоянные происходит на 1-2 года раньше, чем у детей прошлого столетия;
• более раннее появление ядер окостенения у мальчиков и девочек, а в целом окостенение скелета у девочек заканчивается на 3 года, а у мальчиков - на 2 года раньше, чем в 20- 30-е годы нашего столетия;
• более раннее увеличение длины и массы тела детей дошкольного и школьного возраста, причем, чем старше ребенок, тем в большей степени он отличается по размерам тела от детей прошлого столетия;
• увеличение длины тела у нынешнего поколения на 8-10 см по сравнению с предшествующим;
• половое развитие мальчиков и девочек заканчивается на 1,5-2 года раньше, чем в начале XX века, за каждые 10 лет наступление менструации у девочек ускоряется на 4-6 месяцев.

Истинная акселерация сопровождается увеличением продолжительности жизни и репродуктивного периода взрослого населения (И. М. Воронцов, А. В. Мазурин, 1985).

На основании учета соотношений антропометрических показателей и уровня биологической зрелости выделяются гармонический и дизгармонический типы акселерации. К гармоническому типу относятся те дети, у которых антропометрические показатели и уровень биологической зрелости выше средних значений для этой возрастной группы, к дизгармоническому типу - дети, у которых отмечается усиленный рост тела в длину без одновременного ускорения полового развития или раннее половое созревание без усиленного роста в длину.

Теории причин акселерации

1. Физико-химические:
1) гелиогенная (влияние солнечной радиации), её выдвинул немецкий школьный врач Е. Кох, который и ввел в начале 30-х гг. термин «акселерация»;
2) радио-волновая, магнитная (влияние магнитного поля);
3) космическая радиация;
4) повышенная концентрация углекислого газа, вызванная ростом производства;

5) удлиннение светового дня за счёт искусственного освещения помещений.

2. Теории отдельных факторов условий жизни:
1) алиментарная (улучшение питания);
2) нутрицевтическая (улучшение структуры питания);

3) влияние гормональных стимуляторов роста, поступающих вместе с мясом животных, выращенных на этих стимуляторах (гормоны для ускорения роста животных начали применять с 1960-х годов);
4) повышенный поток информации, повышенное сенсорное воздействие на психику.

3. Генетические:
1) циклические биологические изменения;
2) гетерозис (смешение популяций).

4. Теории комплекса факторов условий жизни:
1) урбаническое (городское) влияние;
2) комплекс социально-биологических факторов.

Таким образом, относительно причин акселерации до настоящего времени не сформировано общепринятой точки зрения. Выдвинуто много гипотез. Большинство учёных считают изменение в питании определяющим фактором во всех сдвигах развития. Связывается это с увеличением количества потребляемых полноценных белков и натуральных жиров на душу населения.

Ускорение физического развития ребенка требует рационализации трудовой деятельности и физической нагрузки. В связи с акселерацией должны периодически пересматриваться регионарные нормативы, которыми мы пользуемся для оценки физического развития детей.

Децелерация

Процесс акселерации пошёл на спад, средние размеры тела нового поколения людей вновь уменьшаются.

Децелерация - это процесс отмены акселерации, т.е. замедление процессов биологического созревания всех органов и систем организма. Децелерация в настоящее время сменяет акселерацию.

Намечающаяся в настоящее времядецелерация является следствием влияния комплекса природных и социальных факторов на биологию современного человека, так же как и акселерация .

За последние 20 лет стали регистрироваться следующие изменения физического развития всех слоев населения и всех возрастных групп: уменьшилась окружность грудной клетки, резко снизилась мышечная сила. Но имеются две крайние тенденции в изменении массы тела: недостаточная, ведущая к гипотрофии и дистрофии; и избыточная, ведущая к ожирению. Все это расценивается как негативные явления.

Причины децелерации:

Экологический фактор;

Генные мутации;

Ухудшение социальных условий жизни и, прежде всего, структуры питания;

Всё тот же рост информационных технологий, который начал приводить к перевозбуждению нервной системы и в ответ на это к её торможению;

Снижение физической активности.

Рефлекс - это ответная реакция организма на раздражение из внешней или внутренней среды, осуществляемая при посредстве нервной системы (ЦНС) и имеющая приспособительное значение.

Например, раздражение кожи подошвенной части ноги у человека вызывает рефлекторное сгибание стопы и пальцев. Это подошвенный рефлекс. Прикосновение к губам грудного ребёнка вызывает сосательные движения у него - сосательный рефлекс. Освещение ярким светом глаза вызывает сужение зрачка - зрачковый рефлекс.
Благодаря рефлекторной деятельности организм способен быстро реагировать на различные изменения внешней или внутренней среды.
Рефлекторные реакции весьма многообразны. Они могут быть условными или безусловными.
Во всех органах тела располагаются нервные окончания, чувствительные к раздражителям. Это рецепторы. Рецепторы различны по строению, местоположению и функциям.
Исполнительный орган, деятельность которого изменяется в результате рефлекса, называют эффектором. Путь, по которому проходят импульсы от рецептора к исполнительному органу, называют рефлекторной дугой. Это материальная основа рефлекса.
Говоря о рефлекторной дуге, надо иметь в виду, что любой рефлекторный акт осуществляется при участии большого количества нейронов. Двух - или трёхнейронная дуга рефлекса всего лишь схема. В действительности рефлекс возникает при раздражении не одного, а многих рецепторов, расположенных в той или иной области тела. Нервные импульсы при любом рефлекторном акте, приходя в ЦНС, широко распространяются в ней, доходя до разных её отделов. Поэтому правильнее говорить, что структурную основу рефлекторных реакций составляют нейронные цепи из центростремительных, центральных, или вставочных, и центробежных нейронов.
В связи с тем что в любом рефлекторном акте принимают участие группы нейронов, передающие импульсы в различные отделы мозга, в рефлекторную реакцию вовлекается весь организм. И действительно, если вас неожиданно укололи булавкой в руку, вы немедленно её отдёрнете. Это рефлекторная реакция. Но при этом не только сократятся мышцы руки. Изменится дыхание, деятельность сердечно - сосудистой системы. Вы словами отреагируете на неожиданный укол. В ответную реакцию включился практически весь организм. Рефлекторный акт - координированная реакция всего организма.

7. Отличия условных (приобретённых) рефлексов от безусловных. Условия образования условных рефлексов

Таблица. Различия между безусловными и условными рефлексами

№	Рефлексы
	Безусловные	Условные
1	Врожденные	Приобретенные
2	Наследуются	Вырабатываются
3	Видовые	Индивидуальные
4	Нервные связи постоянные	Нервные связи временные
5	Более сильные	Более слабые
6	Более быстрые	Более медленные
7	Трудно тормозятся	Легко тормозятся

В осуществлении безусловных рефлексов принимают участие в основном подкорковые отделы ЦНС (мы их называем также "низшие нервные центры" . Поэтому эти рефлексы могут осуществляться у высших животных и после удаления у них коры больших полушарий. Однако удалось показать, что после удаления коры больших полушарий характер протекания безусловнорефлекторных реакций меняется. Это дало основание говорить о корковом представительстве безусловного рефлекса.
Количество безусловных рефлексов сравнительно невелико. Они сами по себе не могут обеспечить приспособления организма к постоянно меняющимся условиям жизни. Условных рефлексов вырабатывается в течение жизни организма великое множество, многие из них утрачивают своё биологическое значение при изменении условий существования, угасают, вырабатываются новые условные рефлексы. Это даёт возможность животным и человеку наилучшим образом приспосабливаться к меняющимся условиям среды.
Условные рефлексы вырабатываются на базе безусловных. Прежде всего нужен условный раздражитель, или сигнал. Условным раздражителем может быть любой раздражитель из внешней среды или определённое изменение внутреннего состояния организма. Если ежедневно в определённый час кормить собаку, то к этому часу у неё ещё до кормления начинается секреция желудочного сока. Здесь условным раздражителем стало время. Условные рефлексы на время вырабатываются у человека при соблюдении режима труда, приёма пищи в одно и тоже время, постоянном времени отхода ко сну.
Чтобы выработался условный рефлекс, условный раздражитель надо подкреплять безусловным раздражителем, т.е. таким, который вызывает безусловный рефлекс. Звон ножей в соловой вызовет отделение слюны у человека лишь в том случае, если этот звон один или несколько раз подкреплялся едой. Звон ножей и вилок в нашем случае является условным раздражителем, а безусловным раздражителем, вызывающим слюноотделительный безусловный рефлекс, является пища.
При образовании условного рефлекса условный раздражитель должен предшествовать действию безусловного раздражения.

8. Закономерности процессов возбуждения и торможения в ЦНС. Их роль в деятельности нервная система. Медиаторы возбуждения и торможения. Торможение условных рефлексов и его виды

Согласно представлениям И. П. Павлова, образование условного рефлекса связано с установлением временной связи между двумя группами клеток коры - между воспринимающими условное и воспринимающими безусловное раздражение.
При действии условного раздражителя в соответствующей воспринимающей зоне больших полушарий возникает возбуждение. При подкреплении условного раздражителя безусловным в соответствующей зоне больших полушарий возникает второй, более сильный очаг возбуждения, который, видимо, принимает характер доминантного очага. Вследствие притягивания возбуждения из очага меньшей силы в очаг большей силы происходит проторение нервного пути, суммация возбуждения. Между обоими очагами возбуждения образуется временная нервная связь. Эта связь становится тем прочнее, чем чаще одновременно возбуждаются оба участка коры. После нескольких сочетаний связь оказывается настолько прочной, что при действии одного лишь условного раздражителя возбуждение возникает и во втором очаге.
Так за счёт установления временной связи вначале индифферентный для организма условный раздражитель становится сигналом определённой врождённой деятельности. Если собака впервые услышит звонок, она на него даст общую ориентировочную реакцию, но слюны при этом отделяться не будет. Подкрепим теперь звучащий звонок едой. При этом в коре больших полушарий возникнут два очага возбуждения - один - в слуховой зоне, а другой - в пищевом центре. После нескольких подкреплений звонка едой в коре больших полушарий между двумя очагами возбуждения возникает временная связь
Условные рефлексы способны тормозиться. Происходит это в тех случаях, когда в коре больших полушарий при осуществлении условного рефлекса возникает новый, достаточно сильный очаг возбуждения, не связанный с данным условным рефлексом.
Различают:
внешнее торможение (безусловное);
внутреннее (условное).

Внешнее
Внутреннее
Безусловный тормоз - новый биологически сильный сигнал, угнетает осуществление рефлекса
Угасательное торможение при многократном повторении УР без подкрепления рефлекс угасает
Ориентировочное; новый раздражитель предшествует раздражению рефлекса
Дифференцировочное - при повторении похожего раздражителя без подкрепления рефлекс угасает
Запредельное торможение (сверхсильные раздражители тормозят осуществление рефлекса)
Запаздывательное
Утомление - тормозит осуществление рефлекса
Условный тормоз - при сочетании раздражителей не даётся подкрепление, один раздражитель служит для другого тормозом

В ЦНС отмечается одностороннее проведение возбуждения. Это связано с особенностями синапсов, передача возбуждения в них возможна только в одном направлении - от нервного окончания, где высвобождается при возбуждении медиатор, к постсинаптической мембране. В обратном направлении возбуждающий постсинаптический потенциал не распространяется.
Каков же механизм передачи возбуждения в синапсах? Приход нервного импульса в пресинаптическое окончание сопровождается синхронным выбросом в синаптическую щель медиатора из синаптических пузырьков, расположенных в непосредственной близости от неё. В пресинаптическое окончание приходит серия импульсов, частота их возрастает при увеличении силы раздражителя, приводя к увеличению выделения медиатора в синаптическую щель. Размеры синаптической щели очень малы, и медиатор, быстро достигая постсинаптической мембраны, взаимодействует с её веществом. В результате этого взаимодействия структура постсинаптической мембраны временно изменяется, проницаемость её для ионов натрия повышается, что приводит к перемещению ионов и как следствие, возникновению возбуждающего постсинаптического потенциала. Когда это потенциал достигает определённой величины, возникает распространяющееся возбуждение - потенциал действия.
Через несколько миллисекунд медиатор разрушается специальными ферментами.
В настоящее время подавляющее большинство нейрофизиологов признаёт существование в спинном мозге и в различных отделах головного мозга двух качественно различных типов синапсов - возбуждающих и тормозящих.
Под влиянием приходящего по аксону тормозящего нейрона импульса в синаптическую щель выделяется медиатор, который вызывает специфические изменения в постсинаптической мембране. Медиатор торможения, взаимодействуя с веществом постсинаптической мембраны, увеличивает её проницаемость для ионов калия и хлора. Внутри клетки относительное число анионов увеличивается. В результате происходит не снижение величины внутреннего заряда мембраны, а повышение внутреннего заряда постсинаптической мембраны. Происходит её гиперполяция. Это ведёт к возникновению тормозного постсинатического потенциала, в результате чего возникает торможение.

9. Иррадиация и индукция

Импульсы возбуждения, возникшие при раздражении того или иного рецептора, поступая в центральную нервную систему, распространяются на соседние её участки. Это распространение возбуждения в ЦНС называют иррадиацией. Иррадиация тем шире, чем сильнее и длительнее нанесённое раздражение.
Иррадиация возможна благодаря многочисленным отросткам в центростремительных нервных клетках и вставочных нейронах, связывающих различные участки нервная система. Иррадиация хорошо выражена у детей, особенно в раннем возрасте. Дети дошкольного и младшего школьного возраста при появлении красивой игрушки раскрывают рот, прыгают, смеются от удовольствия.
В процессе дифференцирования раздражителей торможение ограничивает иррадиацию возбуждения. В результате возбуждение концентрируется в определённых группах нейронов. Теперь вокруг возбуждённых нейронов возбудимость падает, и они приходят в состояние торможения. Это явление одновременной отрицательной индукции. Концентрацию внимания можно рассматривать как ослабление иррадиации и усиление индукции. Рассеивание внимания можно рассматривать также как результат индукционного торможения, наведённого новым очагом возбуждения в результате возникшей ориентировочной реакции. В нейронах, которые были возбуждены, после возбуждения возникает торможение и, наоборот, после торможения в тех же нейронах возникает возбуждение. Это последовательная индукция. Последовательной индукцией можно объяснить усиленную двигательную активность школьников во время перемен после длительного торможения в двигательной области коры больших полушарий в течение урока. Отдых на перемене должен быть активным и подвижным.

Глаз расположен в углублении черепа - глазнице. Сзади и с боков он защищён от внешних воздействий костными стенками глазницы, а спереди - веками. Внутренняя поверхность век и передняя часть глазного яблока, за исключением роговицы, покрыта слизистой оболочкой - конъюнктивной. У наружного края глазницы расположена слезная железа, которая выделяет жидкость, предохраняющую глаз от высыхания. Равномерному распределению слезной жидкости по поверхности глаза способствует мигание век.
Форма глаза шаровидная. Рост глазного яблока продолжается после рождения. Интенсивнее всего оно растёт первые пять лет жизни, менее интенсивно - 9-12 лет.
Глазное яблоко состоит из трёх оболочек - наружной, средней и внутренней.
Наружная оболочка глаза - склера. Это плотная непрозрачная ткань белого цвета, толщиной около 1 мм. В передней части она переходит в прозрачную роговицу.
Хрусталик - это прозрачное эластичное образование, имеющее форму двояковыпуклой линзы. Хрусталик покрыт прозрачной сумкой; по всему его краю к ресничному телу тянутся тонкие, но очень упругие волокна. Они сильно натянуты и держат хрусталик в растянутом состоянии.
В центре радужки имеется круглое отверстие - зрачок. Величина зрачка изменяется, отчего в глаз может попадать большее или меньшее количество света.
Ткань радужной оболочки содержит особое красящее вещество - меланин. В зависимости от количества этого пигмента цвет радужки колеблется от серого и голубого до коричневого, почти чёрного. Цветом радужки определяется цвет глаз. Внутренняя поверхность глаза выстлана тонкой(0,2-0,3 мм), весьма сложной по строению оболочкой - сетчаткой. Она содержит светочувствительные клетки, названные из-за их формы колбочками и палочками. Нервные волокна, отходящие от этих клеток, собираются вместе и образуют зрительный нерв, который направляется в головной мозг.
Ребёнок в первые месяцы после рождения путает верх и низ предмета.
Глаз способен приспосабливаться к чёткому видению предметов, находящихся от него на различных расстояниях. Эту способность глаза называют аккомодацией.
Аккомодация глаза начинается уже тогда, когда предмет находится на расстоянии около 65 м от глаза. Отчётливо выраженное сокращение ресничной мышцы начинается на расстоянии предмета от глаза 10 и даже 5 м. Если предмет продолжается приближаться к глазу, аккомодация всё более усиливается и, наконец, отчётливое видение предмета становится не возможным. Наименьшее расстояние от глаза, на котором предмет ещё отчётливо виден, называют ближайшей точкой ясного видения. У нормального глаза дальняя точка ясного видения лежит в бесконечности.

Возрастная физиология

раздел физиологии человека и животных, изучающий закономерности становления и развития физиологических функций организма на протяжении Онтогенез а - от оплодотворения яйцеклетки до конца жизни. В. ф. устанавливает особенности функционирования организма, его систем, органов и тканей на разных возрастных этапах. Жизненный цикл всех животных и человека складывается из определённых стадий или периодов. Так, развитие млекопитающих животных проходит следующие периоды: внутриутробный (включающий фазы эмбрионального и плацентарного развития), новорождённости, молочный, полового созревания, зрелости и старения.

Для человека предложена (Москва, 1967) следующая возрастная периодизация: 1. Новорождённый (от 1 до 10 суток). 2. Грудной возраст (от 10 суток до 1 года). 3. Детство: а) раннее (1-3 года), б) первое (4-7 лет), в) второе (8-12 лет мальчики, 8-11 лет девочки). 4. Подростковый возраст (13-16 лет мальчики, 12-15 лет девочки). 5. Юношеский возраст (17-21 год юноши, 16-20 лет девушки). 6. Зрелый возраст: 1-й период (22-35 лет мужчины, 21-35 лет женщины); 2-й период (36-60 лет мужчины, 36-55 лет женщины). 7. Пожилой возраст (61-74 года мужчины, 56-74 года женщины). 8. Старческий возраст (75-90 лет). 9. Долгожители (90 лет и выше).

На важность изучения физиологических процессов в онтогенетическом плане указал И. М. Сеченов (1878). Первые данные об особенностях функционирования нервной системы на ранних этапах онтогенеза были получены в лабораториях И. Р. Тарханов а (1879) и В. М. Бехтерев а (1886). Исследования по В. ф. проводились и в других странах. Немецкий физиолог В. Прейер (1885) изучал кровообращение, дыхание и другие функции развивающихся млекопитающих, птиц, амфибий; чешский биолог Э. Бабак изучал онтогенез амфибий (1909). Выходом книги Н. П. Гундобина «Особенности детского возраста» (1906) было положено начало систематическому изучению морфологии и физиологии развивающегося организма человека. Работы по В. ф. получили большой размах со 2-й четверти 20 в., главным образом в СССР. Выявлены структурные и функциональные особенности возрастного развития отдельных органов и их систем: высшей нервной деятельности (Л. А. Орбели, Н. И. Красногорский, А. Г. Иванов-Смоленский, А. А. Волохов, Н. И. Касаткин, М. М. Кольцова, А. Н. Кабанов), коры головного мозга, подкорковых образований и их взаимоотношений (П. К. Анохин, И. А. Аршавский, Э. Ш. Айрапетянц, А. А. Маркосян, А. А. Волохов и др.), опорно-двигательного аппарата (В. Г. Штефко, В. С. Фарфель, Л. К. Семёнова), сердечно-сосудистой системы и дыхания (Ф. И. Валькер, В. И. Пузик, Н. В. Лауэр, И. А. Аршавский, В. В. Фролькис), системы крови (А. Ф. Тур, А. А. Маркосян). Успешно разрабатываются проблемы возрастной нейрофизиологии и эндокринологии, возрастных изменений обмена веществ и энергии, клеточных и субклеточных процессов, а также акцелерации (См. Акцелерация) - ускорения развития организма человека.

Сформировались концепции онтогенеза и старения: А. А. Богомольца - о роли физиологической системы соединительной ткани; А. В. Нагорного - о значении интенсивности самообновления белка (затухающая кривая); П. К. Анохина - о системогенезе, т. е. созревании в онтогенезе определённых функциональных систем, обеспечивающих ту или иную приспособительную реакцию; И. А. Аршавского - о значении для развития организма двигательной активности (энергетическое правило скелетных мышц); А. А. Маркосяна - о надёжности биологической системы, обеспечивающей развитие и существование организма при меняющихся условиях среды.

В исследованиях по В. ф. пользуются методами, применяемыми в физиологии, а также сравнительным методом, т. е. сопоставлением функционирования тех или иных систем в разных возрастах, в том числе пожилом и старческом. В. ф. тесно связана со смежными науками - морфологией, биохимией, биофизикой, антропологией. Она - научная и теоретическая основа таких отраслей медицины, как педиатрия, гигиена детей и подростков, геронтология, гериатрия, а также педагогики, психологии, физического воспитания и др. Поэтому В. Ф. активно развивается в системе учреждений, связанных с охраной здоровья детей, которые организуются в СССР начиная с 1918, и в системе физиологических институтов и лабораторий АН СССР, АПН СССР, АМН СССР и др. С 1970 курс В. ф. введён как обязательный предмет на всех факультетах педагогических институтов. В координации исследований по В. ф. большую роль играют конференции по возрастной морфологии, физиологии и биохимии, созываемые институтом возрастной физиологии АПН СССР. 9-я конференция (Москва, апрель 1969) объединила работу 247 научных и учебных учреждений Советского Союза.

Лит.: Касаткин Н. И., Ранние условные рефлексы в онтогенезе человека, М., 1948; Красногорский Н. И., Труды по изучению высшей нервной деятельности человека и животных, т. 1, М., 1954; Пархон К. И., Возрастная биология, Бухарест, 1959; Пейпер А., Особенности деятельности мозга ребенка, пер. с нем., Л., 1962; Нагорный А. В., Буланкин И. Н., Никитин В. Н., Проблема старения и долголетия, М., 1963; Очерки по физиологии плода и новорожденного, под ред. В. И. Бодяжиной, М., 1966; Аршавский И. А., Очерки по возрастной физиологии, М., 1967; Кольцова М. М., Обобщение как функция мозга, Л., 1967; Чеботарев Д. Ф., Фролькис В. В., Сердечно-сосудистая система при старении, Л., 1967; Волохов А. А., Очерки по физиологии нервной системы в раннем онтогенезе, Л., 1968; Онтогенез системы свертывания крови, под ред. А. А. Маркосяна, Л., 1968; Фарбер Д. А., Функциональное созревание мозга в раннем онтогенезе, М., 1969; Основы морфологии и физиологии организма детей и подростков, под ред. А. А. Маркосяна, М., 1969.

А. А. Маркосян.

Большая советская энциклопедия. - М.: Советская энциклопедия . 1969-1978 .

Смотреть что такое "Возрастная физиология" в других словарях:

Возрастная физиология - наука, изучающая особенности жизнедеятельности организма на разных этапах онтогенеза. Задачи В.ф.: изучение особенностей функционирования различных органов, систем и организма в целом; выявление экзогенных и эндогенных факторов, определяющих… … Педагогический терминологический словарь

ВОЗРАСТНАЯ ФИЗИОЛОГИЯ - раздел физиологии, изучающий закономерности становления и возрастные изменения функций целостного организма, его органов и систем в процессе онтогенеза (от оплодотворения яйцеклетки до прекращения индивидуального существования). Жизненный цикл… …

- (от греч. phýsis – природа и...Логия) животных и человека, наука о жизнедеятельности организмов, их отдельных систем, органов и тканей и регуляции физиологических функций. Ф. изучает также закономерности взаимодействия живых организмов с …

ФИЗИОЛОГИЯ ЖИВОТНЫХ - (от греч. phýsis — природа и lógos — учение), наука, изучающая процессы жизнедеятельности органов, систем органов и целостного организма во взаимосвязи его с окружающей средой. Ф. ж. разделяют на общую, частную (специальную),… … Ветеринарный энциклопедический словарь

Физиология - (physiologia, от греч. physis природа + logos учение, наука, слово) – биологическая наука, изучающая функции целостного организма, его составных частей, происхождение, механизмы и законы жизнедеятельности, связи с окружающей средой; выделяют Ф.… … Словарь терминов по физиологии сельскохозяйственных животных

Раздел Ф., изучающий возрастные особенности жизнедеятельности, закономерности формирования и угасания функций организма … Большой медицинский словарь

ФИЗИОЛОГИЯ ВОЗРАСТНАЯ - раздел физиологии, изучающий законы функционирования организма в разные возрастные периоды (в онтогенезе) … Психомоторика: cловарь-справочник

Животных, раздел физиологии (См. Физиология) животных, изучающий методом сравнения особенности физиологических функций у различных представителей животного мира. Вместе с возрастной физиологией (См. Возрастная физиология) и экологической… … Большая советская энциклопедия

I Медицина Медицина система научных знаний и практической деятельности, целями которой являются укрепление и сохранение здоровья, продление жизни людей, предупреждение и лечение болезней человека. Для выполнения этих задач М. изучает строение и… … Медицинская энциклопедия

AHАTOMO-ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ДЕТЕЙ - возрастные особенности строения, функций дет. организма, их преобразования в процессе индивидуального развития. Знание и учет А. ф. о. д. необходимы для правильной постановки обучения и воспитания детей разного возраста. Возраст детей условно… … Российская педагогическая энциклопедия