УМК-Возрастная физиология (с лекциями)

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ
Балтийский Федеральный Университет им. Иммануила КАНТА
Химико-Биологический Институт
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ДИСЦИПЛИНЫ
«ВОЗРАСТНАЯ ФИЗИОЛОГИЯ»
для студентов 4 курса очной и 3 курса заочной формы обучения
направления 020803.65 – Биоэкология
4 курса очной и очно-заочной формы обучения
направления 020201.65 – Биология
Калининград 2013
Лист согласования
Составитель:
Доцент кафедры молекулярной физиологии и биофизики Ваколюк И.А.
Рабочая программа обсуждена и утверждена на заседании кафедры
молекулярной физиологии и биофизики
Протокол №____от «____»__________ 2013 г.
Зав.кафедрой: ___________/Ваколюк И.А./
Рабочая программа одобрена методическим советом химико-биологического института
Протокол №_____от «____»_______________2013 г.
Председатель методического совета _________________ /________________/
«Согласовано»
Директор Химико-Биологического Института
_________________ (В. К. Ванаг)
«___» ____________ 2013 г.
«Утверждаю»
Начальник УОП
________________(Житиневич Д.Г.)
«___» ____________ 2013 г.
Программа пересмотрена на заседании кафедры _______________
Внесены следующие изменения (или изменений не внесено):_______________________
___________________________________________________________________________
Протокол №____от «____»__________ 20__ г.
Зав.кафедрой: _________________ /Ваколюк И.А./
Зам. Директора по учебной работе _________________ /Н. В. Чибисова/
Содержание учебно-методического комплекса дисциплины
1.
ПРОГРАММНО-ПЛАНИРУЮЩИЙ БЛОК
1.1 Пояснительная записка………………………………………………………………….4
1.2 Тематический план……………………………………………………………………….6
1.3 Содержание дисциплины и формы организации занятий…………………………..7
1.3.1 Содержание тем лекционного курса………………………………………………….7
1.3.2 Тематика практических занятий……………………………………………………..8
1.4 Тематика самостоятельных, контрольных, курсовых работ и рефератов….…….8
1.4.1 Тематика самостоятельных работ……………………………………..……………..9
1.4.2 Тематика контрольных работ………………………………………………….……..9
1.4.3 Тематика курсовых работ……………………………………………………….…….9
1.4.4 Тематика рефератов……………………………………………………………….…...9
1.5 Вопросы для промежуточного и итогового контроля………………………………10
1.6 Критерии выставления итоговой оценки………………………………………….…11
1.7 Список основной и дополнительной литературы…………………………………...12
2.
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ БЛОК
2.1 Теоретическая часть…………………………………………………………………….14
2.2 Практикум……………………………………………………………………….…….....90
3. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ…………………………………………………….….94
3.1 Методические рекомендации преподавателю……………………………………….94
3.2 Методические рекомендации по организации работы студентов…………………95
3.3 Глоссарий…………………………………………………………………………....…….95
4.
ДИАГНОСТИКО-КОНТРОЛИРУЮЩИЙ БЛОК
4.1 Тесты для проверки усвоения материала……………………………………………100
4.2 Задания для выполнения самостоятельных работ………………………….………104
5.
БЛОК НАГЛЯДНО-ДИДАКТИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА
5.1 Презентации, слайды……………………………………………………………………105
5.2 Обучающее видео..………………………………………………………………….……105
1. ПРОГРАММНО-ПЛАНИРУЮЩИЙ БЛОК
1.1 Пояснительная записка
1.1.1 Статус дисциплины
Курс СД.ДС.Ф.5 «Возрастная физиология» относится к дисциплинам специализации
в основной образовательной программе направления 020400.62 – биология и 020803.65 –
биоэкология.
1.1.2 Требования к начальной подготовке
Для успешного изучения дисциплины необходимо знание следующих дисциплин:


физиология человека;
анатомия.
1.1.3 Перечень дисциплин, для которых освоение данной дисциплины необходимо
как предшествующее:
 антропология;
 биология размножения и развития.
1.1.4 Цель и задачи
Цель курса – ознакомить студентов с закономерностями онтогенетических
изменений основных физиологических процессов в организме человека, заложить основы
для понимания и грамотного применения здоровьесберегающих технологий.
Задачи курса:
 изучение закономерностей роста и развития всех систем органов и
организма в целом;
 изучение возрастных изменений нервной системы, включая сенсорные
системы;
 изучение возрастных изменений функционирования висцеральных систем;
 формирование связи между процессом обучения и возрастными
особенностями функционирования организма.
1.1.5 Формируемые компетенции
В результате освоения дисциплины формируются следующие общекультурные и
профессиональные компетенции:
 применять знания в области биологии в жизненных ситуациях; понимать
социальную значимость и уметь прогнозировать последствия своей
профессиональной деятельности (ОК-8);
 заботится о качестве выполняемой работы (ОК-16);
 умение работать самостоятельно и в команде (ОК-18);
 знание
принципов
структурной
и
функциональной
организации
биологических объектов и механизмов гомеостатической регуляции (ПК-3);
 применять на практике базовые представления об основах биологии человека
(ПК-10);
 понимать биологические основы процесса обучения и использовать эти
знания для его оптимизации и сохранения здоровья детей в процессе
обучения.
1.1.6 Перечень знаний, умений и навыков студента в результате освоения
дисциплины
В результате освоения дисциплины студент должен
знать:
-фундаментальные основы, современные достижения и проблемы возрастной физиологии;
- особенности организации и функционирования организма человека на разных этапах
онтогенеза;
- роль физиологических особенностей в процессе обучения.
уметь:
- излагать и критически анализировать базовую информацию о возрастных особенностях
физиологии человека;
- использовать полученные знания в профессиональной деятельности.
владеть:
- основами теории и практики возрастной физиологии;
- методами оценки возрастных особенностей физиологических процессов в решении
педагогических и медицинских проблем.
1.2 Тематический план
4 курс направления 020201.65 – Биология
очная форма обучения
7 семестр
Темы
1
Тема 1. Предмет и методы возрастной
физиологии
Тема 2. Возрастная периодизация
Тема 3. Наследственность и среда как
факторы развития
Тема 4. Общие проблемы роста и
развития
Тема 5. Возрастные особенности системы
крови
Тема 6. Возрастные особенности
кровообращения
Тема 7. Дыхание человека в возрастной
динамике
Тема 8. Возрастные особенности
пищеварительной системы и
выделительной системы.
Тема 9. Особенности обмена веществ в
разные возрастные периоды
Тема 10. Возрастные изменения
двигательной деятельности
Тема 11. Эндокринная система в разные
возрастные периоды
Тема 12. Онтогенез сенсорных систем
Тема 13. Возрастные особенности
центральной нервной системы
Тема 14. Возрастные особенности
высшей нервной деятельности человека
Итого часов
Итого по дисциплине
всего
аудиторн
ых
2
Количество часов
аудиторные занятия
в том числе
лекции
лаб.
занятия
2
2
2
4
практич.
занятия
4
2
2
2
4
2
4
2
2
2
6
2
4
сам.
работа
4
4
2
4
2
4
2
4
4
4
2
4
2
2
2
4
4
2
4
2
6
4
2
2
4
2
4
4
6
2
4
2
20
50
54
144 часа
экзамен
20
2
14
2
5 курс направления 020201.65 – Биология
очно-заочная форма обучения
9 семестр
Темы
1
Тема 1. Предмет и методы возрастной
физиологии
Тема 2. Возрастная периодизация
Тема 3. Наследственность и среда как
факторы развития
Тема 4. Общие проблемы роста и
развития
Тема 5. Возрастные особенности системы
крови
Тема 6. Возрастные особенности
кровообращения
Тема 7. Дыхание человека в возрастной
динамике
Тема 8. Возрастные особенности
пищеварительной системы и
выделительной системы.
Тема 9. Особенности обмена веществ в
разные возрастные периоды
Тема 10. Возрастные изменения
двигательной деятельности
Тема 11. Эндокринная система в разные
возрастные периоды
Тема 12. Онтогенез сенсорных систем
Тема 13. Возрастные особенности
центральной нервной системы
Тема 14. Возрастные особенности
высшей нервной деятельности человека
Итого часов
Итого по дисциплине
Количество часов
аудиторные занятия
в том числе
всего
аудиторн
ых
лекции
1
практич.
занятия
лаб.
занятия
1
5
1
1
1
1
1
сам.
работа
1
7
7
5
1
1
7
1
1
5
1
1
5
2
2
5
1
1
7
1
1
5
1
1
7
4
4
2
2
2
2
6
5
4
2
2
5
24
105 часов
зачет
14
10
81
-
4 курс направления 020400.62 – Биология
бакалавриат
8 семестр
Темы
1
Тема 1. Предмет и методы возрастной
физиологии
Тема 2. Возрастная периодизация
Тема 3. Наследственность и среда как
факторы развития
Тема 4. Общие проблемы роста и
развития
Тема 5. Возрастные особенности системы
крови
всего
аудиторн
ых
1
Количество часов
аудиторные занятия
в том числе
лекции
4
лаб.
занятия
1
2
2
3
практич.
занятия
сам.
работа
4
2
2
1
2
4
4
2
4
2
4
Тема 6. Возрастные особенности
кровообращения
Тема 7. Дыхание человека в возрастной
динамике
Тема 8. Возрастные особенности
пищеварительной системы и
выделительной системы.
Тема 9. Особенности обмена веществ в
разные возрастные периоды
Тема 10. Возрастные изменения
двигательной деятельности
Тема 11. Эндокринная система в разные
возрастные периоды
Тема 12. Онтогенез сенсорных систем
Тема 13. Возрастные особенности
центральной нервной системы
Тема 14. Возрастные особенности
высшей нервной деятельности человека
Итого часов
Итого по дисциплине
4
2
2
2
6
2
2
4
4
4
2
4
2
4
2
4
4
2
2
6
2
18
50
104 часа
экзамен
4
4
2
4
2
4
2
2
2
2
4
4
2
2
4
16
16
54
1.3 Содержание дисциплины
1. 3.1 Содержание тем лекций
Тема № 1. Введение. Предмет и методы возрастной физиологии. Физиология
детей и подростков, геронтология – основные разделы возрастной физиологии. Методы
возрастной физиологии: метод наблюдения экспериментальные методы, метод
продольных и поперечных срезов, метод функциональных проб. Понятие нормы и
проблема ее определения.
Тема №2. Возрастная периодизация. Критерии возрастной периодизации.
«Правило поверхности» Рубнера. Работы Аршавского. Энергетическое правило скелетных
мышц. Современные проблемы возрастной периодизации.
Тема №3. Наследственность и среда как факторы развития. Взаимодействие
факторов среды и наследственности. Концепция Платона. Концепция Tabula rasa. Модели
процесса развития. Роль среды и наследственности в развитии человека.
Тема №4. Общие проблемы роста и развития. Общие закономерности роста и
развития. Правило Рубнера. Энергетическое правило скелетных мышц и правило
надежности биологической системы. Гетерохрония развития органов и тканей. Общие
представления о гетерохронии. Гетерохрония функциональных систем по П.К. Анохину.
Системогенез. Гетерохрония и гармоничность развития. Закономерности роста. Скорость
роста ребенка в разные возрастные периоды. Понятие акселерации.
Тема №5. Возрастные особенности системы крови. Общие свойства крови в
онтогенезе. Биохимические свойства крови. Форменные элементы крови в онтогенезе.
Лейкоциты. Лейкоцитарная формула. Формирование иммунитета ребенка. Роль
различных факторов в этом процессе. Коагуляционная и антикоагуляционная системы.
Красная кровь.
Тема №6. Возрастные особенности кровообращения. Основные представления о
кровообращении. Возрастные изменения сердца. Показатели анатомо-физиологического
развития. Чсс. Систолический и минутный объемы сердца. Анализ фаз сердечного цикла.
Развитие гемодинамических характеристик с возрастом.
Возрастные особенности регуляции кровообращения. Влияние симпатической и
парасимпатической систем. Роль гуморальных факторов. Показатели работы сердца и
гемодинамики при физической работе.
Тема №7. Дыхание человека в возрастной динамике. Особенности развития
легких плода и ребенка. Формирование основных функциональных единиц дыхательных
путей и легких. Изменение показателей дыхания.
Газообмен в легких. Изменение кислородных режимов с возрастом. Возрастные
особенности изменения дыхания и кислородных режимов при физической нагрузке.
Регуляция дыхания. Возрастные особенности регуляции дыхания. Переход от
транспланцентарного к легочному газообмену.
Тема №8. Возрастные особенности пищеварительной системы и выделительной
системы. Динамика развития структурных элементов пищеварительной системы
человека. Формирование зубов. Функциональные особенности слюноотделения.
Пищеварение в желудке. Пищеварение в двенадцатиперстной кишке. Развитие функций
поджелудочной железы и печени. Процессы пищеварения и всасывания в тонком и
толстом кишечнике.
Возрастные особенности функции почек.
Тема №9. Особенности обмена веществ в разные возрастные периоды.
Характеристика анаболических и катаболических процессов организма. Белковый обмен в
развивающемся организме. Возрастная динамика обмена жиров и углеводов. Водносолевой обмен и возраст. Возрастная динамика основного обмена.
Тема №10. Возрастные изменения двигательной деятельности. Изменение
микростроения и функциональных возможностей мышц в онтогенезе. Микроструктура
мышечного волокна. Показатели мышц в онтогенезе. Иннервация и кровоснабжение
мышечных единиц. Лабильность мышц. Причины изменения лабильности мышц в
онтогенезе. Хронаксия. Уровень работоспособности мышц в онтогенезе.
Возрастная изменчивость двигательных качеств. Показатели силы мышц в разные
возрастные периоды. Быстрота движений. Выносливость. Координация деятельности
мышц.
Тема №11. Эндокринная система в разные возрастные периоды. Гипофиз.
Гонадотропные гормоны. Эпифиз. Щитовидная железа. Гормоны надпочечников.
Поджелудочная железа. Половые железы. Вилочковая железа. Околощитовидные железы.
Тема №12. Онтогенез сенсорных систем. Принципиальное строение сенсорных
систем. Онтогенез анализаторных систем. Зрительный анализатор. Слуховой и
вестибулярный анализаторы. Обонятельный и вкусовой анализаторы
Тема 13. Возрастные особенности центральной нервной системы. Строение и
функции нервной системы. Глия. Рефлекс. Рефлекторная дуга. Классификация рефлексов.
Возрастные особенности головного и спинного мозга.
Тема 14. Возрастные особенности высшей нервной деятельности человека.
Период новорожденности. Грудной возраст. Раннее детство (1-3 года). Первое детство (37 лет). Младший школьный возраст (7-11 лет). Подростковый возраст (12-15 лет девочки,
13-16 лет мальчики). Особенности ВНД в пожилом возрасте.
1.3.2. Тематика практических занятий (для очной формы обучения)
№
п/п
1
2
3
4
Темы практических занятий
Современные проблемы возрастной периодизации.
Взаимодействие факторов среды и наследственности. Эпигенез.
Возрастные особенности системы крови.
Возрастные особенности пищеварительной системы и
Количество учебных
часов
2
2
2
4
5
6
выделительной системы.
Особенности обмена веществ в разные возрастные периоды
Роль гипоталамо-гипофизарной системы в формировании
организма.
Итого:
2
2
14
1.3.3. Тематика лабораторных работ (для очной формы обучения)
№
п/п
1
2
3
4
5
6
7
8
Темы лабораторных работ
Определение «школьной зрелости» детей по тесту Керна-Ирасека.
Определение уровня физического развития у детей.
Определение возрастных особенностей лейкоцитарной формулы.
Возрастные особенности кровообращения
Особенности обмена веществ в разные возрастные периоды
Возрастные изменения двигательной деятельности
Онтогенез сенсорных систем
Возрастные особенности центральной нервной системы
Возрастные особенности ВНД. Выработка условного рефлекса и
некоторых видов торможения у детей на словесный раздражитель.
Итого:
Количество учебных
часов
2
2
2
2
2
4
2
4
20
Практические занятия и лабораторные работы проводятся в интерактивной форме,
предусматривающей выполнение практических заданий и представление результатов,
либо в виде семинаров, на которых обсуждаются ключевые вопросы по соответствующим
темам возрастной физиологии. Работа оценивается преподавателем по итогам подготовки
и реализации студентами на практическом занятии заданий, выполненных в ходе
самостоятельной работы.
Пропуск практических занятий предполагает отработку по пропущенным темам
(подготовка письменной работы, с ответами на вопросы, выносимые на занятие).
Неотработанный (до начала экзаменационной сессии) пропуск более 50%
практических занятий по курсу является основанием для недопуска к итоговой аттестации
по дисциплине.
1.4 Тематика самостоятельных, контрольных, курсовых работ и рефератов
1.4.1 Тематика самостоятельных работ (самостоятельные работы не предусмотрены)
1.4.2 Тематика контрольных работ (контрольные работы не предусмотрены)
1.4.3 Тематика курсовых работ – (курсовые работы не предусмотрены)
1.4.4 Тематика рефератов
№
п/п
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Наименование темы
Эпохальная акселерация.
Спорт в период раннего и первого детства.
Влияние геофизических факторов на антропометрические показатели новорожденных
Режим питания в раннем детстве.
Режим питания в период первого детства.
Режим питания в период второго детства.
Особенности режима питания в пубертатный период
Изменение кислородного режима в процессе взросления.
Девочка, девушка, женщина.
Мальчик, юноша, мужчина.
11
12
13
14
Геронтологические изменения сердечно-сосудистой системы.
Геронтологические изменения пищеварительных функций.
Система крови в разные возрастные периоды.
Так ли необходимы прививки?
1.5 Вопросы для промежуточного и итогового контроля
1.5.1 Вопросы для промежуточного контроля (не предусмотрен).
1.5.2 Вопросы для итогового контроля
Вопросы к зачету (очно-заочная форма обучения, бакалавриат)
1. Предмет и методы возрастной физиологии.
2. Возрастная периодизация, критерии и проблемы возрастной периодизации.
3. Наследственность и среда как факторы развития, их взаимодействие. Модели
процесса развития.
4. Общие закономерности роста и развития (энергетическое правило; правило
надежности; гетерохрония; системогенез; акселерация).
5. Изменение общих и биохимических свойств крови в онтогенезе.
6. Возрастные особенности кровообращения.
7. Дыхание человека в возрастной динамике.
8. Возрастные особенности пищеварительной системы.
9. Возрастные особенности выделительной системы
10. Особенности обмена веществ в разные возрастные периоды (белковый обмен,
обмен жиров и углеводов, водно-солевой обмен, основной обмен).
11. Возрастные изменения двигательной деятельности.
12. Эндокринная система в разные возрастные периоды.
13. Онтогенез зрительной сенсорной системы.
14. Онтогенез слуховой и вестибулярной сенсорных систем.
15. Обонятельный и вкусовой анализаторы.
16. Возрастные особенности центральной нервной системы.
17. Возрастные особенности высшей нервной деятельности человека.
Вопросы к экзамену (очная форма обучения)
Понятие возрастной физиологии. Предмет изучения возрастной физиологии.
Теоретические и практические задачи возрастной физиологии.
Методы возрастной физиологии.
Взаимосвязи возрастной физиологии с другими дисциплинами.
История становления возрастной физиологии.
Периодизация возрастного развития. Понятие возрастной нормы.
Понятие гетерохронности развития, неравновременность созревания психических и
физических функций.
8. Сенситивные и критические периоды развития.
9. Биологический возраст, его морфологические критерии.
10. Особенности высшей нервной деятельности, рефлексы новорожденного.
11. Особенности костной системы и опорно-двигательного аппарата новорожденного.
12. Сердечно-сосудистая и дыхательная система новорожденного.
13. Особенности пищеварения у новорожденных.
14. Развитие ЦНС и высшей нервной деятельности у детей дошкольного и младшего
школьного возраста.
15. Опорно-двигательная система детей дошкольного и младшего школьного возраста.
16. Особенности системы крови, кровообращения и дыхания детей дошкольного и
младшего школьного возраста.
17. Особенности пищеварения и обмена веществ детей дошкольного и младшего
школьного возраста.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
18. Регуляция произвольных движений у детей дошкольного и младшего школьного
возраста.
19. Реакция вегетативных органов и энергообеспечение при мышечной деятельности у
детей дошкольного и младшего школьного возраста.
20. Развитие центральной нервной системы, высшей нервной деятельности и
сенсорных систем у детей среднего и старшего школьного возраста.
21. Опорно-двигательная система детей среднего и старшего школьного возраста.
22. Особенности систем крови, кровообращения и дыхания детей среднего и старшего
школьного возраста.
23. Особенности пищеварения и обмена веществ детей среднего и старшего школьного
возраста.
24. Регуляция произвольных движений у детей среднего и старшего школьного
возраста.
25. Реакция вегетативных органов и энергообеспечение при мышечной деятельности у
детей среднего и старшего школьного возраста.
26. Пубертатный период. Его стадии.
27. Старение. Теории старения.
28. Возрастные изменения опорно-двигательного аппарата, вегетативных и сенсорных
систем у людей зрелого и пожилого возраста.
29. Возрастные особенности регуляторных систем людей зрелого и пожилого возраста.
30. Реакция вегетативных органов при мышечной деятельности у лиц зрелого и
пожилого возраста.
31. Энергообеспечение мышечной деятельности людей зрелого и пожилого возраста.
1.6 Критерии выставления итоговой оценки
В результате изучения курса «Возрастная физиология» студенты должны:
-изучить рекомендуемую основную и дополнительную литературу к курсу и
использовать ее при ответах;
-усвоить полный объем программного материала и излагать его на высоком научном
уровне;
- излагать основные теоретические представления в рамках дисциплины;
-уметь творчески применять теоретические знания при решении практических задач;
-показать способность самостоятельно пополнять и обновлять знания в процессе
дальнейшей учебы и профессиональной деятельности.
Для текущего контроля усвоения теоретического материала подготовлен список
вопросов и тестовых заданий. Они служат основой для самоконтроля и проверки знаний.
Ключевые и сложные для понимания вопросы обсуждаются на семинарах в рамках
практических занятий, там же проводится тестирование, устный или письменный опрос
студентов. Формой текущего контроля по данной дисциплине также является проверка
отчетов по выполненным практическим заданиям непосредственно после каждого
занятия.
Форма итогового контроля – зачет или экзамен. До зачета и экзамена допускаются
только те студенты, которые выполнили все практические работы. Зачет и экзамен
проводится в традиционной форме виде устного ответа студента.
Критерии оценок знаний студентов на зачете
«Зачтено» ставится студентам, которые:





демонстрируют достаточный объем знаний по дисциплине в рамках
программы;
показывают усвоение основной учебной литературы по всем разделам
программы;
владеют научной терминологией;
могут поддержать дискуссию с преподавателем по вопросам курса;
ошибки и неточности в изложении материала при ответе на вопросы не
являются принципиальными.
«Не зачтено» ставится студентам, которые:




показывают фрагментарные знания основного программного материала;
не владеют всей научной терминологией по предмету;
допускают принципиальные ошибки в ответе на вопросы зачета
не могут решить знакомую проблемную ситуацию даже при
преподавателя.
помощи
Критерии оценок знаний студентов на экзамене
Оценка 5 ("отлично") ставится студентам, которые:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
дают полный и развернутый ответ на все вопросы билета;
показывают всесторонние, систематизированные, глубокие и полные знания
программного материала;
демонстрируют знание современной учебной и научной литературы по возрастной
физиологии;
свободно владеют научной терминологией;
показывают стилистически грамотное, логически правильное изложение ответа на
вопросы, умение делать обоснованные выводы;
поддерживают дискуссию с преподавателем по всем вопросам билета и по
дополнительно задаваемым вопросам;
демонстрируют способность самостоятельно и творчески решать поставленные
преподавателем проблемные ситуации.
Оценка 4 ("хорошо") ставится студентам, которые:






показывают достаточно полные и глубокие знания программного материала;
демонстрируют знание основной и наиболее важной дополнительной литературы,
рекомендованной учебной программой дисциплины;
владеют научной терминологией по возрастной физиологии;
логически правильно излагают ответы на вопросы, умеют делать обоснованные
выводы;
демонстрируют способность самостоятельно решать поставленные преподавателем
проблемные ситуации;
поддерживают дискуссию с преподавателем по большинству вопросов билета;

при ответе на вопросы допускают ошибки и незначительные неточности в
изложении, которые сильно не влияют на сущность излагаемого материала.
Оценка 3 ("удовлетворительно") ставится студентам, которые:





демонстрируют достаточный объем знаний в рамках программы;
показывают усвоение основной учебной литературы по всем разделам программы;
владеют научной терминологией на уровне понимания;
поддерживают дискуссию с преподавателем по отдельным вопросам билета;
при ответе на вопросы экзаменационного билета допускают ошибки и неточности в
изложении материала.
Оценка 2 ("неудовлетворительно") ставится студентам, которые:





показывают фрагментарные знания основного программного материала;
не владеют всей научной терминологией по возрастной физиологии;
допускают принципиальные ошибки в ответе на вопросы экзаменационного
билета;
демонстрируют обрывочные знания теории и практики;
не могут решить знакомую проблемную ситуацию даже при помощи
преподавателя.
1.7 Список основной и дополнительной литературы, нормативных документов
Основная литература
1. Гончаров А.Г., Шуляк Г.А., Склярова Л.П., Борунова М.А., Шуплецова В.В.
Возрастная физиология детей и подростков. Медикоэкологические особенности состояния
здоровья детей и подростков Калининградской области: Учебное пособие / Под ред. А.Г.
Гончарова. – Калининград: Изд-во РГУ им. И.Канта.
2. Гуминский, А. А. Руководство к лабораторным занятиям по общей и возрастной
физиологии: учеб.пособие для студ. биолог. спец. пед.ин-тов / А. А. Гуминский, Н. Н.
Леонтьева, К. В. Маринова. - М. : Просвещение, 1990. - 240 с. (Экз-ры: УБ (26 экз.)).
3. Физиология человека: В 3 т.. Пер. с англ./ Под ред. Р.Шмидта и Г.Тевса. -2-е изд.М.: Мир,1996. (ч.з.№1(1), НА (1)).
4. Хрипкова, А. Г. Возрастная физиология и школьная гигиена : учебное пособие /
А.Г.Хрипкова, М.В.Антропова, Д.А.Фарбер. - М. : Просвещение, 1990. - 318 с. (Экз-ры:
ч.з.N2(2), УБ (519)).
Дополнительная литература
1. Ермолаев, Ю. А. Возрастная физиология : учебное пособие / [Учеб.пособие для
пед.ин-тов по спец."Биология"]. - М. : Высш. шк., 1985. - 384 с. (Экз-ры: НА(1), ч.з.N1(1),
УБ(206)).
2. Антропова М.В. Возрастная физиология, школьная гигиена. М.: Высшая школа.
1989.
3. Колбанов В.В. Основы возрастной физиологии человека: учебное пособие.
Сибирское университетское издательство. 2002. 76 с.
4. Айзман Р.И., Ширшова В.М. Избранные лекции по возрастной физиологии и
школьной гигиене. Сибирское университетское издательство. Новосибирск. 2002. 132 с.
5. Безруких М.М., Сонькин В.Д., Фарбер Д.А. Возрастная физиология: физиология
развития ребенка. М.: Академия. 2008. 282 с.
6. Сапин Р.М., Брыксина Е.А. Анатомия и физиология детей и подростков. М. 2002.
7. Айзман Р.И., Ширшова В.М. Избранные лекции по возрастной физиологии и
школьной гигиене. Сибирское университетское издательство. Новосибирск. 2002. 132 с.
8. Безруких М.М., Сонькин В.Д., Фарбер Д.А. Возрастная физиология: физиология
развития ребенка. М.: Академия. 2008. 282 с.
9. Сапин Р.М., Брыксина Е.А. Анатомия и физиология детей и подростков. М. 2002.
10. Сапин, М. Р. Анатомия и физиология детей и подростков [Текст] : учебное пособие
для студ.высших пед.учеб.заведений / М. Р. Сапин, З. Г. Брыксина. - М. : Academia, 2000. 454 с. Экз-ры: ч.з.N2(1), МБ(1), ч.з.N1(1)
11. Сапин, М. Р. Анатомия и физиология детей и подростков [Text] : научное издание /
М. Р. Сапин, З. Г. Брыксина. - 3-е изд.,стер. - М. : Academia, 2004. - 456 с. : Экз-ры: МБ(1)
12. Сапин, М. Р. Анатомия и физиология человека (с возрастными особенностями
детского организма) [Текст] : учеб.пособие для студ.средних пед.учеб.заведений /
М.Р.Сапин,В.И.Сивоглазов, 3-е изд.,стер. - М. : Академия, 2002. - 438 с. Экз-ры: МБ(1),
ч.з.N2(1)
13. Физиология подростка [Текст] : научное издание / Д.А.Фарбер, Л.К.Семенова,
В.В.Алферова и др.; Под ред. Д.А.Фарбер; НИИ физиологии детей и подростков АПН
СССР. - М. : Педагогика, 1988. - 203 с. (Экз-ры: ч.з.N1(1), ч.з.N2(1)).
14. Скворцов, И. А. Развитие нервной системы у детей(нейроонтогнез и его
нарушения) [Text] : учебное пособие / И. А. Скворцов. - М. : Тривола, 2000. - 200 с. Экзры: МБ(1)
15. Хризман, Т. П. Эмоции, речь и активность мозга ребенка [Text] : научное издание /
Т. П. Хризман,В.П. Еремеева, Т. Д. Лоскутова; НИИ дошкольного воспитания Академии
пед. наук СССР. - М. : Педагогика, 1991. - 232 с. Экз-ры: НА(1)
16. Любимова, З. В. Возрастная физиология.В 2ч. [Текст] : учебник для студ.вузов / А.
А. Никитина, К. В. Маринова, З. В. Любимова. - М. : Владос, 2004. Экз-ры: ч.з.N1(2)
17. Анисимов, В. Н. Молекулярные и физиологические механизмы старения [Текст] :
научное издание / В. Н. Анисимов ; РАН, геронтол. о-во [и др.]. - СПб. : Наука, 2003. - 467
с. - Экз-ры: ч.з.N1(1), НА(1)
18. Прищепа, И. М. Возрастная анатомия и физиология [Текст] : учеб. пособие / И. М.
Прищепа. - Минск : Новое знание, 2006. (Экз-ры: МБ (1))
Программное обеспечение и Интернет-ресурсы
http://fiziology.ru/ - сайт посвящен проблемам возрастной физиологии;
http://body.su/ - очень лаконичный сайт по общей физиологии;
http://www.membrane.su/ - здесь есть информация о механизмах регуляции
физиологических процессов;
http://humbio.ru/ - база знаний по биологии человека (рекомендуется).
http://www.bio.bsu.by/phha/zao/zao_pro.htm физиология on line
2.
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ БЛОК
2.1 Теоретическая часть
Тема № 1. Введение. Предмет и методы возрастной физиологии
План:
1. Предмет, задачи возрастной физиологии и ее связь с другими науками
2. История и основные этапы развития возрастной физиологии
3. Методы исследования в возрастной физиологии
1. Предмет, задачи возрастной физиологии и ее связь с другими науками
Возрастная физиология – это наука, изучающая особенности процесса
жизнедеятельности организма на разных этапах онтогенеза.
Она является самостоятельной ветвью физиологии человека и животных, в предмет
которой входит изучение закономерностей становления и развития физиологических
функций организма на протяжении его жизненного пути от оплодотворения до конца
жизни.
В зависимости от того какой возрастной период изучает возрастная физиология
выделяют: возрастную нейрофизиологию, возрастную эндокринологию, возрастную
физиологию мышечной деятельности и двигательной функции; возрастную физиологию
обменных процессов, сердечно-сосудистой и дыхательной систем, систем пищеварения и
выделения, физиологию эмбрионального развития, физиологию детей грудного возраста,
физиологию детей и подростков, физиологию зрелого возраста, геронтологию (науку о
старении).
Основными задачами изучения возрастной физиологии являются следующие:
• изучение особенностей функционирования различных органов, систем и организма
в целом;
• выявление экзогенных и эндогенных факторов, определяющих особенности
функционирования организма в различные возрастные периоды;
• определение объективных критериев возраста (возрастные нормативы);
• установление закономерностей индивидуального развития.
Возрастная физиология тесно связана со многими разделами физиологической науки
и, широко использует данные из многих других биологических наук. Так, для понимания
закономерностей формирования функций в процессе индивидуального развития человека
необходимы данные таких физиологических наук, как физиология клетки, сравнительная
и эволюционная физиология, физиология отдельных органов и систем: сердца, печени,
почек, крови, дыхания, нервной системы и т. д.
В то же время открываемые возрастной физиологией закономерности и законы
базируются на данных различных биологических наук: эмбриологии, генетики, анатомии,
цитологии, гистологии, биофизики, биохимии и др. Наконец, данные возрастной
физиологии, в свою очередь, могут быть использованы для развития различных научных
дисциплин. Например, важное значение имеет возрастная физиология для развития
педиатрии, детской травматологии и хирургии, антропологии и геронтологии, гигиены,
возрастной психологии и педагогики.
2. История и основные этапы развития возрастной физиологии
Научное изучение возрастных особенностей детского организма началось
сравнительно недавно – во второй половине XIX в. Вскоре после открытия закона
сохранения энергии физиологи обнаружили, что ребенок потребляет в течение суток
ненамного меньше энергии, чем взрослый, хотя размеры тела ребенка намного меньше.
Этот факт требовал рационального объяснения. В поисках этого объяснения немецкий
физиолог Макс Рубнер провел изучение скорости энергетического обмена у собак разного
размера и обнаружил, что более крупные животные в расчете на 1 кг массы тела
расходуют энергии значительно меньше, чем мелкие. Подсчитав площадь поверхности
тела, Рубнер убедился, что отношение количества потребляемой энергии
пропорционально именно величине поверхности тела – и это неудивительно: ведь вся
потребляемая организмом энергия должна быть выделена в окружающую среду в виде
тепла, т.е. поток энергии зависит от поверхности теплоотдачи. Именно различиями в
соотношении массы и поверхности тела Рубнер объяснил разницу в интенсивности
энергетического обмена между крупными и мелкими животными, а заодно – между
взрослыми и детьми. «Правило поверхности» Рубнера стало одним из первых
фундаментальных обобщений в физиологии развития и в экологической физиологии.
Этим правилом объясняли не только различия в величине теплопродукции, но также
в частоте сердечных сокращений и дыхательных циклов, легочной вентиляции и объеме
кровотока, а также в других показателях деятельности вегетативных функций. Во всех
этих случаях интенсивность физиологических процессов в детском организме
существенно выше, чем в организме взрослого.
Такой сугубо количественный подход характерен для немецкой физиологической
школы XIX в., освященной именами выдающихся физиологов Э.Ф.Пфлюгера,
Г.Л.Гельмгольца и других. Их трудами физиология была поднята до уровня естественных
наук, стоящих в одном ряду с физикой и химией. Однако русская физиологическая школа,
хотя и уходила корнями в немецкую, всегда отличалась повышенным интересом к
качественным особенностям и закономерностям.
Выдающийся представитель русской педиатрической школы доктор Николай
Петрович Гундобин еще в самом начале XX в. утверждал, что ребенок – не просто
маленький, он еще и во многом не такой, как взрослый. Его организм устроен и работает
иначе, причем на каждом этапе своего развития детский организм прекрасно
приспособлен к тем конкретным условиям, с которыми ему приходится сталкиваться в
реальной жизни.
Эти идеи разделял и развивал замечательный русский физиолог, педагог и гигиенист
Петр Францевич Лесгафт, заложивший основы школьной гигиены и физического
воспитания детей и подростков. Он считал необходимым глубокое изучение детского
организма, его физиологических возможностей.
Наиболее отчетливо центральную проблему физиологии развития сформулировал в
20-е годы XX в. немецкий врач и физиолог Э.Гельмрейх. Он утверждал, что различия
между взрослым и ребенком находятся в двух плоскостях, которые необходимо
рассматривать по возможности независимо, как два самостоятельных аспекта: ребенок как
маленький организм и ребенок как развивающийся организм. В этом смысле «правило
поверхности» Рубнера рассматривает ребенка только в одном аспекте – именно как
маленький организм. Значительно более интересными представляются те особенности
ребенка, которые характеризуют его как организм развивающийся.
К одной из таких принципиальных особенностей относится открытое в конце 30-х
годов Ильей Аркадьевичем Аршавским неравномерное развитие симпатических и
парасимпатических влияний нервной системы на все важнейшие функции детского
организма. И.А.Аршавский доказал, что симпатотонические механизмы созревают
значительно раньше, и это создает важное качественное своеобразие функционального
состояния детского организма. Симпатический отдел вегетативной нервной системы
стимулирует активность сердечно-сосудистой и дыхательной систем, а также обменные
процессы в организме. Такая стимуляция вполне адекватна для раннего возраста, когда
организм нуждается в повышенной интенсивности обменных процессов, необходимой для
обеспечения процессов роста и развития. По мере созревания организма ребенка
усиливаются парасимпатические, тормозящие влияния. В результате снижается частота
пульса, частота дыхания, относительная интенсивность энергопродукции.
Проблема неравномерности гетерохронности (разновременности) развития органов
и систем стала центральным объектом исследования выдающегося физиолога академика
Петра Кузьмича Анохина и его научной школы. Им была в 40-е годы сформулирована
концепция системогенеза, согласно которой последовательность разворачивающихся в
организме событий выстраивается таким образом, чтобы удовлетворять меняющимся по
ходу развития потребностям организма. При этом П.К.Анохин впервые перешел от
рассмотрения анатомически целостных систем к изучению и анализу функциональных
связей в организме.
Другой выдающийся физиолог Николай Александрович Бернштейн показал, как
постепенно в онтогенезе формируются и усложняются алгоритмы управления
произвольными движениями, как механизмы высшего управления движениями
распространяются с возрастом от наиболее эволюционно древних подкорковых структур
головного мозга к более новым, достигая все более высокого уровня «построения
движений». В работах Н.А.Бернштейна впервые было показано, что направление
онтогенетического прогресса управления физиологическими функциями отчетливо
совпадает с направлением филогенетического прогресса. Таким образом, на
физиологическом материале была подтверждена концепция Э.Геккеля и А.Н.Северцова о
том, что индивидуальное развитие (онтогенез) представляет собой ускоренное
эволюционное развитие (филогенез).
Крупнейший специалист в области теории эволюции академик Иван Иванович
Шмальгаузен также многие годы занимался вопросами онтогенеза. Материал, на котором
И.И.Шмальгаузен делал свои выводы, редко имел прямое отношение к физиологии
развития, но выводы из его трудов о чередовании этапов роста и дифференцировок, а
также методологические работы в области изучения динамики ростовых процессов,
выполненные в 30-е годы, и до сих пор имеют огромное значение для понимания
важнейших закономерностей возрастного развития.
В 60-е годы физиолог Акоп Арташесович Маркосян выдвинул концепцию
биологической надежности как одного из факторов онтогенеза. Она опиралась на
многочисленные факты, которые свидетельствовали, что надежность функциональных
систем по мере взросления организма существенно увеличивается. Это подтверждалось
данными по развитию системы свертывания крови, иммунитета, функциональной
организации деятельности мозга. В последние десятилетия накопилось много новых
фактов, подтверждающих основные положения концепции биологической надежности
А.А.Маркосяна.
На современном этапе развития медико-биологической науки также продолжаются
исследования в области возрастной физиологии уже с использованием современных
методов исследования.
Таким образом, физиологическая наука располагает в настоящее время значительной
многосторонней информацией, касающейся функциональной деятельности любой
физиологической системы детского организма и его деятельности как целого.
3. Методы исследования в возрастной физиологии
Наука является полноценной в том случае, если ее методический арсенал
соответствует задачам, которые ей приходится решать. Для возрастной физиологии
важнейшая задача – изучение динамики и закономерностей изменений физиологических
функций в процессе индивидуального развития. Ответы на самые разнообразные частные
вопросы, возникающие по ходу такого изучения, дают два метода организации
исследования, каждый из которых имеет свои достоинства и недостатки, но оба широко
применяются в физиологии развития. Это методы поперечного (кроссекционального) и
продольного (лонгитудинального) исследований.
Метод поперечного исследования (кроссекциональный) представляет собой
параллельное, одновременное изучение тех или иных свойств у представителей
различных возрастных групп. Сопоставление уровня развития изучаемого свойства у
детей разного возраста позволяет вывести важные закономерности онтогенетического
процесса. Примером такого исследования может служить одновременное (в течение
нескольких дней) диспансерное обследование состояния здоровья, уровня физического и
моторного развития у учащихся всех классов какой-нибудь школы. Сравнивая показатели,
полученные, например, у первоклассников, пятиклассников и выпускников школы,
физиолог может установить, как и насколько изменяются изучаемые им физиологические
функции в разном возрасте. Такой метод сравнительно прост в организации, относительно
дешев и позволяет применить одни и те же стандартные методики и приборы для
обследования детей различных возрастов. Применение современных приемов
статистической обработки данных позволяет получать таким методом достаточно
надежные и доказательные результаты, но только в том случае, если обследуемые
возрастно-половые группы (выборки) достаточно велики.
По современным статистическим критериям, для надежности выводов, полученных
в поперечных исследованиях, необходимо, чтобы выборка (то есть группа обследуемых
одного пола и возраста) составляла не менее 20-30 человек. При разработке гигиенических
нормативов считается необходимым, чтобы выборка составляла не менее 100 человек
одного возраста и пола. Недостаток этого метода состоит в том, что исследователь
никогда не может четко определить темп изменений изучаемых им показателей: он видит
только результаты, полученные в отдельных «точках» возрастной шкалы,
соответствующих возрасту обследованных детей, но не может с уверенностью судить о
динамике происходящих процессов.
Метод продольного исследования применяется тогда, когда нужно составить
представление именно о динамике процесса и индивидуальных особенностях этой
динамики. Этот метод заключается в длительном (многие месяцы, иногда – годы)
наблюдении за одними и теми же детьми. Регулярно (частота зависит от используемых
методик и процедур) детей обследуют с помощью стандартного набора методик, что
позволяет подробно рассмотреть динамику происходящих в организме возрастных
изменений. Благодаря этому выборка для продольного исследования может быть совсем
небольшой. Международные научные журналы признают группу в 5-6 человек
достаточной для проведения подобных исследований. В некоторых случаях даже
наблюдения за одним единственным ребенком позволяют выявить весьма важные
закономерности. Так, кривая роста человека впервые была построена в XVII в. на основе
наблюдений за мальчиком из богатой дворянской французской семьи, проводившихся в
течение 18 лет одним и тем же врачом, опубликовавшим впоследствии полученные
результаты. В дальнейшем такие кривые роста строили многие исследователи, но ничего
принципиально нового они добавить не смогли, если не считать индивидуальных
особенностей и последствий акселерации (ускорения роста и развития детей в XX в.).
Метод продольного наблюдения очень сложен в организации и дорог, однако эти его
недостатки с лихвой окупаются полнотой полученной научной информации.
Для оценки роста и развития ребенка используется набор методик, которые
традиционно применяются биологическими и медицинскими науками. Первое место в
таких исследованиях занимают антропометрические и физиометрические показатели.
Антропометрия – это измерение морфологических характеристик тела, что
позволяет количественно описать его строение. Масса и длина тела, окружность грудной
клетки и талии, обхват плеча и голени, толщина кожно-жировой складки – все это (и
многое другое) традиционно измеряют антропологи с помощью медицинских весов,
ростомера, антропометра и других специальных приспособлений. Именно такого рода
показатели используются для оценки физического развития детей.
Наряду с антропометрическими почти столь же часто измеряют физиометрические
показатели. К ним относятся жизненная емкость легких, сила сжатия кисти, становая сила
и др. Эти показатели отражают одновременно и уровень анатомического развития, и
некоторые функциональные возможности организма.
В возрастной физиологии широко применяют физиологические и биохимические
методы исследования.
Физиологические методы позволяют судить о функциональных возможностях
организма и динамике протекания тех или иных функциональных процессов в нем. Для
этого используются различные приборы, позволяющие количественно регистрировать
сами физиологические процессы, либо те или иные их физические проявления (например,
электрические потенциалы, вырабатываемые клетками организма в процессе их
функционирования).
Современная физиология использует широкий арсенал физических приборов,
позволяющих изучать происходящие в организме процессы, недоступные
непосредственному наблюдению. Например, запись
дыхательных
движений
(спирограмма) и исследование скоростей воздушных потоков на разных этапах
дыхательного цикла (пневмотахометрия) – важнейшие приемы исследования функции
дыхания. Одновременно с помощью специальных газоанализаторов измеряют содержание
газов в выдыхаемом воздухе и на этом основании точно рассчитывают скорость
потребления организмом кислорода и выделения углекислого газа. Работу сердца изучают
с помощью электрокардиографии, эхокардиографии или механокардиографии. Для
измерения кровяного давления используют специальные манометры, а скорость
протекания крови по сосудам тела измеряют с помощью механических или электрических
плетизмографов. Огромный прогресс в исследованиях функции мозга достигнут
благодаря изучению электроэнцефалограммы
– электрических потенциалов,
вырабатываемых клетками мозга в процессе их жизнедеятельности. В исследовательских
целях иногда применяют рентгеновские, ультразвуковые, магниторезонансные и другие
методы.
Современные
физиологические
приборы
обычно
оборудованы
специализированными компьютерами и программным обеспечением, которые
значительно облегчают работу исследователя и повышают точность и надежность
получаемых результатов.
Биохимические методы позволяют изучать состав крови, слюны, мочи и других
жидких сред и продуктов жизнедеятельности организма. В экспериментах на животных с
помощью биохимических и гистохимических методов удается выяснить возрастные
изменения содержания и активности многих ферментов непосредственно в тканях
организма. Биохимические исследования – важнейшая составная часть изучения
эндокринной системы, пищеварения, кроветворения, деятельности почек, иммунитета, а
также целого ряда других систем и функций организма.
Функциональные пробы. Важнейшей методологической концепцией в физиологии
XX в. следует признать осознание необходимости исследовать любую физиологическую
систему в процессе ее функциональной активности. Этот подход весьма актуален и для
исследований в области физиологии развития. С этой целью применяются различного
рода функциональные пробы. Например, дозированные нагрузки (умственные – для
выяснения механизмов умственной работоспособности, физические – для оценки
мышечной работоспособности и ее физиологических механизмов); пробы с произвольной
активацией или задержкой дыхания – при исследовании дыхательной функции; водные и
солевые нагрузки – при оценке функциональных возможностей выделительной системы;
температурные воздействия – при изучении механизмов терморегуляции и т.п.
Важнейшее значение функциональные пробы имеют при изучении системной
организации деятельности головного мозга, поскольку именно в процессе решения тех
или иных задач как раз и проявляются возрастные особенности организации
взаимодействия мозговых структур.
Естественный эксперимент. Физиология развития имеет дело с постоянно
изменяющимся организмом ребенка, подвергающимся целому ряду воздействий, изоляция
от которых невозможна. Научная этика запрещает многие экспериментальные процедуры
при исследованиях ребенка. В частности, с детьми невозможно производить любые
манипуляции, которые могут привести к их заболеванию или травме.
В то же время различные социальные катаклизмы (войны, катастрофы),
экстремальные условия, в которых оказываются люди, представляют собой естественный
эксперимент, порой весьма сильно влияющий на состояние здоровья и темпы развития
детей, волею судьбы попавших в эти условия. В частности, многие факты, составляющие
ныне базу данных для теоретических и прикладных концепций возрастной физиологии,
были получены при исследовании детских популяций в слаборазвитых странах Африки,
Азии и Латинской Америки, где дети не получают достаточного питания и по этой
причине страдают от различных пороков развития.
Весьма существенные различия могут быть выявлены у детей, растущих в разных
социально-экономических условиях, которые исследователь не в силах изменить, но
может оценить их воздействие на ребенка. Например, сравнение детей из бедных и
состоятельных семей, жителей крупных городов и жителей сельской местности с
неразвитой социоиндустриальной инфраструктурой и т.п. Самые разнообразные
педагогические и оздоровительные технологии также могут по-разному влиять на детский
организм. Поэтому сопоставление физиологических показателей детей, посещающих
разные детские сады или школы, – одна из форм проведения естественного эксперимента.
Моделирование экспериментальное и математическое. Естественный эксперимент
не способен обеспечить решение всех задач, возникающих в процессе изучения
физиологических закономерностей роста и развития. В связи с этим экспериментатор
вынужден использовать различного рода модели. Например, изучение закономерностей
ростовых процессов у лабораторных животных представляет собой экспериментальную
модель, с ее помощью выявляются многие аспекты развития, которые нельзя изучать при
исследовании детей. В частности, анализ возрастных преобразований на тканевом и
клеточном уровне проводится почти исключительно на экспериментальных моделях с
использованием лабораторных животных. Применение такой методологии возможно
благодаря тому, что во многих отношениях развитие человека подчиняется тем же
физиологическим законам, что и развитие других многоклеточных живых организмов.
В тех случаях, когда теоретическая схема протекания того или иного процесса
позволяет описать его на языке математических алгоритмов, используют математические
модели (особенно часто – со второй половины XX в. в связи с распространением
компьютеров). Такое моделирование позволяет прогнозировать результаты воздействий,
которые невозможно или крайне сложно осуществить в реальной жизни. Математические
модели, как правило, не позволяют добыть новые научные факты, но дают возможность
исследователю убедиться, насколько верна логика, которую он выстроил для объяснения
наблюдаемых эффектов. Кроме того, математические модели позволяют вычислять
предельно допустимые параметры тех или иных воздействий, а также параметры
максимальных ответных реакций организма на разного рода экстремальные воздействия.
Таким образом, математические модели не могут заменить физиологический эксперимент,
но позволяют сделать его безопасным, не несущим риска для здоровья испытуемого.
Статистические методы и системный анализ. Все количественные показатели и все
научные выводы в физиологии развития носят статистический характер, т. е. отражают
наиболее вероятное протекание событий или наиболее вероятный уровень измеряемого
показателя. Для работы с подобными вероятностными величинами разработаны
специальные математические приемы, которые основаны на теории вероятности и
называются статистическими методами. Современные компьютерные средства,
оснащенные специальными программами, существенно облегчают задачу статистической
обработки результатов, позволяя вскрывать наиболее существенные закономерности,
функциональные связи и строить математические модели происходящих процессов.
Особое значение в физиологии развития имеют методы системного анализа,
позволяющего рассматривать организм не как набор отдельных органов и
физиологических систем, а как единую систему, саморегулирующуюся и способную
приспосабливаться к изменяющимся условиям окружающей среды. Не случайно
системный подход к анализу явлений жизни зародился и в недрах физиологии.
Вопросы для самоконтроля:
1. Предмет и задачи возрастной физиологии.
2. Какие методы возрастной физиологии вам известны?
Тема №2. 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 структурнофункциональных 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 23школьным 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);
юношеский возраст (17—21 год — юноши, 16—20 лет — девушки)
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 обоснованы. 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
24жизнедеятельности 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 являются не 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).
Тема №3. Наследственность и среда как факторы развития
Среда - это вся совокупность окружающих человека условий. Эти условия
складываются из факторов неорганической природы (свет, температура и т. д.), из
факторов органической природы (разнообразные воздействия, оказываемые на человека
другими живыми существами) и социальных факторов. Вся совокупность последних
может быть объединена понятием "социальная среда": влияние матери, семьи, яслей,
детского сада, учебного заведения и так далее. Среда является необходимым условием
существования живого организма. Из окружающей среды организм получает все
вещества, необходимые для жизнедеятельности, а в окружающую среду выделяет
ненужные для него продукты обмена. Поэтому все особенности жизнедеятельности
любого организма следует рассматривать только в единстве со средой.
Наследственность представляет собой способность родительских организмов
передавать потомству все свои признаки и свойства, формирование которых происходит в
определенных условиях внешней среды.
В настоящее время рассмотрение всех существовавших и существующих теорий,
касающихся роли наследственных и средовых факторов развития, можно свести к двум
концепциям:
Первая концепция признает ведущим фактором развития детей и подростков ту
наследственную программу, которую они получили от родителей. Факторам же
окружающей среды отводится несущественная роль, или же их влияние отрицается
совсем.
Свое начало эта концепция берет от Платона, который считал, что все люди - братья,
но бог от рождения одним примешал золото, отчего они драгоценны, а другим,
земледельцам и мастеровым, - железо и медь. Поэтому первые способны быть
начальниками, другие - им подчиняться.
Преувеличение роли наследственных факторов в развитии человека в наши дни
обусловлено значительными успехами генетики в изучении общих биологических
закономерностей и молекулярных механизмов передачи наследственных признаков.
Зачастую научные данные, полученные генетиками, стали трактоваться слишком широко,
а часто и ошибочно. Нередко в литературе можно встретить высказывание о
наследственной обусловленности всех интеллектуальных особенностей ребенка. Так,
например, один из американских психологов А. Иенсен считает, что умственные
способности человека на 80% контролируются генами и только на 20% - факторами
среды.
Большинство генетиков не разделяют подобных убеждений (Н.Г. Дубинин, В.Н.
Столетов, Ш. Ауэрбах и др.). Даже такой факт, как количество генов, получаемых от
родителей ребенком, не позволяет делать категорических выводов о наследственной
обусловленности человеческой психики. По мнению генетиков, их количество составляет
около 20000. Эта цифра совсем не велика по сравнению с числом всех физических
признаков организма человека. Поэтому гены не в состоянии проконтролировать в
деталях даже биологическое созревание человека, не говоря уже о контроле над его
психикой.
Вторая концепция, противоположная первой, видит основные движущие силы
развития в средовых факторах. Наследственную программу развития эта концепция
определяет в ряд второстепенных.
Эта позиция была впервые выдвинута Аристотелем, а затем поддержана рядом
ученых XVII-XVIII веков. Согласно этим взглядам, ребенок ничего не наследует от
родителей и появляется на свет с чистой душой, как восковая дощечка (tabula rasa) и
воспитатель по своему желанию может написать на ней что угодно. Иначе говоря, опыт
является тем основным фактором, от которого зависит все развитие ребенка.
Нетрудно заметить, насколько крайние трактовки дают обе рассматриваемые теории
развития ребенка. Если первая концепция о генетической обусловленности всех
физических и психических возможностей человека разоружает педагога перед
трудностями, которые он встречает в процессе обучения и воспитания ребенка, и делает
его пассивным наблюдателем за развитием детей и подростков, то концепция о фатальной
роли среды в развитии закрывает возможности создания таких методов педагогического
воздействия, которые были бы адекватны биологическим особенностям ребенка. Такой
подход к обучению и воспитанию не позволяет организовать своевременную
педагогическую коррекцию тех нарушений в развитии детей и подростков, которые
обусловлены биологическими причинами.
В настоящее время не вызывает сомнения, что "генный портрет" человека (генотип)
определяет в значительной степени многие его внешние свойства (фенотип). Проявление
генного влияния может осуществляться на различных этапах онтогенеза, но большинство
фенотипических признаков определяется еще до рождения. Наконец и само проявление
генов (мутации) не бывает фатальным, а зависит от факторов внешней среды. Например,
наследственное заболевание фенилкетонурией не развивается, если ребенок, содержащий
в генотипе гены, вызывающие это заболевание сразу же после рождения переводится на
специальную диету.
Таким образом, генетика располагает убедительными фактами, доказывающими
существование как строго обусловленных наследованных признаков (например, группы
крови, черты лица, пигментация волосяного покрова и многие другие), так и признаков,
определяемых в большой степени влиянием внешней среды (например, рост и масса тела,
сила и ловкость и другие).
Следует также учитывать, что между генами и внешними признаками не существует
прямой связи: развитие одного признака может зависеть от влияния множества генов, а
один ген может оказывать влияние на развитие многих признаков. Картина еще более
усложняется постоянной коррекцией со стороны внешней среды.
Следовательно, наследственность и среда как факторы развития всегда тесно
взаимосвязаны и взаимообусловлены.
Обсуждения взаимодействия тех причин, которые определяют разнообразие
организмов, предполагает существование ряда моделей процесса развития (Р. Левонтин,
1993).
1 модель. Гены рассматриваются как реальные детерминанты организма. Гены в
таком понимании - это чертежи и планы организма, а средовые факторы - сырье для
производства. В такой модели средовые переменные являются общей основой, которая
может быть превращена в любой вид организма в зависимости от его генов - как сталь,
краска, пластмасса могут быть превращены в грузовики, вагоны, в зависимости от того,
какой чертеж использовался.
2 модель (противоположная) рассматривает среду как основную детерминанту
фенотипа. Она напоминает контракт на строительство здания, который лишь задает
некоторые общие характеристики (пол должен выдержать нагрузку в 30 фунтов на
квадратный дюйм, или стены с изоляцией Р19 и так далее). Это общие генетические
спецификации, но именно средовые параметры детерминируют реальную внешность и
структуру организма, совсем как выбор материала - дерева, стали или камня - влияет не
только на внешний вид здания, но также на особенности его структуры. Модель
подчеркивает приоритет среды в детерминации фенотипа.
Модель 3 - симметричная по отношению к генам и среде. Она включает еще и
"шумы развития". Модель напоминает не столько фабрику, сколько мастерскую
ремесленника. Столяр - краснодеревщик знает, что он хочет сделать, но в процессе работы
материалы с их различием в фактуре и качестве начинают оказывать свое собственное
влияние. Так форма ножки стола будет отчасти зависеть от материала. Более того,
поскольку это ручная работа, есть некоторые различия в ножках и столах просто потому,
что работник не может держать под контролем детали всего процесса. Отношение между
геном, средой и организмом не одно-однозначные, а много-многозначные. Зная гены и
среду, мы не можем с полной уверенностью предсказать, каков будет организм. И зная
организм, мы не сможем точно определить его генотип или среду, в которой он
развивался.
Для описания развития человека одних биологических моделей недостаточно. На
среду и гены накладывается самосознание человека, которое действует как средство
социального взаимодействия и оказывает влияние на индивидуальное развитие. Поэтому
изменчивость, существующую среди людей, нельзя понять только на основании
биологических принципов. Существуют законы социальной трансформации - законы, о
которых мы знаем еще очень мало. Именно социальные законы превращают группу
людей в человеческое общество. Но они же управляют и развитием индивидуальности
каждого человека.
Рассмотрим в этой связи роль наследственности и среды в развитии некоторых
физических признаков человека в процессе его пренатального и постнатального развития.
Пренатальное развитие. Хотя формирование органов и функциональных систем
ребенка в процессе эмбриогенеза находится под контролем генотипа, факторы внешней
среды играют не последнюю роль. Хотя и плод относительно хорошо защищен от многих
вредных воздействий и получает через плаценту все необходимое ему для существования.
Тем не менее, особенно на начальных этапах развития многие факторы, влияющие на
материнский организм, оказывают влияние на зародыш (ионизирующее излучение,
алкоголь, никотин, антибиотики и др.).
В пренатальном периоде развития есть критические периоды, особо чувствительные
к внешнему воздействию. Выделяют два таких периода. Первый включает начало его.
В это время происходит закладка всех важнейших органов и неблагоприятные
воздействия в этот период чаще приводят к гибели зародыша. В течении второго
критического периода (с 4 по 7 неделю) происходит дальнейшее развитие всех органов. В
этом случае вредные воздействия могут привести к рождению ребенка с различными
физическими дефектами. Важным на наш взгляд является факт, что одинаковые
физические врожденные дефекты могут быть связаны и с повреждением генетических
структур, и с действием неблагоприятных внешних факторов.
Сложность изучения роли среды и наследственности в неонатальном развитии детей
и подростков определяется выбором методов исследования. Проведение подобных
экспериментов на растениях состоит в выделении двух групп организмов, идентичных по
генотипу, и помещении этих групп в различные условия существования (светлое и темное
помещение). В результате подобных опытов можно сделать вывод, что образование
зеленого хлорофилла растений зависит не только от наследственности, но и от факторов
внешней среды, в частности , света.
Поэтому наблюдения на людях проводят с помощью близнецового метода,
используя группы идентичных или гомозиготных близнецов (ИБ), имеющих не только
поразительное внешнее сходство, но и почти одинаковые генные "портреты". (Рождение
идентичных и неидентичных близнецов (НБ) явление нередкое, в среднем из 100
беременностей одна завершается рождением более чем одного ребенка.)
Для выяснения роли наследственности и среды в физическом развитии и росте
ребенка сначала выделяют близнецовые пары, проводят их морфологическое
обследование, изучают образ жизни (обычно близнецы, особенно идентичные, имеют
сходные интересы и близкие условия воспитания). На основании проведенных анализов
устанавливают коэффициент сходства (конкордантность) между близнецами и делают
заключение о роли наследственности или среды в развитии тех или иных качеств.
Данные исследований свидетельствуют о значении наследственности в развитии
шизофрении, маниакально-депрессивного психоза, эпилепсии и туберкулеза. Однако в
ряде случаев заболевание проявляется только у одного из близнецов. Так, для
шизофрении это число составляет 37%, маниакально-депрессивного психоза - 23%,
эпилепсии - 39,2%, что говорит о важной роли среды в развитии наследственных
заболеваний. Наследственные предпосылки заболеваний не всегда проявляются и часто
развитие болезни провоцируют социальные условия жизни. Высокая конкордантность ИБ
и НБ по проценту заболевания корью обусловлено лишь острым инфекционным
характером болезни.
С помощью близнецового метода было установлено важное значение среды в
развитии многих морфологических свойств организма.
Еще большее значение имеет среда для развития психических способностей
человека. Свойства памяти, сила произвольного внимания, мыслительная деятельность,
черты характера и многие другие человеческие качества определяются не только
природными задатками, но и формой, и способом деятельности ребенка, условиями той
социальной среды, в которой он развивается.
Не вызывает сомнения, что мозг новорожденного является незрелым в
морфологическом и функциональном отношениях. Есть основания полагать, что 80-90%
нервных клеток, составляющих высшие нервные структуры головного мозга человека
созревают только после его рождения. Естественно возникает вопрос: является ли
дальнейшее усложнение психической деятельности ребенка результатом развития
жесткой генетической программы развития или в этом процессе важную роль играет
обучение и воспитание. Если верно последнее, то формирование высшей нервной
деятельности ребенка представляет собой лабильный, то есть высоко подвижный процесс,
и, следовательно, возможна его рациональная коррекция со стороны родителей и
педагогов. Убедительным примером тому являются наблюдения французских ученых. В
конце 30-х годов прошлого столетия французская этнографическая экспедиция
обнаружила в дебрях Амазонки племя, находившееся по уровню развития в каменном
веке. Поскольку основным продуктом питания у них являлся мед, племя назвали "медовой
цивилизацией". Перед отъездом во Францию члены экспедиции взяли с собой маленькую
девочку. По приезду в Париж она была отдана на воспитание одинокой женщине.
Закончив гимназию первой по списку, эта девочка затем окончила университет и стала
доктором этнографии, профессором. Известно ее имя - Мария Ивон.
Факторы среды могут и негативно сказаться на морфофункциональных и
психологических характеристиках развивающегося ребенка (пример - одичавшие дети).
Один из древнейших и наиболее документированных случаев одичания мальчика,
названного ребенком-волком из Гессе, произошел в XIV веке. Местные жители стали
замечать, что в лесах около городка обитает призрачное существо, которое всякий раз,
когда людям случалось натолкнуться на него, быстро скрывалось. Реальное
доказательство его существования было получено лишь в 1344 году, когда это существо
было поймано. Оно оказалось мальчиком, который совсем одичал, передвигался на
четвереньках, как волк, и не владел речью. Установили, что ребенок, которому было
примерно восемь лет, провел в диком состоянии половину своей жизни. Согласно
свидетельству, мальчик жил с волками, которые приняли его в стаю и защищали как
собственного волчонка. Ребенок так привык ходить на четвереньках, что к его ногам
пришлось привязывать доски, чтобы помочь ему держаться прямо. Членораздельно
говорить он не умел, мог лишь ворчать и издавать звуки, свойственные животным, ел
только сырую пищу. Данный факт является далеко не единственным, и в нашем случае
убедительно показывает, что среда для человека является мощным фактором развития.
Таким образом, многочисленные данные генетики, физиологии, психофизиологии,
педагогики позволяют сделать следующее заключение. Наследственность определяет
лишь потенциальные пределы физического и психического развития детей и подростков,
степень же развития физических и психических особенностей ребенка зависит от
факторов внешней среды. Человек, родившийся даже с самыми благоприятными
задатками, но живущий в среде, препятствующей развитию его способностей,
превращается в посредственность, поэтому основная нагрузка на развитие
интеллектуальных возможностей ребенка приходится на воспитательный процесс и на
людей, его осуществляющих: родителей и воспитателей.
Вопросы для самоконтроля:
1. Какие концепции, касающиеся роли наследственных и средовых факторов
развития вам известны?
2. Модели процесса развития.
3. Какова роль наследственности и среды в развитии некоторых физических
признаков человека в процессе его пренатального и постнатального развития.
Тема №4. Общие проблемы роста и развития
План:
1. Понятие об онтогенезе
2. Рост и развитие организма детей и подростков
3. Наследственность и развитие организма
4. Акселерация и ретардация развития
5. Сенситивные периоды развития детей и подростков
1. Понятие об онтогенезе
Онтогенез (индивидуальное развитие организма) – совокупность преобразований,
претерпеваемых организмом от зарождения до конца жизни. Термин введен немецким
биологом Э. Геккелем (1866).
В онтогенезе выделяют два относительно самостоятельных этапа развития:
пренатальный и постнатальный. Первый начинается с момента зачатия и продолжается до
рождения ребенка, второй – от момента рождения до смерти человека. Первый этап в
среднем длится 280 дней. Продолжительность второго для всех людей различна и в нем
выделяют следующие периоды развития: ранний, зрелый и заключительный (период
старения).
Для работников физической культуры особо интересным является тот период
онтогенеза, когда в организме происходит наиболее интенсивное физическое развитие и
формирование психики человека, когда организм наиболее чувствителен к средствам
физического воспитания. Это период от рождения до 18-20 лет.
2. Рост и развитие организма детей и подростков
Рост – увеличение длины, объема и массы тела детей и подростков. Рост
осуществляется за счет процессов гиперплазии – увеличения числа клеток и количества
составляющих их органических молекул, а также за счет гипертрофии – увеличения
размеров клеток.
Процессы гиперплазии наиболее интенсивно протекают в период внутриутробного
развития и менее интенсивно после рождения. В постнатальный период некоторые клетки
теряют способность к делению. Так, образование новых мышечных клеток возможно
только первые 4 месяца после рождения. Дальнейшее увеличение массы и объема
мышечной ткани происходит в основном за счет образования огромного количества
нервных отростков и синаптических контактов.
Развитие – качественные изменения, заключающиеся в усложнении строения и
функций всех тканей и органов и процессов их регуляции.
Рост и развитие организма протекают неравномерно – гетерохронно. В
неодновременности роста и развития отдельных систем лежит биологическая
целесообразность. В первую очередь, развиваются жизненно необходимые органы,
обеспечивающие адаптацию к конкретным условиям внешней среды и выживаемость
организма. Данная концепция ускоренного и избирательного развития отдельных
структур выдвинута отечественным физиологом П.Анохиным. Так, мозг плода
интенсивно развивается на 2-10 неделе беременности, сердце – на 3-7, пищеварительные
органы – на 11-12. Если избирательность развития нарушена, то плод оказывается
нежизнеспособным.
Неравномерность роста и развития наблюдается и после рождения. Так, к моменту
рождения у ребенка относительно хорошо развиты мышцы губ, языка, щек,
обеспечивающие ему процессы сосания. Организм ребенка осуществляет процессы
газообмена с внешней средой, процессы терморегуляции, хорошо функционирует
сердечно-сосудистая система. В то же время слабо развиты мышцы туловища, ребенок
первые месяцы не в состоянии держать вертикально голову. Функционально не зрелые
многие зоны коры больших полушарий. Проходит немного времени и высокими темпами
начинает развиваться нервная система, увеличивается масса головного мозга, возрастает
возможность формирования условных рефлексов и т. д. После 5 лет темпы развития
нервной системы снижаются и преобладающее развитие приобретает другая система и так
до тех пор, пока организм не достигнет определенной функциональной зрелости.
Исходя из неравномерного темпа роста и развития организма, весь этап достижения
функциональной зрелости условно делят на несколько возрастных периодов. Существуют
различные схемы возрастной периодизации, но при воспитании детей и подростков
целесообразно пользоваться схемой, предложенной на Международном симпозиуме по
возрастной физиологии в 1965 году.
Сразу после рождения наступает период, называемый периодом новорожденности
(1-10 дней). Основанием для этого выделения служит тот факт, что в это время имеет
место вскармливание ребенка молозивом в течение 8-10 дней.
Грудной период продолжается до года. Начало этого периода связано с переходом к
питанию «зрелым» молоком. Во время грудного периода наблюдается наибольшая
интенсивность роста, по сравнению со всеми остальными периодами жизни. Длина тела
увеличивается от рождения до года в 1,5 раза, а масса тела – в 3 раза. С 6 мес. начинают
прорезываться молочные зубы. В 1-й мес. ребенок начинает улыбаться в ответ на
обращение к нему взрослых, в 6 мес. пытается ползать на четвереньках, в 8 – делает
попытки ходить, к году ребенок обычно ходит.
Период раннего детства длится от 1 года до 4 лет. В конце второго года жизни
заканчивается прорезывание зубов. После 2 лет абсолютные и относительные величины
годичных приростов размеров тела быстро уменьшаются.
С 4 лет начинается период первого детства, который заканчивается в 7 лет. Начиная
с 6 лет появляются первые постоянные зубы: первый моляр и медиальный резец на
нижней челюсти. Возраст от 1 года до 7 лет называют также периодом нейтрального
детства, поскольку мальчики и девочки почти не отличаются друг от друга размерами и
формой тела.
Период второго детства длится у мальчиков с 8 до 12 лет, у девочек – с 8 до 11 лет. В
этот период выявляются половые различия в размерах и форме тела, а также начинается
усиленный рост тела в длину. Темпы роста у девочек выше, чем у мальчиков, так как
половое созревание у девочек начинается в среднем на два года раньше. Усиление
секреции половых гормонов (особенно у девочек) обусловливает развитие вторичных
половых признаков.
Следующий период – подростковый – называется также периодом полового
созревания, или пубертатным периодом. Он продолжается у мальчиков с 13 до 16 лет, у
девочек – с 12 до 15 лет. В это время наблюдается дальнейшее увеличение скоростей
роста – пубертатный скачок, который касается всех размеров тела. Наибольшие прибавки
в длине тела у девочек имеют место между 11 и 12 годами, по массе тела – между 12 и 13
годами. У мальчиков прибавка в длине наблюдается между 13 и 14 годами, а прибавка в
массе тела – между 14 и 15 годами. В подростковый период происходит интенсивное
половое созревание мальчиков. У мальчиков, по сравнению с девочками, более
продолжителен пубертатный период и сильнее выражен пубертатный скачок роста.
Юношеский возраст продолжается у юношей от 18 до 21 года, а у девушек – от 17 до
20 лет. В этот период в основном заканчиваются процесс роста и формирование организма
и все основные размерные признаки тела достигают дефинитивной (окончательной)
величины.
В зрелом возрасте, который продолжается у мужчин от 22 до 60 лет, а у женщин от
21 до 55 лет, форма и строение тела изменяются мало. Между 30 и 50 годами длина тела
остается постоянной, а потом начинает уменьшаться.
В пожилом (мужчины – 61-74 года, женщины – 56-74 года) и старческом (75-90 лет)
возрасте происходят постепенные инволютивные изменения организма. Выделяют еще
один возрастной период – долгожительство (свыше 90 лет).
Любая возрастная группа для отдельно взятого ребенка довольно условна. Так как
рост и развитие имеют индивидуальные особенности, т.е. та или иная фаза появляются
раньше или позднее по сравнению со средними показателями для популяции.
Встречаются дети, индивидуальное развитие которых значительно опережает
хронологический (паспортный) возраст. В связи с этим необходимо конкретизировать
понятие «возраст ребенка», имея в виду хронологический или биологический возраст.
Хронологический – это количество прожитых лет от рождения до момента
обследования. Хронологический возраст имеет четкую временную границу (день, месяц,
год). Биологический возраст является также функцией времени, но определяется
совокупностью морфофункциональных особенностей организма. Разница между
хронологическим и биологическим возрастом может достигать 5 лет.
В процессе формирования организма как целостной системы выделяют возрастные
периоды, характеризующиеся интенсивным ростом, сменяющиеся затем годами с
минимальной прибавкой длины тела. Так, наибольшее увеличение длины тела отмечается
в первый год жизни (20-25 см) и в период полового созревания (8-10 см). Между этими
возрастами прибавки в длине тела составляют в среднем 4-6 см. Прекращение процессов
роста у девочек происходит к 17-18 годам, у юношей к 18-19 годам. Этот же закон
неравномерности свойственен массе тела и окружности грудной клетки.
Однако гетерохронность развития не отрицает ее гармоничность, поскольку является
специальной
закономерностью,
состоящей
в
неравномерном
развертывании
наследственной информации. Благодаря этой наследственно закрепленной особенности
роста и созревания организма обеспечивается его оптимальная адаптация к условиям
окружающей среды
3. Наследственность и развитие организма
Наследственность – способность живых организмов накапливать, хранить и
передавать потомству наследственную информацию. Передача и хранение
наследственных признаков обеспечивается ДНК и РНК. Ведущее значение в передаче
наследственной информации принадлежит ДНК. Большая длина молекулы ДНК дает
возможность «записать» определенную информацию.
Участок молекулы ДНК, хранящий информацию определенного признака,
называется геном. Каждая молекула ДНК включает в себя сотни генов и представляет
программу развития многих признаков и свойств организма. Объединяясь с особыми
белками, молекула ДНК образует в ядре хромосомы. Число хромосом постоянно для
каждого вида животных и растений. У человека в ядрах соматических клеток содержится
46 хромосом, а в ядрах половых – 23. При слиянии яйцеклетки со сперматозоидом
хромосом вновь становится 46. Зародившийся организм получает половину признаков от
матери и половину от отца.
Комбинации этих признаков могут быть самые разные. Данная комбинация
унаследованных признаков и определяет «генный портрет» человека – его генотип.
Совокупность свойств организма, приобретенных в процессе жизни, определяет
фенотипический портрет человека – его фенотип. Таким образом, каждому ребенку
присуща индивидуальная генетически обоснованная программа развития.
Однако развитие ребенка и реализация генетической программы происходит в
конкретных условиях внешней среды. Факторы внешней среды в зависимости от их
характера, силы и продолжительности действия могут способствовать выходу за границы
индивидуальной программы развития. Большое значение играет возрастной период, так
как каждый период отличается различной чувствительностью к факторам внешней среды.
Все факторы внешней среды условно можно разделить на 3 группы: неорганические
(температура, свет, парциальное давление газов во вдыхаемом воздухе, уровень радиации
и т. д.), органические (воздействие, оказываемое на организм ребенка другими живыми
существами) и социальные (воздействия, оказываемые на ребенка членами семьи,
которые, в свою очередь, определяются укладом, традициями, социальными ориентирами,
материальным достатком семьи и т. д.). К социальным факторам относят также
микроклимат, который создается вокруг ребенка в детских учреждениях, учебных
заведениях, а затем в рабочих коллективах.
При анализе влияния факторов первой группы на рост и развитие, в частности,
влияния высокой или низкой температуры окружающей среды, следует обратиться к
правилам Бергмана (1847) и Аллена (1877).
Правило Бергмана утверждает, что в пределах одного теплокровного вида размер
тела подвида обычно увеличивается с уменьшением температуры окружающей среды.
Правило Аллена гласит: у теплокровных животных, относящихся к одному виду, имеется
тенденция к увеличению относительного размера сильно выступающих частей тела с
увеличением температуры окружающей среды. Т.е. у лиц, проживающих в условиях
высокой среднегодовой температуры, отмечается преобладание длины конечностей над
длиной туловища. В то же время у лиц, проживающих в условиях низкой температуры,
отмечается большой вес при мощном торсе и относительно коротких конечностях.
Факторы органической природы могут выступать по отношению к растущему
организму как симбионты – бактерии толстого кишечника. Одни из них расщепляют
растительную клетчатку, так как в пищеварительных соках человека нет ферментов для ее
переваривания. В то же время многочисленные микроорганизмы способны вызывать
различные заболевания или паразитировать в организме ребенка.
Большое значение играет социальный фактор. Ребенок может иметь генетически
детерминированные музыкальные способности. Но отсутствие необходимых условий не
позволяет развиться этим способностям. Или же несовпадение социальных ориентиров
родителей с социальными ориентирами ребенка может явиться причиной прекращения
посещения спортивной секции.
Низкая материальная обеспеченность семьи является причиной неполноценного
питания, плохих жилищных условий и как следствие – отставание в физическом развитии
ребенка. Огромное значение играет микроклимат в семье. Воспитание ребенка в
состоянии эмоционального дискомфорта (конфликты в семье, отсутствие родительской
ласки и заботы) затормаживает его развитие. Такое явление получило название
психосоциальная низкорослость, или дефицит материнской ласки. Наиболее ярко это
проявляется у детей-сирот.
Кроме того, большинство отечественных физиологов склонны считать, что
физические упражнения стимулируют рост скелета как в длину, так и в ширину. Наряду с
этим, в литературе накоплен огромный материал о негативном влиянии интенсивных
физических нагрузок на растущий скелет. Исследования показывают, что при более
ранней интенсивной тренировочной деятельности у детей чаще выявляются хронические
заболевания суставов, которые трудно поддаются лечению.
Таким образом, только рациональная программа физического воспитания в
сочетании с другими благоприятными факторами (полноценное питание, хорошие
социальные условия и т. д.) являются естественными стимуляторами роста.
4. Акселерация и ретардация развития
Под акселерацией понимается ускорение темпов роста и развития детей и
подростков, а также абсолютное увеличение размеров тела взрослых. Этот термин был
предложен Е.Кохом (1935). Акселерация была отмечена при сопоставлении
антропометрических данных, полученных в начале 20-х годов XX века с данными 30-х
годов XIX века, когда начали проводить антропометрические исследования детей.
В настоящее время выделяют акселерацию эпохальную и внутригрупповую.
Эпохальная акселерация обозначает ускорение физического развития современных детей
и подростков в сравнении с предшествующими поколениями. Она проявляется уже на
стадии внутриутробного развития. У современных новорожденных длина тела больше на
0,7-1 см, а вес на 60-100 г. По мере роста эти различия возрастают. У современных детей
раньше происходит становление репродуктивных функций. Существуют доказательства
акселерации развития сердечно-сосудистой, дыхательной и двигательной систем.
Внутригрупповая акселерация – ускоренное физическое развитие отдельных детей и
подростков в определенных возрастных группах. Внутригрупповые акселераты
характеризуются более высоким ростом, большей мышечной силой и возможностями
дыхательной системы. У них значительно быстрее происходит половое созревание и
раньше заканчиваются процессы роста. Таким образом, внутригрупповая акселерация
часто сочетается с повышением физиологических возможностей организма.
Однако, индивидуальная акселерация нередко сопровождается дисгармоническим
развитием различных систем и функций, что приводит к физиологической дезинтеграции
и снижению функциональных возможностей. У детей с повышенными темпами развития
чаще наблюдаются эндокринные расстройства, хронический тонзиллит, нервные
расстройства, кариес зубов, повышенное артериальное давление.
После 60-70-х годов стали проявляться негативные явления акселерации. В первую
очередь, диспропорциональность физического развития, особенно в сторону
избыточности массы тела. Вторым негативным явлением акселерации является
уменьшение жизненной емкости легких и снижение мышечной силы. Причиной
дисгармоничности физического развития современных детей и подростков является
низкая двигательная активность.
Биологические механизмы акселерации пока не выяснены. Но существует ряд
гипотез причин акселерации, их условно можно разделить на 3 основные группы.
В первую группу входят физико-химические гипотезы. Е.Кох считал, что
современные дети подвергаются более интенсивному воздействию солнечных лучей,
являющихся, по его мнению, стимулятором роста. По мнению Тайбера, стимулирующее
влияние на рост и развитие оказывают электромагнитные волны, возникающие при работе
многочисленных радиостанций. Д’Руддер связывает акселерацию с возможным
изменением уровня радиации. Но большинство исследователей склоняются к гипотезе о
стимулирующем влиянии отходов промышленного производства. Промышленные
отходы, оказываясь в воздушной среде, попадая с питьевой водой, продуктами питания в
небольших дозах обладают мутагенными свойствами и поэтому способны оказывать
биостимулирующий гетерозисоподобный эффект. Подтверждением могут служить сроки
регистрации акселерации в разных странах. Так, акселерация первоначально проявилась в
Англии, Норвегии, Франции (с 1830-1840 гг.), в Швеции, Дании (с 1860 г.), затем в
России, Японии и т.д.
Во вторую группу входят гипотезы, объясняющие акселерацию изменением
социальных условий: улучшение питания (Н.Ленч), медицинского обслуживания
(М.Кривогорский) и стимулирующее влияние условий городской жизни на темпы
физического развития.
Третья группа – это гипотезы, согласно которым акселерация является результатом
циклических биологических изменений гетерозиса и других явлений. Эффект гетерозиса
связан с широкой миграцией современного населения и увеличением количества
смешанных браков. При этом потомство первого поколения обладает временным
преимуществом в физическом развитии.
Более правильным будет согласиться с мнением большинства авторов, считающих,
что причина акселерации лежит в комплексном влиянии ряда факторов, причем в разных
местах и в разное время ведущая роль принадлежит различным факторам.
Анализ материалов последних антропометрических измерений показывает, что
акселерация не является этапом прогрессирующего увеличения размеров тела человека, а
представляет лишь фазу в его развитии. Начиная с 70-х годов настоящего столетия в
наиболее экономически развитых странах, например, США, Англии, Швеции, уже
отмечено снижение темпов акселерации или даже ее прекращение. По всей видимости,
для акселерации конец XX и начало XXI столетия будут характерны полной ее
стабилизацией, а затем, возможно, началом обратного процесса.
Ретардация – явление, противоположное акселерации, – замедление физического
развития и формирования функциональных систем организма детей и подростков.
Биологические механизмы ретардации мало изучены. На современном этапе
изучения выделяют две основные причины ретардации. Первая – различные
наследственные, врожденные и приобретенные в постнатальном онтогенезе органические
нарушения; вторая – различные факторы социального характера.
Наследственные ретарданты, как правило, к моменту окончания процессов роста не
уступают в этом показателе своим сверстникам, просто достигают этих величин они на 12 года позже. Причиной отставания могут явиться и перенесенные заболевания, но они
приводят к временной задержке роста и после выздоровления темпы роста становятся
выше, т. е. генетическая программа реализуется за более короткий срок.
Существенное отрицательное влияние оказывает социальный фактор. В меньшей
степени – низкий материальный доход семьи и в большей – отрицательный
эмоциональный микроклимат, окружающий ребенка в семье или в детских учреждениях.
Дети, воспитывающиеся в условиях недостаточного внимания со стороны родителей и
дети, воспитывающиеся в детских домах и школах-интернатах, отстают в своем развитии
на 1,5-2 года от сверстников.
Таким образом, ретардация, не зависимо от причин, ее обусловливающих,
сказывается как на темпах физического, так и психического развития.
5. Сенситивные периоды развития детей и подростков
В процессе индивидуального развития имеются критические периоды, когда
повышена чувствительность развивающегося организма к воздействию повреждающих
факторов внешней и внутренней среды. Выделяют несколько критических периодов
развития. Такими наиболее опасными периодами являются:
1.
Время развития половых клеток – овогенез и сперматогенез;
2.
Момент слияния половых клеток – оплодотворение;
3.
Имплантация зародыша (4-8-е сутки эмбриогенеза);
4.
Формирование зачатков осевых органов (головного и спинного мозга,
позвоночного столба, первичной кишки) и формирование плаценты (3-8-я неделя
развития);
5.
Стадия усиленного роста головного мозга (15-20-я неделя);
6.
Формирование функциональных систем организма и дифференцирование
мочеполового аппарата (20-24-я неделя пренатального периода);
7.
Момент рождения ребенка и период новорожденности – переход к
внеутробной жизни; метаболическая и функциональная адаптация;
8.
Период раннего и первого детства (2 года – 7 лет), когда заканчивается
формирование взаимосвязей между органами, системами и аппаратами органов;
9.
Подростковый возраст (период полового созревания – у мальчиков с 13 до
16 лет, у девочек – с 12 до 15 лет), когда одновременно с быстрым ростом органов
половой системы активизируется эмоциональная деятельность.
Вопросы для самоконтроля:
1. Дать понятия рост и развитие, в чем их разница.
2. Отметить закономерности возрастных изменений организма.
3. Акселерация и ее причины
4. Чем характеризуется период школьной зрелости?
5. Характеристика этапов развития ребенка.
Тема 5. Возрастные особенности системы крови
План:
1. Общие свойства крови в онтогенезе. Биохимические свойства крови.
2. Форменные элементы крови в онтогенезе.
3. Лейкоциты.
4. Коагуляционная и антикоагуляционная системы.
5. Красная кровь.
1. Общие свойства крови в онтогенезе. Биохимические свойства крови
В конце ХIX века выдающимся французским физиологом Клодом Бернаром было
сформулировано положение о постоянстве внутренней среды организма (гомеостазе), как
необходимом условии поддержания жизнедеятельности организма. Это свойство
совершенствовалось в процессе эволюции, когда формировались механизмы, его
поддерживающие, и теплокровные животные в эволюции представили высочайший
уровень развития этой функции.
В течение онтогенеза в каждый возрастной период кровь имеет свои характерные
особенности. Они определяются уровнем развития морфологических и функциональных
структур органов системы крови, а также нейро-гуморальных механизмов регуляции их
деятельности.
Общее количество крови по отношению к весу тела новорожденного составляет
15%, у детей одного года - 11%, а у взрослых - 7-8%. При этом у мальчиков несколько
больше крови, чем у девочек. Однако в покое в сосудистом русле циркулирует лишь 4045% крови, остальная часть находится в депо: капиллярах печени, селезенки и подкожной
клетчатки - и включается в кровоток при повышении температуры тела, мышечной
работе, при кровопотере и т.п.
Удельный вес крови новорожденных несколько выше, чем у детей более старших
возрастов, и составляет соответственно - 1,06 - 1,08. Установившаяся в первые месяцы
плотность крови (1,052 - 1,063) сохраняется до конца жизни.
Вязкость крови у новорожденных в 2 раза больше, чем у взрослых и составляет 10,014,8 усл.ед. К концу первого месяца эта величина снижается и достигает обычно средних
цифр - 4,6 усл.ед. (по отношению к воде). Величины вязкости крови у лиц пожилого
возраста не выходят за пределы нормы (4,5).
У человека химический состав крови отличается значительным постоянством.
Наибольшие отклонения, если за норму принять содержание веществ в крови взрослых
людей, можно отметить в период новорожденности и в старческом возрасте.
Содержание общего белка в сыворотке крови здоровых новорожденных составляет
5,68+-0,04 г%. С возрастом это количество увеличивается, особенно интенсивно нарастая
в первые три года. В 3-4 года эти величины практически достигают уровня взрослых
(6,83+-0,19 г%). Следует обратить внимание на более широкие пределы индивидуального
колебания уровня белка у детей раннего возраста (от 4,3 до 8,3 г%), по сравнению со
взрослыми людьми, у которых эти величины составили 6,2-8,2 г%. Более низкий уровень
белка в плазме крови у детей первых месяцев жизни объясняется недостаточной функцией
белковообразовательных систем организма.
В течение онтогенеза меняется и соотношение между альбуминами и различными
фракциями глобулинов в плазме крови. В первые месяцы жизни в крови снижено
содержание альбуминов (3,7 г%), к 6 годам эта величина возрастает до 4,1 г%, а к 3 годам
составила 4,5 г%, что близко к норме взрослого человека. Количество гамма глобулинов,
высокое в первые дни после рождения за счет материнской плазмы, постепенно
снижается, а затем к 3 годам достигает нормы взрослого человека (17,39 г%). Содержание
альфа1-глобулинов у детей до 1 года повышено, к 3 годам уровень их в крови
нормализуется. Несколько по иному протекает установление концентрации альфа2глобулинов. В первые полгода уровень их повышен, к 7 годам он постепенно снижается, а
затем достигает уровня, характерного для взрослых. Содержание бета-глобулинов так же
достигает взрослого уровня после 7 лет.
Таким образом, белковый состав крови в течение онтогенеза претерпевает ряд
изменений: от момента рождения до зрелости происходит увеличение содержания белков
в крови, устанавливаются определенные соотношения в белковых фракциях.
Функциональные возможности синтезирующих белки плазмы органов, прежде всего
печени, относительно низки в момент рождения, постепенно усиливаются, что приводит к
нормализации состава крови.
Содержание липидных фракций новорожденных отличается от спектра этих веществ
у более старших детей и взрослых тем, что у них значительно увеличено содержание
альфа-липопротеинов и понижено количество бета-липопротеинов. К 14 годам показатели
приближаются к нормам взрослого человека.
Количество холестерина (рис.10) в крови новорожденных относительно невысоко, и
увеличивается с возрастом. При этом отмечается, что при преобладании в пище углеводов
уровень холестерина в крови повышается, а при преобладании белков - понижается. В
пожилом и старческом возрастах уровень холестерина увеличивается.
Содержание глюкозы в крови детей ниже, чем у взрослых, особенно в первые дни
жизни. Например, у грудного ребенка эта величина составляет 70-80 мг%, у детей 12-14
лет - 120 мг%. У взрослого в крови содержится 100-120 мг% глюкозы.
Уровень молочной кислоты у грудного ребенка может на 30% превышать таковой у
взрослых, что связано с повышением уровня гликолиза у детей. С возрастом содержание
молочной кислоты в крови ребенка постепенно падает. Так, уровень молочной кислоты у
ребенка в первые 3 месяца жизни составляет 18,7 мг%, к концу 1 года - 13,8 мг%, а у
взрослых - 10,2 мг%.
2. Форменные элементы крови в онтогенезе
Содержание эритроцитов в куб.мм крови также подвержено возрастным изменениям
У новорожденного эта величина колеблется от 4,5 млн в куб.мм до 7,5 млн, что, повидимому, связано с недостаточным снабжением кислородом плода в последние дни
эмбрионального периода и во время родов. После родов условия газообмена улучшаются,
часть эритроцитов разрушается. Кровь новорожденных содержит значительное
количество незрелых форм эритроцитов, содержащих ядро.
У детей от 1 до 2 лет наблюдаются большие индивидуальные отличия в числе
эритроцитов. Подобный широкий размах в индивидуальных данных отмечается также от 5
до 7 и от 12 до 14 лет, что, по-видимому, находится в прямой связи с периодами
ускоренного роста.
Одним важных свойств клеточных мембран является их избирательная
проницаемость. Этот факт обусловил то, что при помещении эритроцитов в растворы с
различной концентрацией солей, наблюдаются серьезные изменения в их структуре. При
помещении эритроцитов в раствор, осмотическое давление которого ниже, чем плазмы
(гипотонический раствор), по законам осмоса вода начинает входить внутрь эритроцита,
они набухают и их мембраны разрываются, происходит гемолиз. У человека гемолиз
начинается при помещении его эритроцитов в 0,44-0,48% раствор NaCl. Способность
эритроцитов противостоять гемолизу называется осмотической резистентностью. Она
значительно выше у новорожденных и детей грудного возраста, чем у взрослых.
Например, максимальная стойкость эритроцитов у грудных детей находится в пределах
0,24-0,32% (взрослых 0,44-0,48%).
Содержание гемоглобина в онтогенезе имеет следующие особенности.
В период внутриутробной жизни у плода в первые 6 месяцев преобладает фетальный
гемоглобин HbF. Существенным является тот факт, что он обладает более высоким
сродством к кислороду и может насыщаться на 60 % кислородом при таком напряжении
O2, когда гемоглобин матери насыщается на 30%, то есть при одном и том же напряжении
О2 кровь плода будет содержать больше кислорода, чем материнская кровь.
Эти особенности гемоглобина плода обеспечивают возможность транспортировать
кислород от крови матери к крови ребенка, удовлетворяя потребности тканей в кислороде.
К моменту рождения количество HbF снижается и остается на уровне 20%, а 80%
составляет HbA. К 4-5 месяцу жизни HbF остается всего 1-2%.
Для детей периода новорожденности характерно повышенное содержание
гемоглобина. Но, начиная с первых суток постнатальной жизни количество гемоглобина
постепенно падает, причем это падение не зависит от веса ребенка. Количество Hb у детей
первого года значительно снижается к 5 месяцу и остается на низком уровне до конца 1
года, с возрастом количество гемоглобина увеличивается.
У лиц пожилого и старческого возраста количество гемоглобина несколько
снижается, приближаясь к нижней границе нормы, выведенной для зрелого возраста.
3. Лейкоциты
Количество лейкоцитов у ребенка первых дней жизни больше, чем у взрослых, и в
среднем колеблется в пределах 10000-20000 в куб. мм. Затем количество лейкоцитов
начинает падать. Как и для эритроцитов, существуют широкие пределы колебания числа
лейкоцитов в первые дни постнатальной жизни от 4600 до 28000. Характерным в картине
лейкоцитов у детей этого периода является следующее. Нарастание количества
лейкоцитов в течение 3 часов жизни (до 19600), что, по-видимому, связано с
рассасыванием продуктов распада тканей ребенка, тканевых кровоизлияний, возможных
во время родов, через 6 часов - 20000, через 24 - 28000, через 48 - 19000. К 7 суткам число
лейкоцитов приближается к верхней границе взрослых и составляет 8000-11000. У детей
10-12 лет число лейкоцитов в периферической крови колеблется в пределах 6-8 тыс., т.е.
соответствует количеству лейкоцитов у взрослых.
Также имеет свои возрастные особенности лейкоцитарная формула. Напомним, что
под этим понимается соотношение различных форм лейкоцитов в процентах.
Рис. 1. Процентное содержание форм лейкоцитов.
Лейкоцитарная формула крови ребенка в период новорожденности характеризуется:
1) последовательным увеличением числа лимфоцитов от момента рождения к концу
периода новорожденности (при этом на 5-е сутки происходит перекрест кривых падения
нейтрофилов и подъема лимфоцитов);
2) значительным количеством юных форм нейтрофилов;
3) большим количеством юных форм, миелоцитов, бластных форм;
4) структурной незрелостью и хрупкостью лейкоцитов.
У детей первого года жизни при довольно широких пределах колебаний общего
числа лейкоцитов наблюдаются и широкие пределы вариаций процентного содержания
отдельных форм (рис. 1).
Высокое содержание лимфоцитов и малое количество нейтрофилов в первые годы
жизни постепенно выравнивается, достигая к 5-6 годам почти одинаковых величин. После
этого процент нейтрофилов постепенно растет, а процент лимфоцитов понижается
(рис.11).
Малым содержанием нейтрофилов, а также недостаточной их зрелостью и
фагоцитарной активностью отчасти объясняется большая восприимчивость детей
младших возрастов к инфекционным заболеваниям.
Говоря о лейкоцитах, мы не можем пройти мимо такой функции организма, как
иммунитет.
Как известно, под иммунным процессом понимают ответ организма на
определенного рода раздражение, на вторжение чужеродного агента - антигена. Защищая
организм от вторжения антигенов, кровь вырабатывает особые белковые тела - антитела,
которые обезвреживают антигены, вступая с ними в реакцию самого разнообразного
характера. При этом активно вырабатываются антитела лимфоциты, при участии и
контроле со стороны других иммунных клеток. В эмбриональном периоде антитела в
организме плода не вырабатываются, и, несмотря на это, в первые 3 месяца после
рождения дети почти полностью невосприимчивы к инфекционным заболеваниям. Это
объясняется тем, что плод получает готовые антитела (гамма-глобулины) через плаценту
от матери. В грудном периоде часть антител ребенок получает с материнским молоком.
Кроме того, невосприимчивость новорожденных детей к некоторым заболеваниям связана
с недостаточной зрелостью организма, особенно его нервной системы.
По мере созревания организма, его нервной системы, ребенок постепенно
приобретает все более стойкие иммунологические свойства. Ко второму году жизни
вырабатываются уже значительное количество иммунных тел.
Замечено, что у детей, воспитывающихся в коллективах, быстрее формируются
иммунные реакции. Это объясняется тем, что в коллективе ребенок подвергается скрытой
иммунизации: попадания от заболевших детей в организм ребенка малых доз возбудителя
не вызывает у него заболевания, но активирует выработку антител. Если это повторяется
несколько раз, то приобретается иммунитет к данному заболеванию.
К 10 годам иммунные свойства организма хорошо выражены и в дальнейшем они
держатся на относительно постоянном уровне и начинают снижаться после 40 лет.
Немаловажную роль в формировании иммунных реакций организма играют
профилактические прививки.
До последних лет действовала следующая схема основных прививок и их
ревакцинации:
1. Против туберкулеза - первые прививки на 5-7 день жизни. Ревакцинация в 7, 12 и
17 лет.
2. против полиомиелита - первая прививка в 2 месяца. Ревакцинация в 1,2,3,7,15 -16
лет.
3. Против дифтерии, коклюша - первая прививка в 5-6 месяцев. Ревакцинация в 2-3 и
6 лет.
4. Против оспы - первая прививка в 1-1,5 года. Ревакцинация в 8 и 15 лет.
5. Против кори прививка делается однократно с 10 месяцев до 8 лет, если дети не
были вакцинированы ранее и не болели корью.
4. Коагуляционная и антикоагуляционная системы
Система свертывания крови как одна из физиологических систем организма
формируется и созревает в период эмбриогенеза и раннего онтогенеза. Под системой
свертывания крови понимают, как вы знаете, совокупность органов (печень, легкие ,
селезенка, сосудистая стенка, костный мозг), синтезирующих, продуцирующих и
утилизирующих факторы свертывания и антисвертывания крови, которое обеспечивает
динамическое равновесие этих факторов в крови.
Условно ферментативный процесс свертывания крови можно разделить на 3 фазы: 1образование тромбопластина, 2- образование тромбина и 3- формирование фибрина. Эти
фазы тесно переплетаются и находят ответ в тесном взаимодействии, и кроме того, в
процессе свертывания крови принимают участие целый ряд факторов, обозначаемых
римскими цифрами и объединенные в 2 группы: прокоагулянты, антикоагулянты.
Свертывание крови детей в первые дни постнатальной жизни замедлено: начало
свертывания наступает через 2-3 минуты. С 2 по 7 день свертывание ускоряется и
приближается к норме, установленной для взрослых (начало на 1-2 мин и конец на 2-4
мин).
У детей дошкольного периода, подростков и юношей время свертывания при
широких индивидуальных колебаниях в среднем выражается одинаковыми цифрами:
начало - 1-2 минута, конец через 3-4 мин.
Наибольшие пределы колебаний времени свертывания крови в предпубертатном и
пубертатном периодах, очевидно, связано с неустойчивым гормональным фоном в этот
период жизни.
В возрасте после 50 лет в деятельности системы свертывания крови происходят
определенные изменения, а именно - повышение коагуляционных свойств крови. Эти
изменения, по-видимому, связаны с изменением обмена веществ и возникающим
вследствие этого нарушением в соотношениях белковых фракций (повышение уровня
глобулинов) и соответствующими явлениями атеросклероза. Кроме того отмечено
увеличение концентрации гепарина у лиц старше 100 лет, по данным Кишидзе, почти
вдвое по сравнению с содержанием его в крови у лиц зрелого возраста. В данном случае
повышение уровня гепарина, возможно, является защитной, приспособительной реакцией
на повышение коагуляционных свойств крови у лиц пожилого и старческого возраста.
Таким образом, для системы свертывания крови человека и животных характерна
гетерохронность созревания отдельных звеньев. Только к 14-16 годам у человека
содержание и активность всех факторов достигает уровня взрослых.
Представляет особый интерес вопрос о возрастных особенностях реакции системы
крови на экстремальные воздействия физической нагрузки.
В чем же состоит специфика изменений белой крови при мышечной нагрузке?
В характере возрастных отличий, наступающих после мышечной деятельности, в
картине белой крови не установлено. Сразу после нагрузки отмечается миогенный
лейкоцитоз. Также не установлено различий в периодах восстановления белой крови у
юных (16-18 лет) и взрослых (23-27 лет) лиц. У тех и других через полтора часа после
интенсивной работы (50 км велогонки) отмечаются признаки миогенного лейкоцитоза,
восстановление этого показателя происходит через 24 часа после работы.
5. Красная кровь
При кратковременных мышечных напряжениях (бег, плавание на коротких
дистанциях) количество Hb у юношей и девушек 16-18 лет изменяется незначительно.
Количество эритроцитов при этом немного увеличивается (на 8-13 %). После интенсивной
мышечной деятельности (велогонка 50 км) количество гемоглобина почти не изменяется,
а количество эритроцитов при этом немного уменьшается от 0,2 до 1 млн кл в куб. мм.
крови. Через полтора часа после гонки процесс эритропоэза усиливается, причем это
сопровождается появлением в сосудистом русле молодых форм эритроцитов ретикулоцитов.
Увеличение числа эритроцитов после кратковременной работы, очевидно,
происходит в результате перераспределения крови, а снижение их количества после
длительной работы и появлением ретикулоцитов в сосудистом русле свидетельствует об
усилении эритропоэза.
У взрослых гонщиков (23-27 лет) нагрузка той же мощности вызывала умеренный
ретикулоцитоз.
Мышечная деятельность сопровождается изменением всех вегетативных функций
организма. Наряду с этим происходит мобилизация его защитных средств. Таким
защитным компонентом мышечной деятельности является свертывание крови.
Биологический смысл мобилизации этого защитного компонента, по-видимому,
заключается в ограждении организма от кровопотери в случае травмы, а также в
сохранении гомеостаза. Исследования показали, что физическая нагрузка приводит к
усилению коагуляционных свойств крови, тромбоцитозу, лейкоцитозу, а также к
увеличению лизиса эритроцитов, лейкоцитов, тромбоцитов, что сопровождается
поступлением в кровь тромбопластических и антигепариновых субстанций. Таким
образом, изменение гемокоагуляции под влиянием мышечной работы является
результатом, с одной стороны, лизиса форменных элементов крови, а с другой стороны изменений в соотношении прокоагулянтов и антикоагулянтов.
После одной и той же работы (50 км велогонки) или дозированной работы на
велоэргометре у юношей наблюдается более выраженный тромбоцитоз, чем у взрослых.
Время свертывания крови укорачивается в равной степени и у подростков 12-14 лет, и у
юношей 16-18 лет, и у взрослых 23-27 лет. Однако период восстановления скорости
свертывания до исходного уровня различен у подростков и юношей. Кроме того, отмечена
особенность в реакции системы крови на физическую нагрузку у подростков 12-14 лет:
разнонаправленность сдвигов в содержании ряда факторов, а именно компонентов
протромбинового комплекса, фибриногена и других. Это явление можно объяснить
физиологическими особенностями предпубертатного и пубертатного периодов развития
организма, когда в организме происходит усиленный рост массы тела, внутренних
органов и развитие нервно-эндокринной системы. Неустойчивый эндокринный фон,
очевидно, и определяет разнонаправленность реакций в ответ на предъявляемый
раздражитель - мышечную деятельность. Это подтверждается тем, что у детей 8-10 лет, не
достигших предпубертатного периода, дозированная мышечная работа вызывает
однонаправленные сдвиги, как и у взрослого индивида.
Вопросы для самоконтроля:
1. Система крови, состав и функции.
2. Группы крови.
3. Каких людей называют универсальными донорами и реципиентами?
4. Состав плазмы и свойства в онтогенезе.
Тема №6. Возрастные особенности кровообращения.
План:
1. Основные представления о кровообращении
2. Возрастные изменения сердца
3. Развитие гемодинамических характеристик с возрастом
4. Возрастные особенности регуляции кровообращения
1. Основные представления о кровообращении
Кровь может выполнять жизненно необходимые функции, только находясь в
непрерывном движении. Циркуляция крови в организме составляет сущность
кровообращения и обеспечивается деятельностью органов кровообращения: сердца и
кровеносных сосудов. Сосудистая система человека как представителя класса
млекопитающих состоит из двух кругов кровообращения: большого и малого. Большой
круг кровообращения начинается в левом желудочке (с аорты), затем кровь по артериям
поступает к тканям и органам, в которых имеется разветвленная капиллярная сеть. Кровь,
отдавшая кислород и поглотившая углекислоту и продукты обмена, поступает в вены,
заканчивающиеся в правом предсердии. Малый круг предназначен для насыщения крови
кислородом и выделения углекислоты. Он начинается в правом желудочке, кровь из
которого через легочную артерию попадает в легкие и через легочную вену возвращается
в левое предсердие. Такова общая схема системы кровообращения в организме взрослого
человека.
Какие же изменения претерпевает система кровообращения в процессе роста и
развития организма?
Для ответа на этот вопрос обратимся к особенностям кровообращения у плода.
Основной отличительной чертой развития кровообращения у последнего является
наличие плацентарного кровообращения и отсутствие легочного дыхания, а также в
параллельном соединении обеих половин сердца. Переход на плацентарное
кровообращение сопровождается серьезными функциональными изменениями в сердечно
сосудистой системе плода.
Современные представления о кровообращении плода формулировались еще со
времен первооткрывателя большого круга кровообращения Гарвея.
Рис. 2. Кровообращение плода.
Кровь, насыщенная питательными веществами и кислородом, поступает к плоду по
пупочной вене из плацентарных ворсинок, где происходит газообмен. Продолжением
пупочной вены является так называемый аранциев проток. До или после анастомозов с
воротной веной он дает несколько ветвей в паренхиму печени и впадает затем в нижнюю
полую вену. В нижней полой вене артериальная кровь из плаценты смешивается с
венозной кровью от нижних конечностей, кишечника, таза. Благодаря наличию в правом
предсердии клапанообразной складки (евстахиевой заслонки) около 60% всей крови из
нижней полой вены через овальное отверстие направляется в левое предсердие, левый
желудочек и в аорту. Оставшаяся часть крови из нижней и верхней полых вен поступает в
правый желудочек и легочную артерию. Через легкие плода протекает лишь 25% всей
циркулирующей в организме крови, что объясняется высоким сопротивлением в системе
легочной артерии. Легочные артерии имеют выраженный мышечный слой и находятся в
спазмированном состоянии. У плода легочная артерия соединяется с аортой широким
артериальным протоком (баталлов проток) через который кровь поступает в нисходящую
дугу аорты ниже места отхождения сосудов, доставляющих кровь к голове и верхним
конечностям плода. По нисходящей аорте кровь направляется к нижним частям тела. В
связи с этим в наиболее выгодных условиях снабжения кислородом у плода находятся
печень, сердце, органы, расположенные в голове, и верхние конечности, что способствует
их быстрому развитию.
После рождения ребенка происходит резкая перестройка системы кровообращения.
Перерезка пуповины в момент рождения нарушает связь плода с материнским
организмом. При первом вдохе новорожденного происходит рефлекторное расширение
легких, начинает функционировать малый круг кровообращения. Кровь по легочной
артерии направляется в легкие, минуя артериальный проток, также сжимающийся
рефлекторно и вскоре превращающийся в соединительный тяж. Возросший легочный
кровоток повышает давление в левом предсердии, а прекращение плацентарного
кровообращения снижает давление в правом предсердии, что приводит к закрытию
овального отверстия.
Наиболее активное функционирование и морфологическое совершенствование
сердечно-сосудистой системы происходит в течение первых трех лет жизни ребенка, но и
в дальнейшем продолжается непрерывное, хотя и неравномерное развитие органов
кровообращения.
2. Возрастные изменения сердца
После рождения сердце ребенка растет и увеличивается, в нем происходят процессы
формообразования. Сердце новорожденного имеет поперечное положение и шаровидную
форму, это объясняется тем, что относительно большая печень делает высоким свод
диафрагмы, поэтому сердце новорожденного находится на уровне 4 левого межреберья.
Под влиянием сидения и стояния к концу первого года жизни опускается диафрагма, и
сердце занимает косое положение. К 2-3 годам верхушка сердца доходит до уровня 5
ребра, а у 10-летних детей границы сердца такие же, как и у взрослых.
Рост предсердий в течение первого года жизни опережает рост желудочков, и только
после 10 лет рост желудочков начинает превышать рост предсердий.
Рис. 3. Возрастные изменения массы сердца.
Как видно, наиболее интенсивно масса сердца растет на первом году жизни, к
восьми месяцам масса сердца увеличивается вдвое, к трем годам утраивается, к 5
увеличивается в 4 раза, а в 16 лет - в 11 раз.
При этом масса сердца у мальчиков превышает в первые годы жизни этот показатель
у девочек, а в 12-13 лет, напротив, в связи с наступлением периода усиленного роста у
девочек, его масса становится больше, чем у мальчиков. К 16 годам сердце девочек вновь
начинает отставать в массе от сердца мальчиков.
Частота сердечных сокращений у плода колеблется от 120 до 150 в минуту. В первые
2 суток после рождения ЧСС несколько ниже внутриутробного, что объясняется
повышением внутричерепного давления, изменением теплопродукции в связи с
переходом в среду с более низкой температурой, и наконец, угнетением симпатических
влияний. В последующую неделю ЧСС несколько повышается до 120-140 ударов в мин.
Впоследствии с возрастом ЧСС уменьшается. Например у детей дошкольного возраста в 6
лет оно составляет 95 уд/мин, у школьников 7-15 лет изменяется в пределах 92-76 в мин
(рис.14).
Рис. 4. Изменение частоты сердечных сокращений и ударного объема.
Замедление ЧСС является результатом изменения лабильности синусного узла и
становления более совершенных форм нейрогуморальной регуляции сердца. Усиление
тонического влияния блуждающего нерва приводит не только к текущему снижению
частоты сердечного ритма, но и изменяет метаболизм синусного узла, приводя к стойкому
снижению его лабильности с возрастом.
В возрасте после 60 лет ЧСС несколько снижается, развивается "ригидность",
"косность" сердечного ритма, которая отчетливо видна в условиях различных нагрузок.
Замедление ритма сокращений, в данном случае, связана со снижением лабильности
синусного узла, а его "косность" - с ослаблением влияния экстракардиальных нервов на
сердце.
Для оценки функционального состояния сердца решающее значение имеет
определение систолического (ударного) и минутного объемов сердца.
Количество крови, выбрасываемое сердцем новорожденного при одном сокращении,
2,5 куб. см. К 1 году оно увеличивается в 4 раза и составляет 10,2 куб.см, к семи годам уже в 9 раз, а к 12 годам - в 16,4 раза. Также возрастает и минутный объем кровотока
(МОК), преимущественно за счет увеличения систолического объема. Однако отклонение
величины МОК к массе (весу), характеризующее потребность организма в крови, тем
больше, чем меньше возраст ребенка. Так, у новорожденных ОЦК составляет около 103
мл/кг веса, до 3 лет - 89 мл/кг, 4-6 лет 81 мл/кг, 7-10 лет 80 мл/кг и 11-14 лет - 78 мл/кг.
Кровоснабжение тканей, таким образом, у новорожденного значительно лучше, чем у
взрослого человека.
Для анализа сократительной способности миокарда, а следовательно для понимания
возрастных изменений ударного и минутного объемов сердца, имеет значение анализ фаз
сердечного цикла.
С увеличением возраста детей и урежением сердечных сокращений наблюдается
удлинение фазы изгнания и фазы напряжения происходит в основном за счет удлинения
фазы изометрического сокращения. В пожилом возрасте нарастает длительность
электромеханической систолы. Однако если в 50-59 лет это увеличение связано в
основном с ростом периода изгнания, то в 70-79 лет - с удлинением периода напряжения.
В этом возрасте изменяются, во-первых, величина основного обмена человека, во-вторых,
растет величина периферического сопротивления, артериальное давление, изменение
упругих свойств сосудистой стенки, в-третьих, снижается вес сердца, изменяется
энергетические процессы в нем. Таким образом, изменяются факторы, определяющие
работоспособность.
3. Развитие гемодинамических характеристик с возрастом
Для характеристики возрастных изменений гемодинамики существенное значение
имеют данные по артериальному кровяному давлению. Данные по возрастным
изменениям АКД представлены в табл.1.
Таблица 1.
Общепринятым является тот факт, что с возрастом увеличивается как систолическое,
так и диастолическое давление. У новорожденных АКД значительно ниже, чем у
взрослого человека. Это объясняется тем, что у детей этого возраста артерии имеют
большую ширину просвета по отношению к массе сердца, общему весу и росту ребенка.
Венозные сосуды, наоборот, несколько сужены. Соотношение диаметров венозных и
артериальных сосудов составляет в этом возрасте 1:1, тогда как у взрослых - 1:2.
Достигнув величины 120-122/70-72 мм рт. ст., давление затем длительный период
остается без изменений и лишь к старости несколько повышается по причине утраты
эластических свойств стенками сосудов и увеличению периферического сопротивления.
Необходимо отметить, что представленные данные противоречивы. Эти величины,
полученные в разных странах, в различных областях нашей страны, различны и зависят от
условий жизни - например, физического развития человека. Так, кровяное давление
уроженцев юга ниже, чем у детей с северных районов (у жителей Армении и Киргизии
АКД ниже, чем у москвичей).
Одна и та же величина АКД может быть результатом различных соотношений
между сердечным выбросом и периферическим сопротивлением. Изменения упруговязких
свойств сосудов, тонуса стенок приводит к тому, что величина периферического
сопротивления с возрастом нарастает. Это можно проследить на примере изменений
скорости пульсовой волны, которая между 10 и 80 годами увеличивается. Возрастные
изменения упруговязких свойств сосудистой стенки сказываются на условиях
гемодинамики. Известно, что систолический объем крови, выброшенный в аорту, больше
ее емкости в фазе диастолы. Поэтому только часть энергии выброшенной крови
превращается в кинетическую энергию растянутой сосудистой стенки. Следовательно,
нарастание величины периферического сопротивления снижает важный резерв
экономного использования энергии во время сердечного цикла, что в свою очередь
требует увеличения мощности сердца у пожилых и старых людей.
Сердечный выброс и периферическое сопротивление определяют величину одного
из важнейших физиологических показателей: скорости кровотока. Скорость кругооборота
крови с возрастом увеличивается. Например, время кругооборота крови у новорожденных
составляет 11 с, 3-летних - 15 с, в 15-19 лет - 18,4 с, у 30-40-летних 20,7 с, а в возрасте 7079 лет - 22,6 с. В раннем возрасте эти сдвиги связаны с ростом, увеличением длины
сосудов, в более позднем - изменением эластических свойств сосудов.
Деятельность сердечно-сосудистой системы в конечном итоге направлена на
обеспечение трофики тканей, осуществляемое через посредство капилляров. Вот как
говорит Бюргер (1960) о значении капиллярного кровообращения в жизни человека:
"Возраст человека - это возраст капилляров". По своему строению капилляры детей мало
отличаются от капилляров взрослых. А вот их проницаемость для жидкой части крови
меняется: она выше в среднем возрасте, а в детстве и старчестве снижена. Количество
функционирующих капилляров в линейном поле зрения в старости снижается. У молодых
людей част встречаются так называемые "поля изменчивости", свидетельствующие об
облитерации капилляров. Как считает большинство исследователей, типичным для старых
людей, является нарастание извитости капилляров, увеличение межкапиллярных
анастомозов. При этом высказывается мысль, что замедление капиллярного кровотока в
старости является приспособительным механизмом, способствующим более полной
отдаче О2.
4. Возрастные особенности регуляции кровообращения
К моменту рождения ребенка в сердечной мышце достаточно хорошо выражены
нервные окончания как симпатических, так и парасимпатических нервов. В раннем
детском возрасте (до 2-3 лет) преобладает тоническое влияние симпатических нервов на
сердце, о чем можно судить по частоте сердечных сокращений (у новорожденных до 140
уд/мин). При этом тонус блуждающего нерва в этом возрасте низок, но постепенно
нарастает. Одним из проявлений этого может быть постепенно развивающееся замедление
ритма сердечных сокращений у детей разного возраста. По данным Аршавского (1967),
деятельность сердечно-сосудистой системы находится в прямой зависимости от развития
функционирования скелетной мускулатуры. Развитие мускулатуры в ходе онтогенеза,
связанное с ростом двигательной активности, приводит к экономизации затрат в покое,
установлению высокого уровня тонического влияния блуждающих нервов на сердце. Так,
у детей заметное урежение начального ритма возникает в возрасте около 1 года, что
совпадает с реализацией фазы стояния. Окончательное закрепление тонуса вагуса у детей
происходит к 2-3 годам. Но в том случае, если двигательная активность в постнатальном
периоде по каким-либо причинам не нарастала, не реализуется и усиление тонуса вагуса.
Это подтверждается данными, что у детей 8-9 лет после полиомиелита ЧСС и дыхание
мало отличается от таковых у детей грудного возраста.
Тонус симпатических влияний также растет с возрастом. Об этом свидетельствуют
данные возрастного увеличения АКД.
Возникновение реакций сердца на гуморальные факторы наблюдалось задолго до
возникновения отчетливых нервных влияний на сердце зародыша. Более того, по мнению
разных исследователей, сердце в эмбриональном периоде высокочувствительно к
гуморальным влияниям.
Аршавский (1960) показал, что нанесение ацетилхолина на сердце плода кроликов,
собак и кошек приводит к замедлению ЧСС, раньше, чем появляется реакция на
раздражение блуждающего нерва По данным Доуза и др. (1957), у плодов овцы очень
рано возникают изменения АКД и ЧСС при введении адреналина.
Сосуды плода, подобно сердцу, начинают реагировать на гуморальные агенты в
более ранние сроки, чем на нервные импульсы. При этом реакции сосудов отдельных
областей выражены неодинаково. Например, сосуды легких реагируют на адреналин
значительно позже, чем сосуды большого круга.
Итак, в ходе онтогенеза существует определенная этапность в становлении
механизмов регуляции деятельности сердечно-сосудистой системы: от внутриклеточной
саморегуляции, высокой гуморальной чувствительности к формированию системы
центральной нервной регуляции.
При старении организма происходит повышение чувствительности сердца и сосудов
к действию некоторых гуморальных факторов и ослабление нервных влияний. В опытах
на животных было показано, что старение ослабляет влияние блуждающего нерва на
сердце. В старости наступает не только количественные, но и качественные отличия в
реакции ССС. Так, папаверин, снижающий АКД, у старых людей вызывает не
депрессорную, а прессорную реакцию.
Особый интерес, вероятно, могут представлять особенности изменения реакции ССС
в онтогенезе при различных состояниях организма, в частности при действии физической
нагрузки. При этом решающее значение в обеспечении необходимого уровня
кровообращения имеет увеличение сердечного выброса. Чем младше ребенок, тем чаще
увеличение МОК происходит за счет увеличения ЧСС. ЧСС при нагрузке у детей может
достигать 160-180, причем у 8-летних детей ЧСС возрастает на 50%, у 17-летних на 70%
по отношению к исходному уровню. Максимальный прирост АКД у 8-летних составляет
14 мм рт. ст., а у 13-14 летних на 30 мм рт. ст.
Работами Маркосяна (1959, 1966) показано, что у детей старшего возраста во время
физической работы укорачивается период врабатывания, то есть время достижения
максимального изменения гемодинамики. Чем старше ребенок, тем более значительные
сдвиги кровообращения могут возникнуть под влиянием физических нагрузок.
Укорачивается с возрастом ребенка и длительность восстановительного периода.
При нагрузках малой интенсивности сдвиги величины АКД, ЧСС, сердечного
выброса у пожилых людей более выражены, чем у молодых, а при больших нагрузках,
наоборот, амплитуда гемодинамических сдвигов больше у молодых. В опытах на
животных и в исследованиях на человеке было показано, что с возрастом резко
удлиняется восстановительный период. При старении также ослабляется выработка
условных рефлексов. Например, выяснилось, что для молодых людей необходимо 3-4
сочетания для выработки условного рефлекса на основе холодового раздражителя, а у
стариков - 9 -12 сочетаний, при этом у них значительно происходило его угасание.
Ослабление условных рефлексов в старости ухудшает адаптационные механизмы,
обеспечивающие переход ССС на новый уровень деятельности.
Все эти изменения реакции ССС при старении связаны с существенными
изменениями в структуре гемодинамического центра. Снижается его лабильность и это
определяет длительный латентный период гемодинамических реакций. Вместе с тем
снижается надежность механизмов регуляции, адаптационные возможности ССС при
старении.
С ростом и развитием организма увеличиваются его общие энерготраты и возрастает
потребность в кислороде. Увеличиваются размеры тела, возрастающий кислородный
запрос обеспечивается развитием систем, осуществляющих доставку и транспорт
кислорода в легких и в крови. В тканях совершенствуются метаболические процессы. По
мере дальнейшего индивидуального развития организма улучшаются нейрогуморальная
регуляция и координация деятельности механизмов, обслуживающих обмен газов между
внешней средой и тканями.
Вопросы для самоконтроля:
1. Строение сердца и функции.
2. Клапанный аппарат сердца и его расположение.
3. Проводящая система сердца, ее топография и функция.
4. Что такое перикард?
5. Основные свойства сердца (автоматия, сократимость, возбудимость, проводимость).
6. Возрастные особенности кровообращения.
Тема №7. Дыхание человека в возрастной динамике.
План:
1. Особенности развития легких плода и ребенка
2. Газообмен в легких
3. Изменение кислородных режимов с возрастом
4. Возрастные особенности изменения дыхания и кислородных режимов при
физической нагрузке
5. Регуляция дыхания
1. Особенности развития легких плода и ребенка
Развитие легких у человеческого зародыша начинается на 3 неделе эмбрионального
существования. Между 5-й неделей и 4-м месяцем жизни зародыша формируются бронхи
и бронхиолы, к моменту рождения количество легочных сегментов уже такое же, как и у
взрослого.
Основной структурной единицей легкого у ребенка (также, как и у взрослого)
является ацинус. У новорожденных ацинус недостаточно дифференцирован.
Дифференцировка происходит еще долгое время после рождения. Так, например, у
новорожденного число альвеол 24 млн, а их диаметр - 0,05 мм, что в 12 раз и
соответственно в 4 раза меньше, чем у взрослых.
Если вес легких новорожденного - 50 г, то к 1 году возрастает в 3 раза, к 12 - в 10 раз
и у взрослого - в 20 раз.
Легкие ребенка бедны эластическими волокнами, особенно в окружности альвеол и
в стенках легочных капилляров, между дольками легких и альвеолами обильно развита
рыхлая соединительная ткань, богатая кровеносными сосудами. До 3 лет происходит
усиленная дифференцировка отдельных элементов легких, от 3 до 7 лет ее темп
замедляется. К 7-8 годам заканчиваются процессы дифференцировки бронхов. Особенно
усиленный рост и совершенствование органов дыхания наблюдается в пубертатном
периоде (12-16 лет). В течение этого периода носовые ходы, гортань, трахея и общая
поверхность легких достигает максимального развития. Увеличивается просвет трахеи и
бронхов, развиваются их мышечные и эластические волокна.
В пубертатном периоде увеличивается объем легких за счет увеличения объема
альвеол (их количество достигает уровня взрослого к 8 годам. В то же время объем легких
и поверхность альвеол еще значительно меньше, чем у взрослых.
В связи с трудностью определения ЖЕЛ (жизненной емкости легких) у
новорожденных, у них обычно определяют ЖЕ крика, считая, что при очень сильном
крике объем выдыхаемого воздуха почти равен ЖЕЛ. Таким образом смогли определить
ЖЕЛ в первые минуты после рождения: она составила 56-110 мл.
У детей обычно ЖЕЛ измеряют с 4-6 лет. В значительной степени она зависит от
физического развития, возраста, пола и др. На рис.6 показаны средние величины ЖЕЛ в
зависимости от возраста и пола. Как видно, с возрастом ЖЕЛ увеличивается, причем
наибольший прирост отмечается в 12-17 лет (период полового созревания), к 17 годам
достигая величины для взрослого человека.
Рис. 6. Средняя величина жизненной емкости легких.
Частота дыхания в мин у детей первого года жизни составляет 29-60. У детей 1-2 лет
эта величина составляет 35-40, у 2-4-летних 25-35, у 4-6-летних - 23-26 циклов в минуту.
У детей школьного возраста происходит дальнейшее урежение дыхания (до 18-20 раз).
Большая частота дыхания у ребенка обеспечивает высокую легочную вентиляцию.
Объем дыхательного воздуха (ДО) у ребенка в 1 месяц составляет 30 мл, в 1 год - 70
мл, в 6 лет - 156 мл, в 10 - 230 мл, в 14 лет - 300 мл, и лишь к 16-17 годам достигает
величины взрослого человека.
Минутный объем дыхания - это количество воздуха, которое вдыхает человек в 1
минуту. У новорожденного МОД - 650 - 700 мл, к концу первого жизни - 2700 мл, к 6
годам - 3500 мл, у взрослого человека - 5000-6000 мл.
В процессе роста и развития организма с увеличением резерва вдоха увеличивается
и максимальная вентиляция легких или максимальная произвольная вентиляция (МПВ).
Напомним, что под этим понимается максимальная возможность дыхательного аппарата.
Для его определения человека просят дышать как можно чаще и глубже в течение 15 сек.
Рис. 7. Максимальная вентиляция легких (л/мин.)
На рис.7 представлены МПВ в разные возрастные периоды. Как видно, значение
МПВ во временном периоде увеличивается, достигая к 16-17 лет уровня взрослого
человека.
Примерно с 11 лет прирост МПВ у девочек начинает отставать от такового у
мальчиков.
МПВ у дошкольников в 10 раз больше чем МОД; в пубертатном периоде в 13 раз; в
среднем у взрослого - в 20-25 раз. Это показывает, что в процессе роста и развития
организма резервы внешнего дыхания увеличиваются.
2. Газообмен в легких
В легких кислород из альвеолярного воздуха переходит в кровь, а углекислота
поступает в легкие. Движение газов осуществляется по механизму диффузии из среды с
большим парциальным давлением в среду с меньшим давлением. Парциальным
давлением называется давление газа в газовой смеси. Чем выше содержание газа в смеси,
тем, соответственно, его парциальное давление выше. Для газов, растворенных в
жидкости, ему соответствует напряжение. Газообмен в легких зависит от поверхности,
через которую осуществляется диффузия и разности парциального давления (напряжения)
диффундирующих газов.
При глубоком вздохе альвеолы растягиваются и их суммарная поверхность
достигает 100-150 кв.м. Также велика и поверхность капилляров в легких.
У плода органом газообмена является плацента, и снабжение кислородом зависит от
напряжения кислорода в крови матери, кислородной емкости крови плода, особенностей
его гемоглобина и т.д. На этом периоде развития организм обладает специальным
приспособительными механизмами, обеспечивающими доставку кислорода тканям.
Кислородная емкость крови плода к концу внутриутробной жизни увеличена (рис.19).
Фетальный гемоглобин обладает повышенным сродством к кислороду, кривая
диссоциации оксиформы гемоглобина сдвинута влево, что облегчает поступление
кислорода из организма матери в кровь плода. Увеличение кислородной емкости крови
плода является важным механизмом биологической адаптации к условиям
внутриутробной жизни. К 35-40-му дню постнатальной жизни кривая диссоциации
оксигемоглобина приближается к форме таковой у взрослого.
Рис. 8.
У детей рО2 в альвеолярном воздухе выше, чем у взрослых, поэтому и в
артериальной крови этот показатель тоже выше.
Зависимость напряжения кислорода от возраста оценивается следующей формулой
(Меллемгардта):
рАО2=104,2-0,27А, где А-возраст в годах и отражает общую возрастную тенденцию
к снижению напряжения О2 в артериальной крови.
В возрастных изменениях скорости транспорта О2 значительную роль играют
особенности гемодинамики. С возрастом увеличивается МОК ребенка, а интенсивность
кровотока МОК/вес,кг - уменьшается
В возрасте 16-17 лет относительные величины МОК у подростков больше, чем у
взрослых. Такое снижение интенсивности кровотока с возрастом можно объяснить
снижением интенсивности обмена веществ.
В связи с тем, что содержание О2 в артериальной крови и артерио-венозная разность
с возрастом увеличиваются, эффективность гемодинамики в отношении снабжения тканей
О2 повышается.
3. Изменение кислородных режимов с возрастом
Высокая интенсивность окислительного метаболизма, показанная выше,
особенности функции внешнего дыхания, кровообращение, дыхательной функции крови
обусловливают своеобразие кислородных режимов организма на ранних этапах его
развития. В связи с меньшей мощностью дыхательного аппарата скорость поступления О2
в легкие ребенка невелика. По мере того, как с возрастом увеличивается кислородный
запрос организма, общий объем и мощность органов дыхания, легочная вентиляция, а
вместе с ней и скорость поступления О2 в легкие увеличивается.
Изменяющиеся соотношения между скоростью доставки О2 и его потреблением
приводит к тому, что кислородные режимы организма с возрастом становятся все более
эффективными. Повышение эффективности кислородных режимов проявляется в том, что
снижается "холостой", в отношении обеспечения тканей кислородом, ток венозной крови;
скорость транспорта О2 венозной кровью превышает скорость потребления его тканями в
2,2-2,4 раза в первом (4-7 лет) и втором детстве (8-12 лет), в 2,7-2,8 раза - в подростковом
возрасте (13-16 лет) и только в 1,7 раза у взрослых.
Общая тенденция повышения эффективности кислородных режимов организма в
процессе роста и развития ребенка и подростка обусловлена тем, что регуляция дыхания и
кровообращения становится с возрастом все более совершенной, а функции этих систем
более экономными. Например, у ребенка на каждый литр потребляемого О2 приходится
29-30, а у подростков 32-34 литра воздуха, проходящего через легкие, тогда как у
взрослого - всего 24-25 л. Для доставки тканям 1 л О2 у ребенка и подростка необходимо
22-21 л крови, у взрослого надо только 15-16 л.
Одной из лучших моделей для выявления функциональных возможностей внешнего
дыхания и всей системы газообмена и газотранспорта является физическая нагрузка.
4. Возрастные особенности изменения дыхания и кислородных режимов при
физической нагрузке
У детей и подростков при мышечной работе потребление кислорода не может
возрастать до таких значений, как у взрослых. У детей ниже максимальные величины
легочной вентиляции и кровотока. Например, во время физической нагрузки (тест на
МПК) легочная вентиляция у детей и подростков возрастает всего в 10-12 раз (8-9 лет - до
50-60 л/мин; 14-15 лет - до 60-70 л/мин), тогда как даже у нетренированных взрослых
МОД достигает 100 л/мин.
В связи с небольшим размером сердца, меньшей мощностью сердечной мышцы,
систолический объем крови у детей и подростков при напряженной мышечной
деятельности не может увеличиваться так, как у взрослых.
Увеличение легочной вентиляции у детей при нагрузке осуществляется в основном
за счет учащения дыхания, а не за счет увеличения дыхательного объема вдоха и выдоха.
Малое увеличение диффузионной поверхности легких при нагрузке является причиной
меньшей утилизации О2 из альвеолярного воздуха. Например, 1 л О2 у детей в покое
извлекается из 5 л, а у взрослых из 3,5 л поступившего в альвеолы воздуха. При
физической нагрузке коэффициент утилизации О2 увеличивается примерно в 2 раза, а у
взрослых в 3 раза.
Использование О2 из артериальной крови у детей составляет примерно 50%, тогда
как у взрослых - 70% (у спортсменов высокого класса достигает 85-90%). Относительно
небольшая кислородная емкость крови, меньшая утилизация из нее кислорода приводит к
тому, что у детей и подростков при физической нагрузке эффективность кровообращения
не столь высока как у взрослых. Меньшая работоспособность, более низкие
эффективность и экономичность кислородных режимов свидетельствует о худшем
регулировании кислородных режимов в организме ребенка во время мышечной работы.
5. Регуляция дыхания
Дыхание человека способно меняться в зависимости от состояния его организма. Во
время сна оно спокойное, редкое; может становиться частым и глубоким во время
мышечной работы или прерывистым и неровным при эмоциональном стрессе. Каким
образом выбирается тот или иной ритм, глубина дыхательных движений? Еще в 1919 г.
русский физиолог И.А. Миславский установил, что в продолговатом мозге имеется группа
клеток, разрушение которых ведет к остановке дыхания.
Первоначально казалось, что дыхательный центр состоит из центра вдоха и центра
выдоха. Несколько позже было показано, что он имеет более сложную структуру (в то
время был открыт так называемый пневмотаксический центр, расположенный в области
среднего мозга выше Варолиева моста). Также было обнаружено, что в процессе
регуляции дыхания принимают участие вышележащие отделы ЦНС, обеспечивающие
адаптационные изменения в системе органов дыхания в зависимости от рода деятельности
человека, среди которых важная роль принадлежит коре больших полушарий.
При жизни активен дыхательный центр практически постоянно, так как в его
клетках ритмически возникают импульсы возбуждения. Автоматизм дыхательного центра
связывают с процессами обмена веществ в его нейронах. Импульсы после возникновения
по центробежным нервам достигают дыхательных мышц, диафрагмы и обеспечивают
возникновение вдоха и выдоха.
При болевом раздражении или при искусственном раздражении органов брюшной
полости, рецепторов кровеносных сосудов, кожи, рецепторов дыхательных путей
рефлекторно изменяется и дыхание. Так, при вдыхании паров аммиака раздражаются
рецепторы слизистой оболочки носоглотки, что вызывает рефлекторную задержку
дыхания. К той же группе относятся рефлекс чихания и кашель, являющиеся защитными
рефлексами, препятствующими попаданию в легкие инородных тел.
Особое значение в регуляции дыхания имеет импульсация, идущая от рецепторов
дыхательных мышц и от рецепторов самих легких. От ее характера в большой степени
зависит глубина вдоха и выдоха. Физиологический механизм заключается в том, что при
вдохе легкие растягиваются, и в рецепторах, расположенных в стенках легких, возникает
возбуждение, которое по центростремительным волокнам блуждающего нерва достигает
дыхательного центра, где затормаживает активность нейронов центра вдоха, при этом в
центре выдоха по механизму обратной индукции возникает возбуждение. В результате
дыхательные мышцы расслабляются, грудная клетка уменьшается и происходит выдох.
Выдох в свою очередь стимулирует вдох.
Доказательство участия корковых структур мозга в регуляции дыхания является тот
факт, что человек по своему желанию способен менять ритм и глубину дыхания,
задержать его на длительный промежуток времени (представьте, как возможна без такого
контроля, например, устная речь!). Это явление можно также видеть при изменении
дыхания у спортсменов перед стартом. У человека можно выработать условный рефлекс.
Например, если к вдыхаемому воздуху добавить 5-7% углекислого газа, который в такой
концентрации вызывает учащение дыхания, и сопровождать вдох звуком метронома, то
через несколько сочетаний вырабатывается условный рефлекс, результат которого учащение дыхания на звук метронома.
Большое влияние на состояние дыхательного центра оказывает химический состав
крови, ее газовый состав. Накопление СО2 в крови вызывает раздражение
хеморецепторов, расположенных в дуге и каротидном синусе аорты, что рефлекторно
вызывает возбуждение дыхательного центра и в свою очередь - учащение дыхания.
Подобным же образом действует накопление веществ, вызывающих закисление
внутренней среды организма - например, молочной кислоты, выделяющейся при
интенсивной физической нагрузке.
Сведений о возрастных особенностях центральной регуляции дыхания крайне
недостаточно. При этом большая часть из них касается, в основном, периода
новорожденности.
Легочное дыхание, отсутствующее у плода, должно надежно функционировать с
самых же первых моментов постанатальной жизни.
При внутриутробном развитии газообмен у плода происходит через плаценту и
организм матери. Однако даже плод совершает дыхательные движения в виде
незначительного расширения грудной клетки. При этом легкие не расправляются,
возникает только небольшое отрицательное давление в плевральной щели. По данным
Аршавского, такого рода дыхание плода способствует лучшему движению крови и
улучшению кровоснабжения. Во время родов, после перевязки пупочного канатика,
организм ребенка отделяется от организма матери, вследствие чего концентрация СО2 в
крови резко увеличивается, парциальное давление О2 падает. Это приводит к тому, что в
хеморецепторах кровеносных сосудов возникает возбуждение, которое по афферентным
волокнам достигает дыхательного центра, вызывая рефлекторный первый вдох. Далее
вдох также рефлекторно стимулирует выдох или первый крик новорожденного.
В возникновении первого вдоха немаловажную роль играет изменение условий
существования новорожденного по сравнению с внутриутробным существованием.
Механическое раздражение кожи при прикосновении рук акушера, более низкая
температура среды, подсыхание тела новорожденного на воздухе и др. При этом, как
полагает Аршавский (1966), в появлении первого вдоха основную роль играет
возбуждение спинальных дыхательных мотонейронов, клеток ретикулярной формации
продолговатого мозга и моста, причем возбуждающим фактором служит снижение
парциального давления О2 в крови.
К моменту рождения ребенка дыхательный центр способен обеспечивать
ритмическую смену фаз вдоха и выдоха менее совершенно, чем у детей старшего
возраста, что связано с еще незаконченным функциональным формированием
дыхательного центра. Об этом свидетельствует большая изменчивость частоты, глубины,
ритма дыхания у детей раннего возраста. Возбудимость дыхательного центра у грудных
детей также снижена.
С возрастом происходит формирование функциональной деятельности дыхательного
центра. Уже к 11 годам полноценной становится возможность приспособления дыхания к
различным условиям жизнедеятельности.
С возрастом меняется и чувствительность дыхательного центра к содержанию О2,
достигая в школьном возрасте примерно уровня взрослого.
Однако следует отметить, что в период полового созревания в организме подростков
происходят временные нарушения регуляции дыхания, отмечается меньшая устойчивость
к гипоксии, чем у взрослого человека. О функциональном состоянии дыхательного
аппарата свидетельствует и возможность произвольно изменять дыхание (прекратить или
гипервентилировать). Такая регуляция осуществляется через кору больших полушарий
головного мозга, связана с развитием второй сигнальной системы и проявляется с
развитием речи. По мере роста и развития ребенка и подростка все большую роль в
регуляции дыхания играют двигательный и другие анализаторы. В процессе онтогенеза
развивается опорно-двигательный аппарат и двигательные реакции, совершенствуются
проприорецептивные механизмы, становится более тонким анализ информации,
поступающей в головной мозг от проприорецепторов мышц и сухожилий. С возрастом
дыхание становится все более и более кортикализированным и управляемым.
Таким образом, изучение проблемы регуляции дыхания в онтогенезе отличается
сложностью, и целый ряд моментов этого процесса до сих пор не освещены и требуют
разрешения. К этому следует добавить, что регуляцию дыхания нельзя рассматривать
изолированно от транспорта газов кровью и тканевого дыхания, то есть вне целого
организма.
Вопросы для самоконтроля:
1. Значение дыхания. Механизм вдоха и выдоха.
2. Верхние дыхательные пути.
3. Строение, функции и возрастные особенности легких.
4. Газообмен в легких и тканях, возрастные особенности.
6. Нервно-гуморальная регуляция дыхания.
Тема №8. Возрастные особенности пищеварительной системы и выделительной
системы.
План:
1. Динамика развития структурных элементов пищеварительной системы человека
2. Возрастные особенности функции почек
1. Динамика развития структурных элементов пищеварительной системы
человека
Жизнь невозможна без поступления из окружающей среды определенных
питательных веществ. Их живые организмы получают в виде пищи. Поэтому начальный
этап ассимиляции пищи у человека и животных заключается в превращении исходных
пищевых структур в компоненты, лишенные видовой специфичности, пригодные для их
всасывания и использования в реакциях основного обмена.
При этом наибольшую роль играют пищеварительные ферменты, содержащимся в
соках пищеварительных желез. Характерным свойством ферментов является их высокая
специфичность, то есть они действуют на вещество или группу веществ определенного
физического состава и строения, на определенный тип химической связи в молекуле.
Процесс пищеварения начинается в органах пищеварительной системы, ротовой
полости, желудке и кишечнике.
В эмбриогенезе основные структурные элементы пищеварительной системы
оформляются рано, например, у человека уже к 3-4 месяцу внутриутробной жизни.
Источником питания плода при этом являются вещества, поступающие через плаценту из
крови матери. У новорожденных органы пищеварительной системы не достигают еще
своей окончательной форм и расположения. Пищевод не имеет изгибов,
сформировавшихся сужений. Желудок веретенообразной формы и залегает почти
вертикально, кишечник относительно короткий. С возрастом наблюдается опускание
подвижных его отделов.
Процесс пищеварения начинается с измельчения, перетирания пищи в ротовой
полости с помощью зубов, жевательных движений челюстей и языка, а под влиянием
выделяющейся слюны совершается ее размельчение, разжижение и ферментативная
обработка.
Зубы закладываются и развиваются в толще челюсти. Еще в утробном периоде
развития закладываются зачатки постоянных зубов.
На 6-8 месяце жизни начинают прорезаться временные или молочные зубы. В
течение второго года жизни, а иногда и начала третьего заканчивается прорезывание 20
молочных зубов. Молочные зубы нежные и хрупкие, поэтому это необходимо учитывать
при организации питания детей.
На смену молочным зубам в 6-7 лет постепенно растут постоянные зубы.
Прорезывание постоянных зубов заканчивается к 14-15 годам. Исключения составляют
зубы мудрости, появление которых задерживается до 25-30 лет, а в 15% случаев они на
верхней челюсти отсутствуют вообще. Так как постоянные зубы в течении нескольких лет
находятся под молочными зубами, то следует обратить внимание на состояние полости
рта и зубов у детей школьного и дошкольного возраста. По данным ВОЗ 7-9 человек из
обследованных нуждаются в лечении зубов по причине кариеса.
Измельченная механически пища в полости рта смешивается со слюной. В ротовую
полость открываются протоки трех пар крупных слюнных желез: околоушные,
нижнечелюстные и подъязычные. Более мелкие слюнные железки расположены по всей
слизистой оболочке ротовой полости и языка. Наиболее интенсивно масса желез
возрастает с 6 месяцев постнатального периода, то есть с началом перехода на смешанное
питание. При этом относительное количество соединительной ткани и протоков в детских
слюнных железах выше, чем у взрослых.
Основными белковыми компонентами слюны являются ферменты, муцин, лизоцим.
Из пищеварительных ферментов в слюне содержатся: амилаза А, расщепляющая углеводы
до мальтозы, и мальтаза, расщепляющая дисахариды до глюкозы. Белок слюны муцин
делает слюну клейкой, что облегчает проглатывание пищи. Лизоцим способен растворять
оболочки бактерий, то есть обладает бактерицидным действием, что способствует
быстрому заживлению ран в ротовой полости.
Секреция слюны начинается сразу после рождения. При этом до сих пор остается
открытым вопрос о физиологическом значении секреции слюны в раннем периоде
постнатальной жизни. Казалось бы, что при питании молоком, то есть не нуждающейся в
смачивании и предварительной обработке амилазой слюны пищей, организм не имеет
нужды в слюне.
Удаление у новорожденных крысят всех главных слюнных желез или просто
перевязка их протоков ведет к гибели животных в течении 5 дней, и этого не происходит,
если хотя бы одна из желез остается неповрежденной. Механизм данного эффекта был
неизвестен. И лишь сравнительно недавно было выяснено, что слюна, в данном случае,
необходима как вещество-герметик для ротовой полости при сосании. Она приклеивает
сосок к языку и стенкам ротовой полости, что создает необходимое для всасывания
молока отрицательное давление. Если крысенку с удаленными слюнными железами перед
кормлением смазать губы вазелином, то он остается жив и полноценно развивается.
Вероятно, этот фактор имеет значение не только у крыс.
Количество выделяемой слюны в начальном периоде постнатальной жизни
невелико, однако уже сразу имеются различия между объемами не стимулированной и
стимулированной сосанием секреции смешанной слюны. У новорожденного ребенка,
например, натощак общее количество слюны - 0,01-0,1 мл/мин, а при сосании оно
возрастает до 0,4 мл/мин.
Объем вырабатываемой слюны значительно меняется с возрастом. У человека 8-29
лет количество смешанной слюны возрастает, что объясняется общим увеличением массы
вырабатывающей слюну паренхимы слюнных желез. У лиц пожилого возраста
наблюдается снижение секреции слюны, что связано с атрофическим процессом, в ходе
которого часть вырабатывающих слюну элементов замещается соединительной тканью и
жиром.
У человека максимальная амилололитическая активность слюны отмечается в
возрасте 2-9 лет с последующим снижением до старости. Содержание амилазы в сухом
веществе в слюне в 2-9 лет относительно невелико, оно возрастает к 20-29 годам с
последующим уменьшением в старческом возрасте.
Попадая в желудок, пища подвергается дальнейшему расщеплению под действием
желудочного сока. (Размельченные и химически обработанные слюной пищевые массы в
смеси с желудочным соком образуют химус.)
Железы, вырабатывающие желудочный сок, расположены в толще слизистой
оболочки желудка. Различают три типа клеток желудочных желез: главные,
вырабатывающие ферменты желудочного сока (пепсин и химозин), обкладочные,
выделяющие HCl, добавочные слизистые. Таким образом, желудочный сок человека
представляет собой бесцветную жидкость с кислой реакцией, с содержанием слизи,
ферментов и соляной кислоты. Кислота способствует набуханию и денатурации белков,
необходима для работы пепсина. Слизь предохраняет желудок от механических и
химических повреждений.
Состав желудочного сока соответствует количеству и качеству пищи. В желудке
пища находится в зависимости от ее количества и состава от 4 до 10 часов.
Для защиты от самопереваривания желудка пепсин вырабатывается железами в
неактивной форме в виде пепсиногена, активируемого действием HCl или готовым
пепсином. Его функция заключается в расщеплении белков до альбумоз и пептидов.
Химозин, иначе называемый сычужным ферментом, вызывает створаживание молока в
желудке. Особенно много обнаруживается химозина в желудочном соке детей после
молочного вскармливания, тогда как у старших детей створаживание происходит под
влиянием пепсина и HCl.
Липаза расщепляет жиры до глицерина и жирных кислот и действует в желудке
лишь на эмульгированные жиры, входящие в состав молока.
Желудок грудных детей имеет горизонтальное положение и расположен почти весь
в левом подреберье. Только когда ребенок начинает ходить, желудок занимает более
вертикальное положение.
С возрастом меняется форма желудка. У детей до 1,5 лет она округлая, до 2-3 лет
грушевидная а к 7 годам приближается к форме взрослого человека.
Вместимость желудка с возрастом увеличивается. Если у новорожденного она
составляет 30-35мл, то к концу первого года достигает 300-350 мл, то есть увеличивается
в 10 раз. В 10-12 лет вместимость желудка 1,5 л. Мышечный слой желудка у детей разного
возраста развит слабо, особенно в основной области желудка - области дна. Недоразвитие
мышечного слоя дна желудка и относительно широкий вход в него у детей грудного
возраста является причиной срыгивания и рвоты.
У человека в раннем постнатальном периоде уровень секреции желудочного сока
невысокий, сок содержит относительно мало HCl. У мальчиков и девочек до 10 лет
динамика изменений кислотности сока после эвальдовского завтрака круто нарастает,
после 10 лет несколько замедляется и в 14-16 лет достигает максимальной величины.
Примерно в это же время появляются и половые отличия. Старость влечет за собой
значительное снижение объема секреции фундальных желез и менее выраженное падение
концентрации HCl. Относительно низкое содержание HCl в желудочном соке детей
дошкольного возраста ведет к снижению его бактерицидных свойств и проявляется в
склонности детей к желудочно-кишечным заболеваниям.
Иногда характеризуют уровень и качество секреции желудка в постнатальном
периоде как слабость этого процесса. Но вероятнее всего, что такая "слабость" является
выражением специальной адаптации к единственной пище этого периода - материнскому
молоку. По Уголеву (1967) желудочное пищеварение для переваривания столь
высокодиспергированной пищи как молоко не играет особого значения. Кроме того,
развития секреция желудочного сока, в этом периоде может даже отрицательное значение,
так как может привести к перевариванию ряда веществ молозива, в частности гамма
глобулинов, которые в норме проходят через желудок и в нативном виде всасывается в
кишечник.
Вопрос о возрастных особенностях регуляции пищеварения в желудке изучен крайне
недостаточно, отметим лишь, что при этом основным объектом изучения, как правило,
являются животные, и в основном изучалась степень формирования структур,
ответственных за тот или иной тип регуляции. Например, отсутствие реакции на тот или
иной раздражитель (пищу) связывается с незрелостью рефлекторной дуги секреторного
рефлекса, а также и самих желудочных желез или неполной функциональной готовностью
любого из звеньев системы.
Частично переваренное содержимое желудка поступает в начальный отдел тонкого
кишечника - двенадцатиперстную кишку, где под действием кишечного сока,
вырабатываемой печенью желчи и сока поджелудочной железы белки, жиры и углеводы
расщепляются на составляющие, готовя их для дальнейшего всасывания.
Поджелудочный сок - бесцветная, прозрачная жидкость щелочной реакции,
содержащая ферменты трипсин, расщепляющий белки и пептиды до аминокислот, липазу,
активируемую желчью и расщепляющую жиры до глицерина и жирных кислот, а также
мальтазу, которая превращает углеводы в моносахариды ряда глюкозы.
У человека к моменту рождения поджелудочная железа еще окончательно не
сформирована и продолжает развиваться. Наиболее интенсивное развитие железы
происходит в первые месяцы жизни. Она способна к секреторной деятельности уже
непосредственно после рождения, однако уровень этой деятельности еще весьма
невысокий. По данным Аршавского (1967) сразу после рождения в слизистой кишечника
образуется секретин - основной гормональный стимулятор панкреатической секреции.
Важным является то положение, что стимулятором образования секретина является
молочная кислота. Следовательно, панкреатическую секрецию может поддерживать
молочная кислота, имеющаяся в желудке в раннем постнатальном периоде, когда HCl там
отсутствует.
Онтогенетическое развитие синтеза ферментов в поджелудочной железе изучено
еще недостаточно. Некоторую, весьма приблизительную возрастную характеристику этой
деятельности у человека может дать исследование ферментативной активности
дуоденального содержимого.
Судя по этим данным, амилолитическая активность низка в течении первого года
жизни, затем она превосходит уровень взрослого, липолитическая - не достигает уровня
взрослого и к 12 годам, протеолитическая активность в период детства даже выше, чем у
взрослых, и к 12 годам снижается до этого уровня.
По мере старения в поджелудочной железе возрастает количество соединительной
ткани, увеличивается количество жира, наблюдаются склеротические явления в
секреторных элементах. Наступает снижение общего веса железы. После 80 лет
наблюдаются склеротические явления, которые иногда сочетаются с ожирением железы.
Показано, что в старческом возрасте снижается функция поджелудочной железы.
Печень в онтогенезе также претерпевает целый ряд структурных изменений, на
которых мы не будем останавливаться. Отметим лишь, что выделение желчи начинается с
первого дня после рождения (накопление желчи в желчном пузыре при очень медленном
ее образовании начинается еще до родов). По-видимому, количества желчи в раннем
детстве достаточно для осуществления пищеварения эмульгированного жира молока. По
мере развития ребенка концентрация желчных кислот довольно значительно снижается и
затем снова к 20 годам повышается. Таким образом, функциональные возможности
печени человека рано достигают высокого уровня и чрезвычайно медленно уменьшаются
к старости. Печень, по своим основным морфологическим, биохимическим и
функциональным показателям - весьма медленно стареющий орган.
Из двенадцатиперстной кишки пищевая масса поступает в тонкий кишечник, затем в
подвздошную. В кишечнике происходит дальнейшее расщепление м всасывание
питательных веществ. Всасывание происходит почти во всех отделах пищеварительного
тракта. Необходимо отметить, что всасывание может происходить и в ротовой полости.
Например, хорошо всасывается в ротовой полости сахар. Однако пища почти никогда не
находится там достаточно долго для осуществления всасывания. В желудке хорошо
усваивается алкоголь, частично глюкоза, в толстом кишечнике - вода и соли. Основные же
процессы всасывания проходят в тонкой кишке. Благодаря наличию ворсинок, площадь
внутренней поверхности кишечника увеличивается до 4-5 кв. м, то есть в 2-3 раза
превышает поверхность тела и, кроме того, здесь удерживается большое количество
пищеварительных ферментов, находящихся между ворсинками и практически не
попадающих в просвет кишечника.
Всасывающей функции кишечника посвящено немало работ, но данные их
противоречивы. Можно в частности отметить, что для ряда веществ активный транспорт
становится возможным только в антенатальный период. Например, способность активно
транспортировать аминокислоты возникает относительно рано. У 22-дневного эмбриона
кролика слизистая кишечника уже может аккумулировать валин, L-метионин и лизин.
Сразу же после рождения возрастает активный транспорт этих веществ.
Липиды всасываются в слизистой кишечника в раннем постнатальном периоде
сильнее, чем у взрослых. Всасывательная способность кишечника у пожилых и старых
людей снижена в отношении различных компонентов пищи. Основной причиной этого,
по-видимому, является нарушение пристеночного процесса и моторики кишечника.
Таким образом, пищеварительная функция в онтогенезе характеризуется быстрым
развитием и совершенствованием отдельных ее компонентов. Когда функция
пищеварительной системы в целом достигает определенного уровня (взрослого человека),
она устанавливается на определенном плато, затем начинает постепенно угасать, при этом
уменьшается функциональная полноценность пищеварительной системы. Снижение
уровня отдельных компонентов функций может расходится и по времени, и по глубине
изменений. Наблюдаемые в старости снижение ассимиляторных процессов в организме и
атрофические явления не могут быть объяснены снижением эффективности
пищеварительной функции. Причина снижения ассимиляторной фазы в организме лежит
не в старческих дефектах пищеварительной системы, а прежде всего в возрастных
изменениях тканей организма.
Итак, в процессе пищеварения, обмена веществ образуются продукты распада,
большая часть которых удаляется из организма через кишечник, потовые железы и почки.
При этом львиную долю выделительной функции берут на себя почки. Почки выводят из
организма: соли, аммиак, мочевину, мочевую кислоту, являются одним из важнейших
звеньев в поддержании постоянства осмотического давления крови.
2. Возрастные особенности функции почек
К моменту рождения в почках млекопитающих не завершены морфологические и
функциональные перестройки. Причем их степень и сроки окончательного созревания у
разных млекопитающих существенно различаются. Человек принадлежит к группе
относительно незрелых и медленно созревающих организмов. Почки на ранних этапах
постнатального существования способны удовлетворительно поддерживать гомеостаз.
Однако, их функция более ранима, чем у взрослого, не только при заболеваниях, но и при
изменениях привычных условий существования, особенно заметно это при изменении
характера.
В почках человека образование нефронов завершается примерно к 20-му дню
постнатальной жизни. И дальнейшее увеличение массы почки происходит уже не за счет
новых функциональных структур, а за счет роста уже существующих. К моменту
рождения фильтрующая поверхность клубочка значительно снижена. Канальцы
относительно коротки, петли Генле не развиты, и, кроме того, АКД также значительно
ниже (известно, что основной фильтрующей силой клубочков является кровяное
давление.
Процессы реабсорбции в онтогенетически незрелой почке также отстают от уровня
взрослого. Так, например, реабсорбция глюкозы составляет по Генецкому (1953) у щенков
всего 20-25% от этой величины для взрослых собак. Он же предполагал, что реабсорбция
глюкозы у ребенка снижена, и достигает уровня взрослых лишь к 2 годам жизни, поэтому
глюкозурия может наблюдаться у детей при меньшей нагрузке нефрона глюкозой. В
отличие от этого реабсорбция Na соответствует уровню для взрослого человека, что
является основной причиной склонности ребенка к отекам и другим проявлениям
гиперсалиемии.
Онтогенетически незрелая почка отличается от органа взрослого и его способности
поддерживать кислотно-щелочное равновесие. Эффективность такого процесса к началу
постнатальной жизни меньше, чем у взрослого. Так, например, почка взрослого выводит
за 8 часов 20% от общего количества введенной кислоты, а детская - 10%. Этим
объясняется склонность детей к ацидозам.
Также снижена в онтогенетически незрелой почке и способность концентрировать
мочу, что свидетельствует о незрелости структур почечных нефронов, и в первую очередь,
петли Генле и собирательной трубки. В связи с ограничением способности
концентрировать мочу ребенок затрачивает примерно вдвое больше воды, чем взрослый,
на выведение одного и того же количества осмотически активных веществ.
В период усиленного роста организма значительная часть вводимых с пищей
веществ расходуется на синтез, построение органов и тканей, не превращаясь как у
взрослого в конечные продукты обмена, подлежащие выделению почками.
Следовательно, преобладание процессов ассимиляции как бы разгружает деятельность
почки. Характерным также является для растущего организма и положительный баланс
калия, кальция, фосфора и других ионов.
Таким образом, почки новорожденного полноценно функционируют лишь при
определенных условиях. Все основные показатели почечной функции у ребенка снижены
и достигают уровня взрослого примерно к 2 годам, затем сохраняется на этом уровне до
45-50 лет, после чего начинает снижаться. При этом одной из существенных причин
является, по-видимому, постепенное нарушение системы кровоснабжения почки.
Раньше были рассмотрены процессы, характеризующие преимущественно
постнатальный период становления функции почек. Между тем динамика их в зрелом
возрасте и в старости значительно меньше.
Достигнув дефинитивного уровня, рост и развитие почки устанавливаются на плато,
а затем наблюдается регресс. Регресс обусловлен, видимо, нарушением кровоснабжения с
последующей атрофией отдельных функциональных единиц. При этом параллельно
происходит заместительная гипертрофия оставшихся, но это не полностью компенсирует
потерю.
Вопросы для самоконтроля:
1. Динамика развития органов пищеварения.
2. Почка, возрастные и функциональные особенности.
3. Нефрон – структурная и функциональная единица почки.
Тема №9. Особенности обмена веществ в разные возрастные периоды.
План:
1. Характеристика анаболических и катаболических процессов организма
2. Белковый обмен в развивающемся организме
3. Возрастная динамика обмена жиров и углеводов
4. Водно-солевой обмен и возраст
5. Возрастная динамика основного обмена
1. Характеристика анаболических и катаболических процессов организма
Под обменом веществ понимается совокупность изменений, которые претерпевают
вещества от момента их поступления в пищеварительный тракт до образования конечных
продуктов распада, выделяемых из организма. То есть обмен веществ у всех организмов,
от самых примитивных до самых сложных, в том числе организма человека, является
основой жизни.
В процессе жизнедеятельности в организме происходят непрерывные перестройки:
одни клетки погибают, другие их заменяют. У взрослого человека в течение суток гибнет,
другие их заменяют. У взрослого человека в течение суток гибнет и заменяется 1/20
клеток кожного эпителия и половина всех клеток эпителия пищеварительного тракта,
около 25 г крови и т.д.
В процессе роста обновление клеток организма возможно лишь тогда, когда в
организм непрерывно поступает О2 и питательные вещества, являющиеся строительным
материалом, из которого строится организм. Но для построения новых клеток организма,
их непрерывного обновления, а также для совершения человеком какой-то работы нужна
энергия. Эту энергию организм человека получает при распаде и окислении в процессах
обмена веществ (метаболизма). Причем процессы метаболизма (анаболизм и катаболизм)
тонко согласованы друг с другом и протекают в определенной последовательности.
Под анаболизмом понимают совокупность реакций синтеза. Под катаболизмом совокупность реакций распада. Необходимо учитывать, что оба эти процесса непрерывно
связаны. Катаболические процессы обеспечивают анаболизм энергией и исходными
веществами, а анаболические процессы - синтез структур, формирование новых тканей в
связи с процессами роста организма, синтез гормонов и ферментов, необходимых для
жизнедеятельности.
На протяжении индивидуального развития наиболее существенные изменения
испытывает анаболическая фаза метаболизма и в меньшей степени катаболическая фаза.
По своему функциональному значению в анаболической фазе метаболизма
различают следующие виды синтеза:
1) синтез роста - увеличение белковой массы органов в период усиленного деления
клеток (пролиферации), роста организма в целом.
2) синтез функциональный и защитный - образование белков для других органов и
систем, например, синтез белков плазмы крови в печени, образование ферментов
пищеварительного тракта и гормонов.
3)синтез регенерации (восстановление) - синтез белков в регенерирующих тканях
после травм или неполноценного питания.
4) синтез самообновления, связанный со стабилизацией организма, - постоянное
восполнение компонентов внутренней среды, разрушающихся в ходе диссимиляции.
Все эти формы ослабевают, хотя и неравномерно, на протяжении индивидуального
развития. При этом особенно значительные изменения наблюдаются в синтезе роста.
Наиболее высокими темпами роста отличается внутриутробный период. Например, вес
зародыша человека по сравнению с весом зиготы увеличивается в 1млрд. 20 млн. раз, а за
20 лет прогрессивного роста человека увеличивается не более чем в 20 раз.
На протяжении постнатальной жизни происходит дальнейшее падение уровня
анаболизма.
2. Белковый обмен в развивающемся организме
Процессы роста, количественными показателями которых является увеличение
массы тела и уровень положительного азотистого баланса - одна сторона развития. Вторая
его сторона - дифференциация клеток и тканей, биохимической основой которого
является синтез ферментативных, структурных и функциональных белков.
Белки синтезируются из аминокислот, которые поступают из органов
пищеварительной системы. Причем эти аминокислоты делятся на незаменимые и
заменимые. Если незаменимые аминокислоты (лейцин, метионин и триптофан и др.) не
поступают с пищей, то в организме синтез белков нарушается. Особенно важно
поступление незаменимых аминокислот для растущего организма, например, отсутствие
лизина в пище приводит к задержке роста, истощении мышечной системы, недостаток
валина - расстройствам равновесия у ребенка.
При отсутствии заменимых аминокислот в пище они могут синтезироваться из
незаменимых (тирозин может синтезироваться из фенилаланина).
И наконец, белки , содержащие весь необходимый набор аминокислот,
обеспечивающих нормальные процессы синтеза, относятся к биологически полноценным
белкам. Биологическая ценность одного и того же белка для разных людей различна в
зависимости от состояния организма, пищевого режима, возраста.
Суточная потребность белка на 1 кг веса у ребенка: в 1 год - 4,8 г, 1-3 года - 4-4,5 г;
6-10 лет - 2,5-3 г, 12 и более - 2,5 г, взрослые - 1,5-1,8 г. Следовательно, в зависимости от
возраста дети до 4 лет должны получать 50 г белка, до 7 лет - 70 г, с 7 лет - 80 г в сутки.
О количестве поступивших в организм и разрушенных в нем белков судят по
величине азотистого баланса, то есть соотношению количеств азота, которое поступает в
организм с пищей и выводимого из организма с мочой, потом и другими выделениями.
Как показали исследования, прогрессивная фаза развития характеризуется
интенсивным белковым обменом и положительным азотистым балансом. Чем моложе
организм, тем выше величина положительного баланса и значительнее способность
задерживать азот пищи. С понижением темпов роста снижается и способность к ретенции
белкового обмена.
Способность удерживать азот и серу у детей подвержена значительным
индивидуальным колебаниям и сохраняется на протяжении всего периода прогрессивного
роста. С прекращением роста наблюдается резкое снижение ретенции из пищи азота и
серы, что отмечается у взрослых и пожилых людей.
Как правило, взрослым людям не свойственна способность к задержке азота пищи,
их метаболизм находится в состоянии азотистого равновесия. Это свидетельствует о том,
что потенциальные возможности к белковому синтезу сохраняются длительное время так, под влиянием физической нагрузки происходит нарастание массы мышц
(положительный азотистый баланс).
В периоды стабильного и регрессивного развития, по достижению максимального
веса и прекращения роста, основную роль начинают играть процессы самообновления,
происходящие в течении всей жизни и которые к старости затухают гораздо медленнее,
чем другие виды синтеза. Об интенсивности самообновления можно судить по
коэффициенту изнашивания (Рубнер), характеризующим те минимальные траты, которые
связаны с основными процессами жизнедеятельности при отсутствии белков в пище. Этот
показатель рассчитывается по минимальному количеству азота, выделяемого с мочой, при
достаточной по калорийности, но безбелковой диете, то есть по уровню "эндогенного"
азота мочи.
Количество азота мочи при этих условиях снижается с возрастом, причем у мужчин
он несколько выше, чем у женщин, но к старости половые отличия сглаживаются. Данные
показывают, что с возрастом величина синтеза самообновления уменьшается.
Возрастные изменения затрагивают не только белковый, но также жировой и
углеводный обмен.
3. Возрастная динамика обмена жиров и углеводов
Физиологическая роль липидов - жиров, фосфатидов и стеринов в организме
заключается в том, что они входят в состав клеточных структур (пластический обмен), а
также используются как богатые источники энергии (энергетический обмен). Углеводы в
организме имеют значение энергетического материала.
С возрастом изменяется жировой и углеводный обмен. В процессах роста и
дифференцировки жиры играют существенную роль. Особенно важны жироподобные
вещества, прежде всего потому, что они необходимы для морфологического и
функционального созревания нервной системы, для образования всех видов клеточных
мембран. Вот почему потребность в них в детском возрасте велика. Потребность в жире
тем выше, чем меньше возраст ребенка. С возрастом также увеличивается абсолютное
количество жира, необходимое для нормального развития ребенка. От 1 до 3 лет
необходимо 32,7г; 4-7 лет - 39,2 г, 8-13 лет - 38,4 г в сутки.
При высокой интенсивности окисление жирных кислот и их утилизации в
пластических процессах в теле детей отложение жира невелико: жировые депо у них
быстро истощаются при недостатке углеводов в пище. Интенсивность синтеза в
значительной мере зависит от характера питания. Так, скорость синтеза жирных кислот
микросомами печени у крысят после рождения постепенно увеличивалось на протяжении
всего периода кормления материнским молоком, после отъема от матери скорость
снижалась и вновь повышалась, уже до уровня взрослых животных, после перевода
крысят на обычный корм.
Фазы стабильного и регрессивного развития характеризуются своеобразной
переориентацией анаболических процессов: переключение анаболизма с синтеза белков
на синтез жиров, что составляет одну из характерных черт возрастных изменений
метаболизма при старении. В основе возрастной переориентации анаболизма в сторону
накопления жира в ряде органов лежит понижение способности тканей к окислению жира,
вследствие чего при неизменной и даже пониженной скорости синтеза жирных кислот
организм обогащается жирами (так, наблюдалось развитие ожирения даже при 1-2
разовом питании). Несомненным является и то, что в переориентации процессов синтеза,
помимо факторов питания и нервной регуляции, имеет большое значение изменение
гормонального спектра, в частности изменения в скорости образования соматотропного
гормона, АКТГ, гормонов щитовидной железы, инсулина, стероидных гормонов.
Перестраивается с возрастом и углеводный обмен. У детей обмен углеводов
совершается с большей интенсивностью, что объясняется высоким уровнем обмена
веществ. В детском возрасте углеводы выполняют не только энергетическую, но и
пластическую функцию, формируя клеточные мембраны, вещества соединительной ткани.
Углеводы участвуют в окислении продуктов белкового и жирового обмена, чем
способствуют поддержанию кислотно-щелочного равновесия в организме. Суточная
потребность в углеводах у детей высокая и составляет в грудном возрасте 10-12 г на 1 кг
массы тела. В последующие годы, в возрасте 8-9 лет, она возрастает до 12-15 г на 1 кг
массы тела. С 1 до 3 лет ребенку в сутки необходимо получать с пищей около 193 г
углеводов, 4-7 лет - 287, 9-13 - 370, 14-17 годам - 470, и взрослым - 500 г.
Углеводы усваиваются детским организмом лучше, чем взрослым. Одним из
существенных показателей возрастных изменений углеводного обмена является резкое
увеличение к старости времени устранения гипергликемии, вызванной введением
глюкозы при пробах на сахарную нагрузку. Например, у взрослых глюкоза появляется в
моче, если она поступает в количестве 2,5-3 г на кг массы тела, в то время как у детей это
происходит лишь при поступлении 8-12 г глюкозы на 1 кг веса.
Важной частью обмена веществ в организме является водно-солевой обмен.
Превращение веществ в организме совершается в водной среде, вместе с
минеральными веществами вода принимает участие в построении клеток и служит
реагентом в клеточных химических реакциях. Концентрация минеральных солей,
растворенных в воде, обуславливает величину осмотического давления крови и тканевой
жидкости, имея таким образом большое значения для всасывания и выделения. изменения
количества воды в организме и сдвиги в солевом составе жидкости тела и тканевых
структур влекут за собой нарушение устойчивости коллоидов, следствием чего могут
быть необратимые нарушения и гибель отдельных клеток и далее организма в целом.
Именно поэтому сохранение постоянного количества Н2О и минерального состава
является необходимым условием нормальной жизнедеятельности.
4. Водно-солевой обмен и возраст
В фазе прогрессивного роста вода участвует в процессах созидания массы тела.
Известно, например, что из суточной прибавки массы тела в 25 г на долю Н2О приходится
18, белка - 3, жира - 3 и минеральных солей - 1 г. Чем моложе организм, тем больше
суточная потребность в Н2О. В первые полгода жизни потребность ребенка в Н2О
достигает 110-125 г на 1 кг веса, к 2 годам она снижается до 115-136 г, в 6 лет - 90-100 г,
18 лет - 40-50 г. Дети способны быстро терять и также быстро депонировать воду. При
проведении пробы Кларка-Олдриджа рассасывание стандартного количества
физиологического раствора, введенного под кожу у грудных детей происходит в среднем
за 29 мин, 1-5 лет - за 34 мин, 6-13 лет - через 52 мин.
Общей закономерностью индивидуальной эволюции является возрастная
дегидратация протоплазмы организма, уменьшение воды во всех тканях. С возрастом
происходит перераспределение воды в тканях - увеличивается объем воды в
межклеточных пространствах и уменьшается объем внутриклеточной воды.
Баланс многих минеральных солей зависит от возраста. В молодости содержание
большинства неорганических солей меньше, чем у взрослых. Особое значение имеет
обмен Са и Р. Повышенные требования к поступлению этих элементов у детей до года
объясняются усиленным образованием костной ткани. Но не меньшее значение эти
элементы имеют и в старости. Поэтому в пожилым людям необходимо вводить в рацион
питания продукты, содержащие эти элементы (молоко, молочные продукты), во
избежание расходования этих элементов из костной ткани. А содержание NaCl, наоборот,
следует снижать в рационе в связи с ослаблением продукции минералокортикоидов в
надпочечниках с возрастом.
Важным показателем энергетических превращений в организме является основной
обмен.
5. Возрастная динамика основного обмена
Под основным обменом понимается минимальный для организма уровень обмена
веществ и энергетических затрат при строго постоянных условиях: за 14-16 часов до
приема пищи, в положении лежа в состоянии мышечного покоя при температуре 8-20 С. У
человека среднего возраста основной обмен составляет 4187 Дж на 1 кг массы в 1 ч. В
среднем это 7-7,6 МДж в сутки. При этом для каждого человека величина основного
обмена относительно постоянная.
Основной обмен у детей интенсивнее, чем у взрослых, так как на единицу массы у
них приходится относительно большая поверхность тела, и процессы диссимиляции, а не
ассимиляции являются преобладающими. Энергетические затраты на рост тем больше,
чем моложе ребенок. Так что расход энергии, связанный с ростом, в возрасте 3 месяцев
составляет 36%, в возрасте 6 мес. - 26%, 9 мес. - 21 % общей энергетической ценности
пищи. Калорическая стоимость пищи определяется при сжигании этих веществ в
калориметрических бомбах, он оценивается в калориях.
Ясно выражены динамика изменений величины основного обмена и большая его
интенсивность в младшем возрасте при расчете как на единицу массы, так и на единицу
поверхности.
У человека, как и у всех незрелорождающихся млекопитающих, установлено
первоначальное повышение уровня основного обмена от момента рождения до
определенного возраста в раннем детстве, сменяющееся затем медленным снижением на
протяжении всей последующей жизни. Как показано выше, наиболее значительные
изменения происходят на протяжении первого года жизни. Они связаны с переходом
новорожденных из состояния теплового равновесия в условиях организма матери в среду
с пониженной температурой, а также с перестройкой физиологических отправлений
организма. Эта перестройка состоит в функциональном созревании механизмов
терморегуляции, в которых значительная роль принадлежит на этом этапе скелетной
мускулатуре, а также в возникновении и закреплении антигравитационных реакций удерживание головы в вертикальном положении, позы сидения и позы стояния.
В глубокой старости (фаза регрессивного развития) наблюдается уменьшение веса
тела, а также уменьшение линейных размеров тела человека, основной обмен падает до
низких величин. Причем степень снижения основного обмена в этом возрасте
коррелирует, по данным разных исследователей с тем, насколько у старых людей
выражены признаки дряхлости и утрачена работоспособность.
Что касается половых отличий в уровне основного обмена, то они обнаруживаются в
онтогенезе уже с 6-8 месяца. При этом основной обмен у мальчиков выше, чем у девочек.
Такие отношения сохраняются в период половой зрелости, а к старости они
сглаживаются.
В онтогенезе варьирует не только средняя величина энергетического обмена, но и
существенно изменяются возможности повышения этого уровня в условиях напряженной,
например, мышечной деятельности.
В раннем детском возрасте недостаточная функциональная зрелость скелетномышечной, сердечно-сосудистой и дыхательной систем лимитирует адаптационные
возможности реакции энергетического обмена при физических нагрузках. В зрелом
возрасте приспособительная возможность, так же как и мышечная сила, достигают
максимума. В старости исчерпываются возможности компенсаторного повышения уровня
дыхания и энергообмена в условиях стресса за счет снижения ЖЕЛ, коэффициента
использования кислорода тканями, снижением функций сердечно-сосудистой системы.
Высказывались разные предположения и предлагались различные математические
выражения для установления зависимости энергообразования от параметров,
характеризующих особенности строения организма. Так, Рубнер считал, что возрастные
изменения обмена есть результат уменьшения с возрастом размеров относительной
поверхности тела. Однако, вопреки правилу поверхности, в раннем онтогенезе у многих
животных наблюдается повышение интенсивности газового и энергетического обмена, в
то время как относительная поверхность снижена. Причем это прослеживается не только
при пересчетах на единицу веса, но и на единицу поверхности, что также необъяснимо
правилом поверхности.
Была сделана попытка объяснить падение уровня обменных процессов в старости
накоплением подкожного жира и снижением температуры кожи в этом возрасте.
Возрастное снижение интенсивности энергетического обмена связывали с возрастным
уменьшением массы так называемой "активной протоплазмы" при определении
внутриклеточной и внеклеточной воды. По данным Берже (1950) содержание
внутриклеточной воды, рассчитанное по пространству, доступному для радиоактивного
брома с возрастом уменьшается. Например, у мужчин в возрасте 10-39 лет оно составляет
266 мг/кг массы, у старых людей 80 и более лет - 194 мг/кг. Таким образом, с возрастом
клеточной массы становится все меньше и меньше, а клетки ее все суше и суше, и, стало
быть, при расчетах интенсивности основного обмена на единицу "активных" клеточных
элементов возрастное снижение уровня энергетического обмена будет менее выражено.
Заслуживает внимание работы, в которых изменения энергетического обмена
рассматриваются в связи с формированием механизмов терморегуляции и участием в ней
скелетной мускулатуры (Магнус, 1899; Аршавский, 1966-71).
Повышение тонуса скелетных мышц при недостаточной активности центра
блуждающего нерва в течение первого года жизни способствует повышению
энергетического обмена. Роль возрастной перестройки деятельности скелетной
мускулатуры в динамике энергетического обмена особенно отчетливо выделяется при
исследовании газообмена людей разного возраста в состоянии покоя и при физической
деятельности. Для прогрессивного роста увеличение обмена в покое характеризуется
снижением уровня основного обмена и совершенствованием энергетической адаптации к
мышечной деятельности. В период стабильной фазы сохраняется высокий обмен
функционального покоя и значительно повышается обмен при работе, достигая
стабильного, минимального уровня основного обмена. И в регрессивной фазе, разница
между обменом функционального покоя и основным обменом непрерывно уменьшается,
удлиняется время отдыха. Существенное значение в возрастной динамике обмена имеют
изменения характера центральных регуляторов метаболизма - нервной и эндокринной
системы.
Многие исследователи считают, что снижение энергетического обмена целостного
организма на протяжении онтогенеза обусловлено, в первую очередь, количественными и
качественными изменениями метаболизма в самих тканях, о величине которых судят по
соотношению между основными механизмами освобождения энергии - анаэробным и
аэробным. Это позволяет выяснить потенциальные возможности тканей генерировать и
использовать энергию макроэргических связей. Тканевое дыхание в настоящее время
изучается с помощью полярографического метода, по напряжению О2 в тканях, или
методом оксигенометрии по степени оксигенации крови. Используя эти методы Иванов
(1973) показал, что величина кислородного обмена в тканях подкожной клетчатки у
людей в глубокой старости (90-106 лет) снижена по сравнению с испытуемыми в возрасте
19-32 лет, одновременно с ним ухудшаются условия диффузии кислорода к тканям. С
возрастом также происходит своеобразная перестройка биоэнергетики сердечной мышцы,
она все меньше окисляет энергетически более эффективные жирные кислоты и сохраняет
на прежнем уровне способность окислять энергетически менее ценную глюкозу. Таким
образом, биоэнергетика сердца к старости резко изменяется на субклеточном уровне. С
возрастом происходят и параллельные изменения в системе генерации и использования
макроэргических соединений (АТФ и креатинфосфата). Так, например, концентрация
АТФ и КФ в мышцах белых крыс достигает максимальной величины в зрелом возрасте и
падает в старости, эти сдвиги отражают функциональные изменения скелетной
мускулатуры на протяжении жизни.
Вопросы для самоконтроля:
1. Что понимают под анаболическими и катаболическими процессами организма?
2. Белковый обмен в развивающемся организме.
3. Возрастная динамика обмена жиров и углеводов.
4. Возрастные особенности водно-солевого обмена.
5. Возрастная динамика основного обмена.
Тема №10. Возрастные изменения двигательной деятельности
План:
1. Изменение микростроения и функциональных возможностей мышц в онтогенезе
2. Возрастная изменчивость двигательных качеств
1. Изменение микростроения и функциональных возможностей мышц в
онтогенезе
В мышце различают среднюю часть - брюшко, состоящее из мышечной ткани, и
сухожилие, образованное плотной соединительной тканью. Каждая мышца состоит из
большого количества волокон поперечно-полосатой скелетной мускулатуры,
расположенных параллельно и связанных между собой прослойками рыхлой
соединительной ткани, по которым к ним подходят нервные волокна и сосуды. Снаружи
поперечно-полосатое мышечное волокно покрыто сарколеммой, внутри в саркоплазме
расположены миофибриллы, сократительный аппарат мышечного волокна, а также
митохондрии и другие органеллы клеток. Волокно разделено на правильно чередующиеся
участки (диски), обладающие разными оптическими свойствами. Одни участки
анизотропны (А), то есть в обыкновенном свете выглядят темными. Другие участки в
обыкновенном свете выглядят светлыми - они изотропны (I). В середине диска А
различается светлая полоска Н, посередине диска I - темная полоса Z, представляющая
собой ионную мембрану с проходящими через нее миофибриллами.
Каждая миофибрилла в свою очередь состоит из 2800 протофибрилл,
представляющий собой длинные цепочки молекул белков миозина и актина. Миозиновые
нити вдвое толще актиновых.
В состоянии покоя нити расположены таким образом, что тонкие длинные
актиновые нити входят в промежуток между толстыми и более короткими нитями
миозина. Важным компонентом микроструктуры миофибриллы является наличие
многочисленных поперечных мостиков, соединяющих между собой актиновые и
миозиновые нити. При сокращении мышечного волокна за счет этих мостиков нити
начинают скользить друг по другу, актиновые нити вдвигаются в промежуток между
миозиновыми. Причиной скольжения является химическое взаимодействие между
актином и миозином в присутствии ионов кальция и АТФ. Наблюдается нечто подобное
зубчатому колесу, протягивающего одну группу нитей относительно другой. Роль
зубчиков в этом процессе принадлежит поперечным мостикам, за счет которых
взаимодействуют между собой молекулы актина и миозина.
Вернемся к изменению общих показателей мышц. Так, на протяжении онтогенеза
значительно изменяется общая масса мышечной ткани, причем вес мышц в ходе роста
увеличивается значительно интенсивнее, чем вес многих других органов. Например, у
новорожденных масса всех мышц составляет 23% массы тела, а в 8 лет - 27%, в 17-18 лет 44% (у спортсменов, как известно, мышечная масса может достигать 50%).
В ходе онтогенеза происходят значительные изменения в микроструктуре мышц.
Рост мышечной массы в постнатальном периоде происходит за счет увеличения не
количества, а размеров мышечных волокон. Происходит утолщение миофибрилл и как
результат - утолщение мышечных волокон. Стабилизация, прекращение роста мышечных
волокон происходит к 18-20 годам, то есть примерно в те же сроки, что и стабилизация
роста скелета. А вот в старости происходит противоположный процесс - атрофия
мышечных волокон, приводящая к уменьшению их диаметра. Поперечная исчерченность
мышечных волокон при старении ослабляется. Перестает быть строго параллельным
направление мышечных волокон, появляются неправильно, спирально и даже
кольцеобразно расположенные группы мышечных волокон. Развитие гистоструктуры
соединительнотканных элементов мышц идет особенно интенсивно в раннем детском
возрасте, значительного уровня достигая к 7 годам. В 19-20 лет соединительнотканные
элементы мышц являются мощным каркасом как для всей мышцы, так и для каждого
мышечного волокна в отдельности. При старении соединительная ткань мышц
подвергается атрофическим изменениям. В саркоплазме обнаруживаются жировые
включения, а также участки восковидного перерождения.
Существенные изменения в ходе онтогенеза претерпевают ядра мышечных волокон,
играющие важную роль в развитии и функционировании ткани. Известно, например, что
мышцы эмбриона значительно богаче ядрами, чем мышцы детей и взрослых. Уменьшение
количества ядер происходит параллельно с утолщением диаметра мышечного волокна.
При старении по мере развития дистрофических изменений количество ядер снова
начинает увеличиваться, при этом изменяется также их форма.
Двигательные нервные окончания в мышцах появляются еще задолго до рождения и
длительное время после рождения их сеть продолжает развиваться. А вот
проприорецепторный аппарат формируется более быстрыми темпами, и опережает в
своем развитии моторные окончания. К моменту рождения нервно-мышечное веретено
уже имеет хорошо выраженную капсулу, извитые и разветвленные нервные волокна и
мышечный стержень. С возрастом меняется не только структура, но и их распределение в
мышце. Так, если у новорожденного "веретена" расположены более или менее
равномерно, то к 4-11 годам нервно-мышечные веретена обнаруживаются в большей мере
в концевых третях, чем в середине. Примерно до 17 лет и старше особенно быстро
увеличивается количество мышечных веретен в участках мышц, испытывающих
наибольшее растяжение.
Кровоснабжение мышц в эмбриональном и в раннем детском возрасте развито уже
хорошо, но в отличие от взрослого организма в этом периоде тип ветвления сосудов
мышц иной: он бывает рассыпной или переходный, а у взрослого - магистральный. В
общем можно отметить, что структура артериального русла мышц формируется уже к
рождению.
В ходе онтогенеза существенным образом изменяются и функции мышц.
Одним из важных показателей функции мышц является их лабильность. Под
лабильностью или функциональной подвижностью Н.Е. Введенский понимал большую
или меньшую скорость тех элементарных реакций, которыми сопровождается
физиологическая деятельность данного аппарата, в нашем случае мышечного. Мерой
лабильности по Введенскому является наибольшее число потенциалов действия, которое
возбудимый субстрат способен воспроизвести в 1 сек под влиянием раздражителя.
Наиболее низкая лабильность отмечается во внутриутробном периоде. Скелетная
мускулатура воспроизводит лишь 3-4 сокращения в секунду, тогда как у взрослого - до 6080. Во внутриутробном периоде при превышении оптимальной величины частоты
раздражения мышца продолжает сокращаться столько времени, сколько длится
раздражение, при этом отсутствует свойственное у взрослого состояние пессимума.
Пессимальное торможение заключается, как известно, в уменьшении величины
тетанического сокращения при очень высокой частоте раздражения мышцы, при этом
сила ее сокращения снижается.
Возрастные изменения функциональной лабильности мышц во многом связаны с
состоянием нервно-мышечных синапсов. На это указывает, например, невозможность
реализации истинного пессимума в антенатальном периоде. Кроме того, по мере
созревания мионевральных синапсов укорачивается в 4 раза время передачи возбуждения
с нерва на мышцу.
При старении пессимальное торможение развивается значительно легче, чем в
зрелом возрасте. На это указывает факт того, что у старых крыс пессимум развивается уже
при частоте импульсов 60-80, тогда как у молодых животных при той же
продолжительности отдельного импульса необходимы частоты 150-200 Гц. Эти данные
показывают, что с возрастом снижается функциональная лабильность нервно-мышечного
аппарата.
Значительным своеобразием в антенатальном периоде отличается рефлекторная
реакция мышц-антагонистов. Вместо типичной для взрослого организма реакции
реципрокного торможения в этом периоде сокращение сгибателя сопровождается
одновременным сокращением разгибателя. Этот тип рефлекторных мышечных
сокращений характеризуется участием не только мускулатуры конечностей, но и
дыхательных мышц.
Одной из существенных особенностей функционирования мускулатуры в
антенатальном периоде и новорожденных является постоянная активность скелетных
мышц. На начальных этапах развития скелетная мускулатура выполняет в основном
терморегуляционную функцию. Адекватным раздражителем при этом является снижение
температуры ниже индифферентного уровня. В отличие от взрослого у детей скелетные
мышцы не расслабляются даже во время сна. Такая постоянная активность скелетных
мышц является стимулятором бурного роста мышечной массы, а также и развития
рабочих возможностей формирующихся мышц. Двигательная деятельность ребенка в
первые месяцы жизни характеризуется так называемой сгибательной гипертонией
новорожденных и рядом обобщенных двигательных рефлексов (охватывание,
двигательный рефлекс Бабинского). В результате этих движений происходит усиление
позного тонуса.
Мощным стимулом развития нервно-мышечного аппарата является возникновение и
развитие антигравитационных реакций (удержание головы, поза сидения и стояние). При
этом развивается и совершенствуется не только аппарат двигательной активности,
возникающие при этом моторно-висцеральные рефлексы вызывают глубокую
перестройку деятельности таких систем, как сердечно-сосудистая, дыхательная и т.д. В
механизмах развивающихся изменений существенное значение принадлежит усилению
тонуса блуждающего нерва.
Для характеристики изменений функционального состояния двигательного аппарата
в онтогенезе значительный интерес представляет оценка роли времени в рефлекторных
реакциях мышц. Хронаксия (характеризует скорость возникновения возбуждения) мышц у
новорожденных от 1,5 до 10 раз больше, чем у взрослых. По величине хронаксии было
показана гетерохронность развития отдельных мышечных групп в онтогенезе. Так,
например, хронаксия двуглавой и трехглавой мышцы плеча формируется на уровне
взрослого уже к 5 годам, тогда как для большинства мышц это происходит в пределах 915 лет. Достигнув определенной величины, показатели хронаксии удерживаются на этом
уровне всю жизнь, несколько снижаясь в старости.
Наиболее общим проявлением функции движения является работоспособность
мышц, которая лежит в основе возрастной эволюции различных двигательных качеств,
определяющих взаимодействие организма со средой. Напомню, что под физической
работопособностью понимается потенциальная способность человека показать максимум
физического усилия в статической, динамической или смешанной работе. Изучение
возрастных особенностей величины этого показателя у детей младшего школьного
возраста существенно затруднен, так как основной метод регистрации уровня физической
работоспособности требует определенного уровня физического развития. Поэтому
достоверные данные об изменении мышечной работоспособности относятся почти
исключительно к детям старше 6-7 лет.
Систематические исследования изменений мышечной работоспособности у детей в
возрасте от 7 до 18 лет показывает, что с возрастом работа, выполняемая ребенком на
эргографе в течении 1 мин увеличивается, причем прирост количества работы изменяется
неравномерно в разные возрастные периоды. Существуют и определенные особенности,
характеризующие процесс роста и развития ребенка. Так, например, амплитуде эргограмм
свойственно снижение (отчетливое) в период от 7 -9 до 10 -12 лет, которое сменяется
затем постепенным увеличением. Обнаруживается четко выраженное снижение
суммарной биоэлектрической активности мышц, то есть с возрастом улучшается
использование мышцами нервного напряжения. Изменяется также и характер
биоэлектрической активности. Если у детей 7-9 лет пачки импульсов выражены нечетко,
часто отмечается непрекращающаяся электрическая активность, то по мере роста и
развития ребенка участки повышенной активности все более разделяются интервалами, на
протяжении которых биопотенциалы не регистрируются. Это указывает на то, что с
возрастом повышается уровень функционирования двигательного аппарата. По мере роста
и развития ребенка происходит концентрация нервных процессов и повышение
лабильности мышц.
Одной из важных характеристик мышечной работоспособности является ее
восстановление после физической нагрузки. Изучение этого вопроса представляет не
только чисто теоретический интерес, но имеет и большое практическое значение для
обоснования рационального режима деятельности и отдыха.
По мере старения организма работоспособность мышц уменьшается. Наиболее
общую характеристику возрастной эволюции двигательной деятельности мышц может
дать изучение степени развития двигательных качеств: силы, скорости, выносливости.
2. Возрастная изменчивость двигательных качеств
Развитие силы в онтогенезе характеризуется неравномерностью, обнаруживаемой
при сравнении прироста силы какой-либо одной мышцы, или группы мышц в разные
периоды времени. Наиболее систематические исследования в этом плане принадлежат
Коробкову (1962), который изучал силу сгибательных и разгибательных движений
пальцев, кисти рук, предплечья, плеча и др. Было показано, что общей закономерностью
изменений максимальной силы мышц с возрастом является преобладание функций
разгибателей нижних конечностей над функцией сгибателей. Увеличение силы в
онтогенезе выражено неодинаково для различных групп мышц. С 6-7 лет наиболее
значительно развивается сила мышц, сгибающих туловище, бедро, а также мышц,
осуществляющих подошвенное сгибание стопы. В 9-11 лет картина несколько изменяется.
Для мышц руки наибольшими становятся показатели силы при движении плечом и
наименьшими - кистью. Значительно увеличивается сила мышц, разгибающих туловище и
бедро. В 13-14 лет это соотношение снова изменяется, сила мышц, выполняющих
разгибание туловища, бедра и подошвенное разгибание стопы вновь возрастает. И лишь к
16-17 годам завершается формирование того соотношения силы мышц, типичного для
взрослого человека. В период после 50 лет это соотношение вновь изменяется.
Интенсивность развития силы мышц зависит от пола. По мере роста и развития
становятся все более выраженными различия между показателями мышечной силы у
мальчиков и девочек. В младшем школьном возрасте (7-9 лет) мальчики и девочки имеют
одинаковую силу большинства мышечных групп. У девочек к 7-9 годам сила мышц,
разгибающих туловище, ниже, чем у мальчиков, однако к 10-12 годам у девочек становая
сила возрастает настолько интенсивно, что они становятся и относительно, и абсолютно
сильнее мальчиков. После этого преимущественное развитие силы у мальчиков приводит
к концу периода полового созревания к значительному преобладанию силы мышц над
силой мышц у девочек.
Расчет величины максимальной силы на 1 кг веса тела позволяет оценить
совершенство нервной регуляции, химизма и строения мышц. Отмечено, что в возрасте от
4-5 до 6-7 лет нарастание максимальной силы почти не сопровождается изменениями ее
относительного показателя. Причиной указанного роста являются несовершенство
нервной регуляции и функциональная незрелость мотонейронов, не позволяющих
эффективно мобилизовать увеличенную к этому возрасту мышечную массу. В
дальнейшем в возрасте после 6-7 до 9-11 лет для ряда мышц рост относительной силы
становится особенно заметным. В это время наблюдаются быстрые темпы
совершенствования нервной регуляции произвольной мышечной деятельности, а также
изменениями биохимической и гистологической структуры мышц. Это положение
подтверждается тем, что в возрастной период от 4 до 30 лет мышечная масса возрастает в
8 раз, а сила мышц в 9 -14 раз.
Быстрота движений характеризует способность выполнять различные действия в
наиболее короткий отрезок времени. Развитие этого качества определяется состоянием
самого двигательного аппарата и деятельностью центральных иннервационных
механизмов, то есть высокий уровень быстроты движений тесно связан с подвижностью и
уравновешенностью процессов возбуждения и торможения. С возрастом быстрота
движений увеличивается.
Определяя этот показатель по максимальной частоте оборотов педалей
велоэргометра, удалось установить, что наибольшее развитие этого качества достигается у
детей 14-15 лет. Быстрота движения тесно связана и с другими качествами - силой и
выносливостью. Примечательно, что максимальные показатели быстроты вращения
педалей зависят от сопротивления движению педалей, так как увеличение нагрузки,
прилагаемой в упражнении, приводило к смещению максимальных значений скорости в
сторону более старших возрастов. Такая же картина была обнаружена и при увеличении
длительности педалирования, то есть когда испытуемым требовалось проявить большую
выносливость. Таким образом, быстрота движений на разных этапах онтогенеза зависит
от степени функционального развития нервных центров и периферических нервов, что
определяет в конечном счете скорость передачи возбуждения от нейронов к мышечным
единицам. Исследования показали, что скорость проведения импульсов в волокнах
периферических двигательных нервов достигает величин взрослых уже к 5 годам. Это
положение подтверждается данными гистологии, показывающими, что строение волокон
передних спинномозговых корешков у человека начинает соответствовать строению
взрослого организма между 2 и 5 годами, а волокон задних корешков - между 5 и 9
годами.
Быстрота движений характеризует способность выполнять различные действия в
наиболее короткий отрезок времени. Развитие этого качества определяется состоянием
самого двигательного аппарата и деятельностью центральных иннервационных
механизмов, то есть высокий уровень быстроты движений тесно связан с подвижностью и
уравновешенностью процессов возбуждения и торможения. С возрастом быстрота
движений увеличивается.
Определяя этот показатель по максимальной частоте оборотов педалей
велоэргометра, удалось установить, что наибольшее развитие этого качества достигается у
детей 14-15 лет. Быстрота движения тесно связана и с другими качествами - силой и
выносливостью. Примечательно, что максимальные показатели быстроты вращения
педалей зависят от сопротивления движению педалей, так как увеличение нагрузки,
прилагаемой в упражнении, приводило к смещению максимальных значений скорости в
сторону более старших возрастов. Такая же картина была обнаружена и при увеличении
длительности педалирования, то есть когда испытуемым требовалось проявить большую
выносливость. Таким образом, быстрота движений на разных этапах онтогенеза зависит
от степени функционального развития нервных центров и периферических нервов, что
определяет в конечном счете скорость передачи возбуждения от нейронов к мышечным
единицам. Исследования показали, что скорость проведения импульсов в волокнах
периферических двигательных нервов достигает величин взрослых уже к 5 годам. Это
положение подтверждается данными гистологии, показывающими, что строение волокон
передних спинномозговых корешков у человека начинает соответствовать строению
взрослого организма между 2 и 5 годами, а волокон задних корешков - между 5 и 9
годами.
Выносливость - это способность продолжать работу при развивающемся утомлении.
Но несмотря на большую практическую значимость выяснения возрастных особенностей
развития выносливости, развитие этой стороны двигательных качеств менее всего
изучено.
Статическая выносливость (измеряемая по времени сжимания рукой кистевого
динамометра при силе, равной половине от максимального) с возрастом значительно
увеличивается. Например, у мальчиков 17 лет выносливость была в 2 раза выше, чем у
семилетних, а достижение взрослого уровня происходит только в 20-29 лет. К старости
выносливость уменьшается примерно в 4 раза. Примечательно, что в разные возрастные
периоды выносливость не зависит от развития силы. Если наибольший прирост силы
наблюдается в 15-17 лет, то максимум повышения выносливости происходит в возрасте 710 лет, то есть при быстром развитии силы развитие выносливости замедляется.
Одним из непременных условий выполнения произвольных движений является
упорядоченная или координированная работа мышц. Координационные способности
растущего организма еще несовершенны. Так, значительная иррадиация возбуждения
отмечается при исследовании разведения пальцев рук и открывания рта. В возрасте от 6
до 14 лет этот феномен наблюдается реже.
По мере роста и развития ребенка происходит не просто совершенствование
координации движений, но и нередко замена одних механизмов другими. Например, в
движениях нижних конечностей сначала возникает перекрестно-реципрокная
координация, облегчающая попеременное движение ногами (ходьба, бег), и лишь в
младшем школьном возрасте формируется симметричная координация движений,
облегчающая одновременные движения ног, сменяющая предыдущую схему путем
торможения. Например, ребенок в 3 года не может сделать больше 1-3 правильных,
характерно симметричных движений ног, прыжков. Иногда можно даже получить отказ
на просьбу выполнить задание, так как он не может выполнить его.
Не менее важным является положение о том, что способность дифференцировать
напряжение мышц также имеет возрастные особенности. У детей 5-10 лет этот показатель
не велик, и почти не меняется. С 11 до 16 лет наблюдается его значительное повышение.
При этом половых отличий не обнаружено. Основным механизмом регуляции точности
движений
является,
как
известно,
кинестетическая
чувствительность
(проприорецептивная), и кроме того, значительная роль в координации движений
принадлежит сенсорной системе.
Изменение двигательной функции, достигающей в зрелом возрасте наиболее
полного развития, продолжается в дальнейшем в периоде старения. Обнаружено, что с
возрастом все эти показатели уменьшаются, но более значительное снижение отмечается с
возрастом в быстроте движений, и в меньшей степени понижаются показатели мышечной
силы. Общей закономерностью изменения двигательной функции при старении являются
неоднозначность динамики ее отдельных составляющих: снижаются одни показатели и
стабилизируются или даже повышаются других.
Вопросы для самоконтроля:
1. Какие изменения в микроструктуре мышц происходят в ходе онтогенеза?
2. Что называют выносливостью мышц?
3. Как с возрастом изменяются двигательные качества?
Тема №11. Эндокринная система в разные возрастные периоды
План:
1. Гипофиз, гонадотропные гормоны
2. Эпифиз, щитовидная железа
3. Гормоны надпочечников
4. Поджелудочная железа
5. Половые железы
6. Вилочковая железа, околощитовидные железы
1. Гипофиз, гонадотропные гормоны
Среди показателей, характеризующих возрастные изменения желез внутренней
секреции, в наибольшей степени известно их морфологическое строение. Несколько хуже
изучены сдвиги функциональных характеристик и биохимизма эндокринных желез.
Вначале наблюдается начальный стремительный рост органов, отмечается гетерохрония в
росте отдельных желез. В первом (22-35 лет) и втором (36-60 лет) периодах зрелости
отмечается длинный период относительного постоянства массы, затем происходит
некоторое падение массы, особенно заметное у яичников и почти незаметное для
надпочечников.
Железы внутренней секреции начинают функционировать в эмбриональном
периоде, гетерохронно развивают функциональные возможности в периоды детства и
достигают уровня взрослого человека в период юношества (18-21 год) и затем медленно и
неравномерно для каждой железы снижают свою активность к старости. Однако в
старости имеются исключения, в ряде случаев весьма существенные, ведущие вплоть до
повышения гормонообразования. Остановимся несколько подробнее на этих
особенностях.
Гипофиз, нижний мозговой придаток, расположен на вентральной поверхности
мозга в основании черепа. У человека этот орган имеет вес около 0,6 г. Гипофиз имеет три
доли: переднюю, среднюю и заднюю, гормоны разных долей имеют разное
функциональное назначение.
Вырабатываемые в передней доле гормоны называются тропными, поскольку они
регулируют функции периферических эндокринных желез (АКТГ, СТГ, ЛГ, ФСГ).
Связь между функцией гипофиза и ростом была установлена при наблюдении в
клинике таких заболеваний, как акромегалия, карликовость и гигантизм.
Соматотропный гормон начинает вырабатываться передней долей гипофиза уже на
10 неделе эмбрионального развития. Было установлено, что в первые дни и годы жизни
концентрация СТГ наибольшая. После этого вплоть до 50-55 лет содержание этого
гормона остается сравнительно низким и в условиях покоя практически не менялось. В
старческом возрасте величина несколько снижается. Имеющиеся данные позволяют
говорить о том, что снижение темпов роста можно лишь частично связать со снижением
выработки СТГ.
АКТГ вызывает раздражение пучковой и сетчатой зон надпочечников и усиливает
синтез их гормонов. При удалении гипофиза у животного указанные зоны надпочечников
подверглись атрофии вследствие отсутствия АКТГ. Секреция АКТГ усиливается при
воздействии всех чрезвычайных раздражителей, вызывающих стресс, это вызывает
усиление выработки глюкокортикоидов (способствующих повышению сопротивляемости
организма неблагоприятным факторам).
Интенсивность синтеза АКТГ в гипофизе у детей больше, чем у взрослых, и
снижается в дальнейшем с возрастом, что может объяснять снижение барьерной
(защитной) функции организма к заболеваниям в стареющем организме (рис. 9).
Рис. 9. Среднее содержание АКТГ в гипофизе человека.
В передней доле гипофиза продуцируются гормоны, общее название которых
гонадотропные гормоны (ФСГ, ЛГ). Фолликулостимулирующий гормон стимулирует рост
и развитие фолликулов яичников и выход из них эстрогенов, а также рост яичек и
сперматогенез.
ЛГ вызывает периодический выход яйцеклетки из яичника (овуляцию), а также
развитие после этого желтого тела, способствует росту и развитию яичка, выработке
андрогенов.
В первые годы после рождения в гипофизе мальчиков и девочек гонадотропные
гормоны почти отсутствуют. С возрастом в гипофизе женщин, и в меньшей степени мужчин, происходит повышение концентрации гонадотропинов, которое длится и после
наступления менопаузы.
Об инкреции гонадотропинов можно судить по выведению их с мочой. У детей
обеих полов до периода полового созревания сколь либо существенного количества этих
гормонов не обнаружено. Женщины до менопаузы выделяют все увеличивающиеся с
возрастом количество гормонов, возрастающее в 4 раза в период от 10 до 50 лет. В
старческом возрасте величина гонадотропинов продолжает увеличиваться. У мужчин
происходит небольшое возрастное увеличение выделения этого гормона с мочой.
2. Эпифиз, щитовидная железа
Основным гормоном эпифиза является мелатонин - ингибитор развития и
функционирования половых желез. Обнаружено, что поражение эпифиза у детей
сопровождается преждевременным половым созреванием, то есть ему принадлежит
сдерживающее влияние на развитие половых желез.
Таким образом, эпифиз раннего детства может выполнять свою сдерживающую
функцию, продуцируя повышенное количество мелатонина. Максимальная активность в
раннем детстве (5-7 лет) и именно к этому периоду относится максимальное
сдерживающее влияние. Позднее эпифиз подвергается значительной инволюции, правда
весьма неравномерной.
Щитовидная железа вырабатывает и секретирует в кровь тиреоидные гормоны тироксин и трийодтиронин, оказывающие мощное регулирующее влияние на основные
функции организма - его рост, развитие и обмен веществ (ускоряет катаболические
процессы, что ведет к повышению температуры, высокому расходу питательных веществ).
Недостаточная функция щитовидной железы в детском возрасте приводит, как известно, к
развитию кретинизма (задержке роста, нарушению пропорций тела при задержке
полового и умственного развития). У взрослых гипофункция вызывает развитие
микседемы (снижение основного обмена на 30-40%, что ведет к увеличению веса тела за
счет жира, отекам).
Гиперфункция в данном случае приводит к Базедовой болезни, или тиреотоксикозу.
Болезнь сопровождается сильным похудением, пучеглазостью.
В первые недели после рождения инкреция железы еще низка, но затем она
возрастает к периоду половой зрелости и в последующем онтогенезе меняется мало,
несколько снижаясь к старости. Гистологические изменения в пожилом и старческом
возрасте заключаются в понижении диаметра фолликулов, атрофии секреторного
эпителия. В старости же в большинстве случаев понижается поглощение радиоактивного
йода 138I. С возрастом изменяется не только количество выработанного гормона, но и
восприимчивость тканей к его действию. В первые месяцы жизни опытные животные и
человек слабо реагируют на введение тироксина. С этой низкой реактивностью тканей
молодых животных совпадает еще недостаточная активность самой железы. Повидимому, в раннем возрасте высокий собственный метаболизм не нуждается во
"взвинчивании" его гормонами. К старости организм, хотя и сохраняет большую
чувствительность к гормону, уже не способен поднять уровень своих окислительных
процессов.
3. Гормоны надпочечников
Надпочечники - парный орган в виде телец, расположенный над почками. Масса
каждого из них составляет 8-10 г. Внутри надпочечников различается корковое и мозговое
вещество, имеющее разное строение и функции.
В корковом слое надпочечников вырабатываются кортикостероиды или кортикоиды.
Их 3 группы:
1) глюкокортикоиды - гормоны, действующие на обмен веществ, особенно на обмен
углеводов. Сюда относятся гидрокортизон, кортизол и кортикостерон. Отмечена высокая
способность глюкокортикоидов подавлять образование иммунных тел, что позволило
использовать эти гормоны при трансплантации органов (сердца, почек и др.) с целью
снижения неблагоприятного иммунного ответа.
2) минералокортикоиды, регулирующие минеральный и водный обмен.
3) андрогены и эстрогены - аналоги мужских и женских половых гормонов. Эти
гормоны менее активны, чем гормоны половых желез и вырабатываются в небольших
количествах.
Мозговая часть надпочечников вырабатывает гормоны адреналин и норадреналин.
Эти гормоны - важная часть адаптационно-трофической системы, образованной
гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковым комплексом, и наиболее известны нам как
стрессорные гормоны.
Инкреция кортикостероидов корковым слоем надпочечников возникает в
эмбриогенезе сравнительно рано - на 7-8 неделе внутриутробного развития. Общий
уровень выработке кортикостероидов нарастает сначала медленно, а затем быстро,
достигая максимума в 20 лет, а затем падает к старости. При этом быстрее всего к
старости уменьшается выработка минералокортикоидов, несколько медленнее андростероидов и еще медленнее - глюкокортикоидов.
Адреналин и норадреналин появляются в мозговом веществе надпочечников очень
рано. Уже при рождении уровень инкреции адреналина в надпочечниках сопоставим с
уровнем взрослого человека. (Выделение катехоламинов в моче у молодых, зрелых и
пожилых людей почти не изменяется с возрастом).
4. Поджелудочная железа
Эндокринную функцию поджелудочной железы осуществляют клетки,
расположенные в виде островков (островки Лангерганса). Эти клетки вырабатывают
гормон - инсулин. Инсулин действует главным образом на углеводный обмен, оказывая
действие, противоположное адреналину. Основная функция инсулина - сохранение
углеводов в организме и пополнение запасов глюкагона. При снижении выработки
инсулина большая часть глюкозы выводится из организма с мочой (диабет).
Инсулиновый аппарат поджелудочной железы развивается очень рано. С возрастом
увеличивается общее количество островков Лангерганса, но при пересчете на единицу
массы их количество, наоборот, значительно снижается по мере старения. Было также
отмечено и возрастное уменьшение гормона в эндокринной железе.
Содержание инсулина с возрастом несколько повышается, но недостаточно для
снижения уровня сахара в крови, что говорит о подавлении инсулиновой функции в
позднем онтогенезе. Это подтверждается и в опытах на животных.
В пользу некоторой инсулиновой недостаточности в старости свидетельствуют и
данные исследований при одинарной и двойной сахарной нагрузке и установивших
высокую толерантность молодых и зрелых индивидуумов (в пределах от 5 до 50-летнего
возраста).
Особенно ярко заметна удивительная высокая толерантность к сахарным нагрузкам
детей и юношей, которая несколько снижается в зрелом возрасте и очень существенно
снижена в старости. Поэтому является обоснованным считать употребление больших
количеств сахара в молодости и необходимо ограничение его потребления в старости, так
как нарастает угроза возникновения диабета.
5. Половые железы
Влияние, которое оказывает на организм удаление половых желез, известно давно,
так как кастрация скота применялась еще в древности для повышения рабочих качеств
домашнего скота и увеличения его веса. Однако только в середине XIX века было точно
установлено, что влияние половых желез на волосяной покров, рост, телосложение и
поведение зависит от поступления в кровь особых веществ, вырабатываемых
семенниками особей мужского пола и яичниками особей женского пола.
Эти вещества - мужской гормон тестостерон и его производное андростерон и
женский гормон эстрадиол.
Андрогены обуславливают развитие полового аппарата и рост половых органов,
развитие половых признаков: тембра голоса, строения гортани, скелета, мускулатуры и др.
Совместно с ФСГ гипофиза тестостерон активирует сперматогенез. Гиперфункция
семенников в раннем возрасте ведет к раннему половому созреванию, быстрому росту
тела и развитию вторичных половых признаков. Поражение семенников или кастрация
затормаживает или останавливает эти процессы.
Гиперфункция яичников вызывает раннее половое созревание с выраженными
вторичными половыми признаками и менструацией. Описаны случаи раннего полового
созревания в 4-5 лет!
Количество половых гормонов, обнаруживаемых в крови, очень низкое в первые дни
жизни, и постепенно увеличивается, ускоряя темпы развития, особенно в период второго
детства (8-12 лет у мальчиков и 8-11 - у девочек), подростковом (13-16 лет мальчики, 1215 лет девочки) и юношеском (17-21 год юноши и 16-20 лет девушки). В данных
возрастных периодах деятельность половых желез имеет важное значение для темпов
роста, формообразования и интенсивности протекания обмена веществ, то есть может
выступать в роли ведущего фактора развития. По мере старения организма, чаще всего к
70 годам, наблюдается падение инкреции гонад, имеющее важное значение в процессе
общего "увядания" организма.
Как показывают данные исследований, наиболее значительные перестройки
организма, и в частности, его эндокринной системы происходят в период полового
созревания. В ходе этого периода человек достигает биологической зрелости. Под
влиянием гормонов эндокринных желез происходит окончательное формирование
половых органов и желез, развиваются вторичные половые признаки, по которым один
пол отличается от другого.
Половое созревание у девочек начинается раньше, чем у мальчиков. Начиная с 7-8
лет жировая клетчатка распределяется уже по женскому типу: жир откладывается в
молочных железах, на бедрах, отчего формы тела округляются вначале в области бедер и
туловища, а затем в области плечевого пояса и рук. В 13-15 лет наблюдается быстрый
рост тела в длину, появляется растительность на лобке и в подмышечных впадинах.
Характерные изменения происходят и в половых органах: увеличивается в размерах
матка, в яичниках созревают фолликулы, начинается менструация. Для девушек 19-20 лет
- время окончательного становления менструальной функции и наступления
анатомической и физиологической зрелости всего организма.
У мальчиков половое созревание начинается с 10-11 лет, в 12-13 лет меняется форма
гортани и ломается голос, в 13-14 лет начинается формирование скелета по мужскому
типу. В 15-16 лет усиленно растут волосы под мышками и на лобке, а также появляются
на лице. В 24-25 лет заканчивается полное окостенение скелета.
Сложные процессы, протекающие в детском организме в переходном периоде
нельзя, конечно, объяснить только изменениями, происходящими в половой сфере.
Перестраивается весь организм. Он быстро развивается, усиленно работают внутренние
органы, меняется психика.
Период полового созревания сравнительно продолжителен. При этом происходит
неравномерное развитие различных функциональных систем, нарушается гармония в
деятельности внутренних органов. Сердце опережает в росте кровеносные сосуды,
вследствие чего повышается артериальное давление, что снижает в конечном счете
эффективность работы самого сердца и нередко приводит к головокружениям. В этом
лежит причина головных болей, снижения работоспособности, периодических приступов
вялости. Нередко у подростков возникает обморочное состояние из-за спазмов мозговых
сосудов. Все эти нарушения, как правило, исчезают с окончанием периода полового
созревания.
У подростка рост конечностей опережает рост туловища, в связи с этим движения
становятся угловатыми, плохо скоординированными. Вместе с тем возрастает мышечная
сила, особенно к концу периода. Рост мышечной массы у мальчиков приводит к
потребности упражнять ее. Поэтому очень важно разумно направить эту энергию на
нужную работу.
Интенсивный рост, резкое усиление функций желез внутренней секреции,
структурные и физиологические перестройки организма повышают возбудимость ЦНС.
Эмоции
подростков
подвижны,
изменчивы,
противоречивы.
Повышенная
чувствительность сочетается нередко с черствостью, застенчивость - с развязностью,
проявляется чрезмерный критицизм (юношеский максимализм) и нетерпимость к опеке
родителей. В этот период иногда наблюдается невротические реакции, раздражимость, у
девочек - плаксивость (в период менструации). Возникают новые отношения между
полами. У девочек обостряется интерес к своей внешности. Мальчики стараются показать
перед девочками свою силу, появляются первые любовные "переживания".
В этот период не стоит привлекать внимание подростков к сложным изменениям в
их организме, психике, но объяснять закономерности и биологический смысл этих
изменений необходимо. Искусство педагога, воспитателя в этот период заключается в
том, чтобы найти такие формы и методы работы, которые бы переключали внимание
детей с сексуальных переживаний на разнообразные виды деятельности.
6. Вилочковая железа, околощитовидные железы
Вилочковая железа, или тимус расположен в верхнем отделе переднего средостения.
Закладывается на 6 неделе эмбрионального развития. При рождении масса железы равна
10-15 г, максимального значения она достигает к 11-13 годам (35-40 г). После 13 лет
постепенно происходит возрастная эволюция вилочковой железы и к 75 годам ее масса
составляет в среднем всего 6 г.
Тимусу принадлежит важная роль в иммунологической защите организма, в
частности в образовании иммунокомпетентных клеток. Под влиянием гормона тимозина,
стволовые клетки превращаются в Т-лимфоциты, которые затем поступают в
лимфатические узлы. У детей с врожденным недоразвитием тимуса возникает
лимфопения (снижение количества иммунных тел).
Паращитовидные железы - небольшие парные тела, прилегающие к задней
поверхности щитовидной железы. К концу внутриутробного развития околощитовидные
железы являются вполне сформированными анатомическими образованиями,
окруженными соединительнотканной капсулой. После рождения их масса нарастает: у
мужчин - до 30 лет, а у женщин - до 40-50 лет. В процессе старения ткань
околощитовидных желез частично замещается жировой и соединительной.
Паратгормон относится к гормонам пептидной природы. Он регулирует уровень
кальция в крови, способствуя распаду костной ткани и выведению в кровь кальция.
Функция желез активируется на 3-4 неделе постнатальной жизни, достигая
максимума в 6-10 лет, при этом наряду с прогрессивным изменением тканей встречаются
и признаки регресса (появление оксифильных клеток и накопление коллоида). К 50 годам
отмечается вытеснение паренхимы железы жировой тканью. Падает с возрастом и
способность клеток активировать паратгормон.
Обобщая результаты, полученные современной возрастной физиологией и
биохимией, следует прежде всего отметить, что несмотря на значительный
экспериментальный материал, пока еще нет возможности создать целостную картину
возрастного развития эндокринной системы.
В онтогенезе эндокринной регуляции могут изменяться в зависимости от четырех
основных переменных:
1) С возрастом может изменяться уровень и качество инкреции самих желез, как
следствие их собственного старения.
2) С возрастом могут измениться коррелятивные соотношения между отдельными
железами (иная "эндокринная формула").
3) Может изменяться нервная регуляция эндокринных желез.
4)Изменяется восприимчивость тканей, их чувствительность и реактивность.
Тема №12. Онтогенез сенсорных систем
План:
1. Особенности сенсорной функции у детей и подростков
2. Возрастные особенности зрительной сенсорной системы
3. Возрастные особенности слуховой сенсорной системы
4. Возрастные особенности других сенсорных систем
1. Особенности сенсорной функции у детей и подростков
Элементарная рефлекторная деятельность человека, его сложные поведенческие
акты и психические процессы зависят от функционального состояния его органов чувств:
зрения, слуха, обоняния, вкуса, соматической и висцеральной чувствительности, с
помощью которых осуществляется восприятие и анализ бесконечного потока информации
из окружающего материального мира и внутренней среды организма. Без этой
информации была бы невозможна оптимальная организация, как самых примитивных
функций человеческого организма, так и высших психических процессов.
Среди сенсорных систем организма различают вкусовую, слуховую, зрительную,
вестибулярную, обонятельную и соматосенсорную системы. Рецепторы последней
расположены в коже и воспринимают прикосновения, вибрацию, тепло, холод, боль.
Выделяют также проприоцептивную систему, куда относятся проприорецепторы,
воспринимающие движения в суставах и мышцах. Изучение интерорецепторов,
расположенных во всех внутренних органах, путей проведения и переработки,
поступающих от них сигналов дало основание говорить о висцеральной сенсорной
системе, которая воспринимает различные изменения во внутренней среде организма.
Различные сенсорные системы начинают функционировать в разные сроки
онтогенеза. Вестибулярный анализатор как филогенетически наиболее древний созревает
еще во внутриутробном периоде. Рефлекторные акты, связанные с активностью этого
анализатора (при повороте тела изменение положения конечностей), отмечаются у плодов
и недоношенных детей. Также рано созревает кожный анализатор. Первые реакции на
раздражение кожи отмечены у эмбриона в 7,5 недели. Уже на 3-м месяце жизни ребенка
параметры кожной чувствительности практически соответствуют таковым взрослого.
Адекватные реакции на раздражения вкусового анализатора наблюдаются с 9-10-го
дня жизни. Дифференцировка основных пищевых веществ формируется лишь на 3-4-м
месяце жизни. До 6-летнего возраста чувствительность к вкусовым раздражителям
повышается и в школьном возрасте не отличается от чувствительности взрослого.
Обонятельный анализатор функционирует с момента рождения ребенка, а
дифференцировка запахов отмечается на 4-м месяце жизни.
Созревание сенсорных систем определяется развитием звеньев органов чувств.
Периферические звенья являются сформированными к моменту рождения. Позже других
формируется периферическая часть зрительного анализатора – сетчатка глаза, ее развитие
заканчивается к 6 месяцам жизни. Миелинизация нервных волокон в течение первых
месяцев жизни обеспечивает значительное увеличение скорости проведения возбуждения
и, следовательно, развитие проводящего отдела анализатора. Позже других корковые
звенья органов чувств. Именно их созревание определяет особенности функционирования
сенсорных систем в детском возрасте. Наиболее поздно завершают свое развитие
корковые звенья слуховой и зрительной сенсорной системы.
При изучении движения глаз ребенка установлено, что он способен воспринимать
элементы предъявляемых изображений с момента рождения. Считают, что отдельные
элементы изображения в младенческом возрасте отождествляются с целостным
предметом. Об этом свидетельствуют данные, показавшие, что младенцы, у которых
вырабатывался условный рефлекс на целостную геометрическую фигуру, реагировали
также на ее компоненты, предъявляемые в отдельности, и только с 16 недель ребенок
воспринимал целостную фигуру, которая становилась стимулом условной реакции.
По мере созревания корковых нейронов и их связей, в течение первых лет жизни
ребенка анализ внешней информации становится более тонким и дифференцированным,
совершенствуется процесс опознания сложных стимулов. Период интенсивного
созревания систем наиболее пластичен. Созревание коркового звена анализатора в
значительной степени определяется поступающей информацией. Известно, что если
лишить организм новорожденного притока сенсорной информации, то нервные клетки
проекционной коры не развиваются; в сенсорно обогащенной среде развитие нервных
клеток и их контактов происходит наиболее интенсивно.
Отсюда очевидно значение сенсорного воспитания в раннем детском возрасте, т. е.
сенсорная информация, имеет значение не только для организации деятельности
внутренних органов и поведения, но и является важным фактором развития ребенка.
Функциональное созревание сенсорных систем продолжается и в другие возрастные
периоды, поскольку в переработку поступающей информации вовлекаются и другие
корковые зоны (ассоциативные), которые созревают в течение длительного периода
развития, включая подростковый возраст. Постепенность их созревания определяет
особенность процесса восприятия информации в школьном возрасте. Так, восприятие
сложных зрительных стимулов становится идентичным таковым взрослого к 11-12 годам.
Особо важное значение для нормального физического и психического развития
детей и подростков имеют органы зрения и слуха. Это обусловлено тем, что подавляющая
часть всей информации из окружающего мира (примерно 90 %) поступает в наш мозг
через зрительные и слуховые каналы.
2. Возрастные особенности зрительной сенсорной системы
После рождения органы зрения человека претерпевают значительные
морфофункциональные изменения. Например, длина глазного яблока у новорожденного
составляет 16 мм, а его масса – 3,0 г, к 20 годам эти цифры увеличиваются до 23 мм и 8,0
г. В процессе развития меняется и цвет глаз. У новорожденных в первые годы жизни
радужка содержит мало пигментов и имеет голубовато-сероватый оттенок. Окончательная
окраска радужки формируется только к 10-12 годам.
Развитие зрительной сенсорной системы также идет от периферии к центру.
Миелинизация зрительных нервных путей заканчивается к 3-4 месяцам жизни. Причем
развитие сенсорных и моторных функций зрения идет синхронно. В первые дни после
рождения движения глаз независимы друг от друга, и соответственно механизмы
координации и способность фиксировать взглядом предмет, несовершенны и
формируются в возрасте от 5 дней до 3-5 месяцев. Функциональное созревание
зрительных зон коры головного мозга по некоторым данным происходит уже к рождению
ребенка, по другим – несколько позже.
Оптическая система глаза в процессе онтогенетического развития также изменяется.
Ребенок в первые месяцы после рождения путает вверх и низ предмета. То
обстоятельство, что мы видим предметы не в их перевернутом изображении, а в их
естественном виде объясняется жизненным опытом и взаимодействием сенсорных систем.
Аккомодация у детей выражена в большей степени, чем у взрослых. Эластичность
хрусталика с возрастом уменьшается, и соответственно падает аккомодация. Вследствие
этого у детей встречаются некоторые нарушения аккомодации. Так, у дошкольников
вследствие более плоской формы хрусталика очень часто встречается дальнозоркость. В 3
года дальнозоркость наблюдается у 82% детей, а близорукость – у 2,5%. С возрастом это
соотношение изменяется и число близоруких значительно увеличивается, достигая к 14-16
годам 11%. Важным фактором, способствующим появлению близорукости, является
нарушение гигиены зрения: чтение лежа, выполнение уроков в плохо освещенной
комнате, увеличение напряжения на глаза и многое др.
В процессе развития существенно меняются цветоощущения ребенка. У
новорожденного в сетчатке функционируют только палочки, колбочки еще незрелые и их
количество невелико. Элементарные функции цветоощущения у новорожденных, видимо,
есть, но полноценное включение колбочек в работу происходит только к концу 3-го года.
Однако и на этой возрастной ступени оно еще неполноценно. Своего максимального
развития ощущение цвета достигает к 30 годам и затем постепенно снижается. Большое
значение для формирования цветоощущения имеет тренировка. Интересно то, что быстрее
всего ребенок начинает узнавать желтые и зеленые цвета, а позднее – синий. Узнавание
формы предмета появляется раньше, чем узнавание цвета. При знакомстве с предметом у
дошкольников первую реакцию вызывает его форма, затем размеры и в последнюю
очередь цвет.
С возрастом повышается острота зрения и улучшается стереоскопия. Наиболее
интенсивно стереоскопическое зрение изменяется до 9-10 лет и достигает к 17-22 годам
своего оптимального уровня. С 6 лет у девочек острота стереоскопического зрения выше,
чем у мальчиков. Глазомер у девочек и мальчиков 7-8 лет значительно лучше, чем у
дошкольников, и не имеет половых различий, но приблизительно в 7 раз хуже, чем у
взрослых. В последующие годы развития у мальчиков линейный глазомер становится
лучше, чем у девочек.
Поле зрения особенно интенсивно развивается в дошкольном возрасте, и к 7 годам
оно составляет приблизительно 80% от размеров поля зрения взрослого. В развитии поля
зрения наблюдаются половые особенности. В 6 лет поле зрения у мальчиков больше, чем
у девочек, в 7-8 лет наблюдается обратное соотношение. В последующие годы размеры
поля зрения одинаковы, а с 13-14 лет его размеры у девочек больше. Указанные
возрастные и половые особенности развития поля зрения должны учитываться при
организации индивидуального обучения детей, т. к. поле зрения (пропускная способность
зрительного анализатора и, следовательно, учебные возможности) определяет объем
информации, воспринимаемой ребенком.
В процессе онтогенеза пропускная способность зрительной сенсорной системы
также изменяется. До 12-13 лет существенных различий между мальчиками и девочками
не наблюдается, а с 12-13 лет у девочек пропускная способность зрительного анализатора
становится выше, и это различие сохраняется в последующие годы. Интересно, что уже к
10-11 годам этот показатель приближается к уровню взрослого человека, который в норме
составляет 2-4 бит/с.
Уровень интенсивности, дБ
О 10
25–30
40
50–60 60–70 80 90 90 100 120
3. Возрастные особенности слуховой сенсорной системы
Уже на 8-9 месяце внутриутробного развития ребенок воспринимает звуки в
пределах 20-5000 Гц и реагирует на них движениями. Четкая реакция на звук появляется у
ребенка в 7-8 недель после рождения, а с 6 месяцев грудной ребенок способен к
относительно тонкому анализу звуков. Слова дети слышат много хуже, чем звуковые
тоны, и в этом отношении сильно отличаются от взрослых. Окончательное формирование
органов слуха у детей заканчивается к 12 годам. К этому возрасту значительно
повышается острота слуха, которая достигает максимума к 14-19 годам и после 20 лет
уменьшается. С возрастом также изменяются пороги слышимости, и падает верхняя
частота, воспринимаемых звуков.
Функциональное состояние слухового анализатора зависит от многих факторов
окружающей среды. Специальной тренировкой можно добиться повышения его
чувствительности. Например, занятия музыкой, танцами, фигурным катанием,
художественной гимнастикой вырабатывают тонкий слух. С другой стороны, физическое
и умственное утомление, высокий уровень шума, резкое колебание температуры и
давления снижают чувствительность органов слуха. Кроме того, сильные звуки вызывают
перенапряжение нервной системы, способствуют развитию нервных и сердечнососудистых заболеваний. Необходимо помнить о том, что порог болевых ощущений для
человека составляет 120-130 дБ, но даже шум в 90 дБ может вызывать у человека болевые
ощущения (шум промышленного города днем составляет около 80 дБ).
Для избежания неблагоприятного воздействия шума необходимо соблюдать
определенные гигиенические требования. Гигиена слуха – система мер, направленная на
охрану слуха, создание оптимальных условий для деятельности слуховой сенсорной
системы, способствующих нормальному ее развитию и функционированию.
Различают специфическое и неспецифическое действие шума на организм человека.
Специфическое действие проявляется в нарушении слуха, неспецифическое – в
отклонениях со стороны ЦНС, вегетативной реактивности, в эндокринных расстройствах,
функциональном состоянии сердечно-сосудистой системы и пищеварительного тракта.
У лиц молодого и среднего возраста уровни шума в 90 дБ, воздействуя в течение
часа, понижают возбудимость клеток коры головного мозга, ухудшают координацию
движений, отмечается снижение остроты зрения, устойчивости ясного видения и
чувствительности к оранжевому цвету, нарастает частота срывов дифференцировки.
Достаточно пробыть всего 6 ч в зоне шума 90 дБ (шум, испытываемый пешеходом на
сильно загруженной транспортом улице) чтобы снизилась острота слуха. При часовой
работе в условиях воздействия шума в 96 дБ наблюдается еще более резкое нарушение
корковой динамики. Ухудшается работоспособность и снижается производительность
труда.
Труд в условиях воздействия шума в 120 дБ через 4-5 лет может вызвать нарушения,
характеризующиеся неврастеническими проявлениями. Появляются раздражительность,
головные боли, бессонница, расстройства эндокринной системы, нарушается тонус
сосудов и ЧСС, возрастает или понижается артериальное давление. При стаже работы в 56 лет часто развивается профессиональная тугоухость. По мере увеличения срока работы
функциональные отклонения перерастают в невриты слухового нерва.
Весьма ощутимо влияние шума на детей и подростков. Более значительными
оказываются
повышение
порога
слуховой
чувствительности,
снижение
работоспособности и внимания у учащихся после воздействия шума в 60 дБ. Решение
арифметических примеров требовало при шуме в 50 дБ на 15-55%, а в 60 дБ на 81-100%
больше времени, чем до действия шума, а снижение внимания достигало 16%.
Снижение уровней шума и его неблагоприятного воздействия на учащихся
достигается проведением ряда мероприятий: строительных, архитектурных, технических
и организационных. Например, участок учебных заведений ограждают по всему
периметру живой изгородью высотой не менее 1,2 м. Большое влияние на величину
звукоизоляции оказывает плотность, с какой закрыты двери. Если они плохо закрыты, то
звукоизоляция снижается на 5-7 дБ. Большое значение в снижении шума имеет
гигиенически правильное размещение помещений в здании учебного заведения.
Мастерские, гимнастические залы размещаются на первом этаже здания, в отдельном
крыле или в пристройке. Восстановлению функционального состояния слуховой
сенсорной системы и сдвигов в других системах организма детей и подростков
способствуют небольшие перерывы в тихих комнатах.
4. Возрастные особенности других сенсорных систем
Вестибулярная сенсорная система играет важную роль в регуляции положения тела
в пространстве и его движений. Развитие вестибулярного аппарата у детей и подростков в
настоящее время мало изучено. Существуют данные о том, что ребенок рождается с
достаточно зрелыми подкорковыми отделами вестибулярного анализатора.
Проприоцептивная сенсорная система также участвует в регуляции положения тела
в пространстве и обеспечивает координацию абсолютно всех движений человека – от
локомоторных до сложнейших трудовых и спортивных двигательных навыков. В
процессе онтогенеза формирование проприорецепции начинается с 1-3 месяцев
внутриутробного развития. К моменту рождения проприорецепторы и корковые отделы
достигают высокой степени зрелости и способны к выполнению своих функций.
Особенно интенсивно идет совершенствование всех отделов двигательного анализатора
до 6-7 лет. С 3 до 7-8 лет быстро нарастает чувствительность проприорецепции, идет
созревание подкорковых отделов двигательного анализатора и его корковых зон.
Формирование проприорецепторов, расположенных в суставах и связках, заканчивается к
13-14 годам, а проприорецепторов мышц – к 12-15 годам. К этому возрасту, они уже
практически не отличаются от таковых у взрослого человека.
Под соматосенсорной системой понимают совокупность рецепторных образований,
обеспечивающих температурные, тактильные и болевые ощущения. Температурные
рецепторы играют важную роль в сохранении постоянства температуры тела.
Экспериментально показано, что чувствительность температурных рецепторов на первых
этапах постнатального развития ниже, чем у взрослых. Тактильные рецепторы
обеспечивают восприятие механических воздействий, чувство давления, прикосновения и
вибрации. Чувствительность этих рецепторов у детей ниже, чем у взрослых. Уменьшение
порогов восприятия происходит до 18-20 лет. Боль воспринимается специальными
рецепторами, представляющими собой свободные нервные окончания. Болевые
рецепторы у новорожденных детей имеют более низкую чувствительность, чем у
взрослых. Особенно быстро, возрастает болевая чувствительность с 5 до 6-7 лет.
Периферическая часть вкусовой сенсорной системы – вкусовые рецепторы
расположены в основном на кончике, корне и по краям языка. Новорожденный ребенок
уже обладает способностью дифференцировать горькое, соленое, кислое и сладкое, хотя
чувствительность вкусовых рецепторов невысока, к 6 годам она приближается к уровню
взрослого.
Периферическая часть обонятельной сенсорной системы – обонятельные рецепторы
располагаются в верхней части носовой полости и занимают не более 5 см2. У детей
обонятельный анализатор начинает функционировать уже в первые дни после рождения.
С возрастом чувствительность обонятельного анализатора нарастает особенно интенсивно
до 5-6 лет, а затем постоянно снижается.
Вопросы для самоконтроля:
1. Становление эндокринной функции в онтогенезе.
3. Каково влияние гормонов на рост организма?
4. Роль гормонов в адаптации организма к физическим нагрузкам.
Тема 13. Возрастные особенности центральной нервной системы
План:
1. Спинной мозг
2. Головной мозг
1. Спинной мозг
Центральная нервная система (ЦНС) - это совокупность нервных образований
спинного и головного мозга, обеспечивающих восприятие, обработку, передачу, хранение
и воспроизведение информации с целью адекватного взаимодействия организма и
изменений окружающей среды, координации оптимальной работы органов, их систем и
организма в целом.
Спинной мозг лежит в позвоночном канале и у взрослых представляет собой
длинный (45 см у мужчин и 41 см у женщин), несколько сплюснутый спереди назад
цилиндрический тяж, который вверху переходит в продолговатый мозг, а внизу
заканчивается мозговым конусом. От мозгового конуса отходит концевая нить,
представляющая собой атрофированную часть спинного мозга, состоящую из
продолжения оболочек спинного мозга и прикрепляющуюся ко II копчиковому позвонку.
Спинной мозг новорожденного имеет длину 14 см. Нижняя граница находится на
уровне II поясничного позвонка. К 2 годам длина спинного мозга увеличивается до 20 см,
а к 10 годам — до 28 см. Наиболее быстро растут грудные сегменты. Масса спинного
мозга у новорожденного составляет 5 г, в год — 10 г, в 3 года — 13 г, в 7 лет — 19 г, в 14
лет — 22 г.
На своем протяжении спинной мозг имеет два утолщения, соответствующие
корешкам нервов верхней и нижней конечностей. Верх-нее называется шейным
утолщением, нижнее — пояснично-крестцовым. Более обширно последнее, но более
дифференцировано первое, так как иннервация руки сложнее. В центре спинного мозга
проходит канал, представляющий собой узкую щель, заполненную спинномозговой
жидкостью. Спинной мозг делится на не полностью симметричные правую и левую
половины. У новорожденного центральный канал шире, чем у взрослого. Его просвет
уменьшается в течение первых двух лет жизни и в другие периоды, когда увеличивается
масса белого и серого вещества. На боковых поверхностях спинного мозга симметрично
входят задние (афферентные) и выходят передние (эфферентные) корешки
спинномозговых нервов. Линии входа и выхода делят каждую половину на три канатика
спинного мозга (передний, боковой и задний).
С двух сторон из спинного мозга выходят двумя продольными рядами корешки 31
пары спинномозговых нервов. В спинном мозге 31 сегмент, из которых 8 шейных, 12
грудных, 5 поясничных, 5 крестцовых, один копчиковый. Передние корешки
спинномозговых нервов состоят из аксонов двигательных нейронов, тела которых лежат в
спинном мозге. Задние корешки содержат отростки чувствительных нейронов, тела
которых располагаются в спинномозговых узлах. На некотором расстоянии от спинного
мозга передние и задние корешки соединяются и образуют спинномозговой нерв. Ствол
нерва очень короткий, так как при выходе из межпозвоночного отверстия он распадается
на ветви. В межпозвоночных отверстиях вблизи соединения обоих корешков задний
корешок имеет утолщение — спинномозговой узел, содержащий тела чувствительных
нейронов с одним отростком, который делится на две ветви. Одна из них (центральная)
идет в составе заднего корешка в спинной мозг, другая (периферическая) — продолжается
в спинномозговой нерв. В узле отсутствуют синапсы, так как лежат только афферентные
нейроны.
Участок спинного мозга, соответствующий каждой паре корешков, называется
сегментом. Спинной мозг состоит из серого вещества, содержащего нервные клетки, и
белого вещества, образованного нервными волокнами. Серое вещество расположено
внутри спинного мозга и со всех сторон окружено белым веществом. Объем его
увеличивается быстрее в первые два года жизни ребенка. На попе-речном разрезе серое
вещество напоминает букву Н. Оно образует две вертикальные колонны, помещенные в
правой и левой половинах спинного мозга. Посередине находится центральный канал со
спинномозговой жидкостью. Сверху он сообщается с четвертым желудочком головного
мозга, а внизу заканчивается концевым желудочком. В каждой колонне есть передние и
задние рога, причем первые шире вторых. На протяжении грудного отдела и в I—III
сегментах поясничного отдела спинного мозга, помимо передних и задних рогов, имеются
боковые рога, состоящие из симпатических нервных клеток. В них заложены тела
нейронов, иннервирующих внутренние органы. Их аксоны идут в составе передних
корешков. В передних рогах находятся двигательные нервные клетки, а в задних рогах —
вставочные нейроны. Чувствительные нервные клетки расположены не в спин-ном мозге,
а по ходу чувствительных нервов в межпозвоночных отверстиях — в спинномозговых
узлах.
Белое вещество образовано нервными отростками, организованными в проводящие
пути. По проводящим путям проходят импульсы в восходящем направлении от
чувствительных и вставочных нейронов и в нисходящем — от клеток вышележащих
нервных центров к двигательным нейронам.
Задние канатики содержат восходящие пути, представленные тонким и
клиновидным пучками. Они проводят к коре головного мозга сознательную
проприоцептивную (мышечно-суставное чувство), кож-ную чувствительность (чувство
стереогноза — узнавание предметов
Боковые канатики содержат восходящие и нисходящие пути. Восходящие пути
представлены задним и передним спиномозжечковыми путями, проводящими
бессознательные проприоцептивные импульсы к мозжечку (бессознательная координация
движения); спинопокрышечным и боковым спинобугорным путем (болевая и
температурная чувствительность). К нисходящим путям относятся латеральноспинномозговой (пирамидный) путь, проводящий сознательные двигательные импульсы,
и красноядерно-спинномозговой путь, проводящий непроизвольные двигательные
импульсы.
Передние канатики содержат нисходящие пути: передний корково-спинномозговой
(пирамидный),
проводящий
двигательные
импульсы;
тектоспинномозговой,
осуществляющий защитные движения при зрительных и слуховых раздражениях;
предцверно-спинномозговой, проводящий импульсы, обеспечивающие равновесие тела;
ретикулоспинномозговой.
В спинном мозге замыкается большое количество рефлексов, регулирующих как
соматические, так и вегетативные функции организма. Наиболее простые — это
сухожильные рефлексы и рефлексы растяжения, имеющие моносинаптический характер.
Сухожильные рефлексы вызываются ударом по сухожилию и имеют диагностическое
значение в неврологической практике. Рефлекторная реакция проявляется в виде резкого
сокращения мышцы. К сухожильным относятся коленный рефлекс, ахиллов рефлекс,
рефлексы двуглавой и трехглавой мышц верхней конечности, рефлексы нижней челюсти.
Более сложный характер имеют сгибательные рефлексы и рефлексы положения.
Сгибательные рефлексы направлены на избежание различных повреждающих
воздействий. Ритмические рефлексы характеризуются скоординированной работой мышц
конечностей и туловища, правильным чередованием сгибания и разгибания конечностей.
Позные рефлексы направлены на поддержание определенной позы, что возможно лишь
при наличии определенного мышечного тонуса.
Кроме замыкания соматических рефлексов спинной мозг обеспечивает
рефлекторную регуляцию внутренних органов, являясь центром висцеральных рефлексов.
Эти рефлексы осуществляются с помощью расположенных в боковых рогах серого
вещества нейронов вегетативной нервной системы. Аксоны этих нейронов покидают
спинной мозг через передние корешки и заканчиваются на клетках ганглиев.
Ганглионарные нейроны, в свою очередь, посылают аксоны к клеткам различных
внутренних органов, в том числе к гладким мышцам кишечника, сосудов, мочевого
пузыря, к железистым клеткам и сердечной мышце.
Спинной мозг имеет твердую, паутинную и мягкую соединительнотканные
оболочки, продолжающиеся в такие же оболочки головного мозга.
Твердая (наружная) мозговая оболочка обтекает его снаружи в виде мешка. Она не
прилегает вплотную к стенкам позвоночного канала, которые покрыты надкостницей.
Между надкостницей и твердой оболочкой находится эпидуральное пространство. В нем
залегают жировая клетчатка и венозные сплетения. Вверху твердая оболочка срастается с
краями большого отверстия затылочной кости, внизу на уровне II—III крестцовых
позвонков суживается в виде нити и прикрепляется к копчику. Твердая оболочка мозга у
новорожденного тонкая, сращена с костями, отростки оболочки развиты слабо.
Паутинная (средняя) мозговая оболочка в виде тонкого прозрачного бессосудистого
листка прилегает изнутри к твердой оболочке. Между твердой и паутинной оболочками
находится субдуральное пространство. Между паутинной и внутренней оболочкой
находится подпаутинное пространство, в котором мозг и корешки лежат свободно и
окружены большим количеством спинномозговой жидкости. Жидкость подпаутинного
пространства спинного мозга непрерывно сообщается с жидкостью подпаутинных
пространств головного мозга и мозговых желудочков. У детей подпаутинное
пространство относительно большое. Его вместимость у новорожденного составляет
около 20 см3, а затем быстро увеличивается: к концу первого года жизни — 30 см3, к 8
годам — 140 см3, у взрослого человека — 200 см3.
Мягкая (внутренняя) мозговая оболочка непосредственно обтекает спинной мозг.
Между двумя своими листками она содержит сосуды, вместе с которыми входит в
борозды и мозговое вещество спинного мозга. Паутинная и мягкая оболочки у
новорожденных тонкие, нежные.
2. Головной мозг
Продолговатый мозг является непосредственным продолжением спинного мозга и в
основном сохраняет его форму и строение. Продолговатый мозг имеет вид луковицы.
Верхний расширенный конец его граничит с мостом, а нижней границей служит уровень
большого отверстия затылочной кости. На передней поверхности продолговатого мозга
расположена передняя срединная щель. По бокам от нее находятся пирамиды, состоящие
из двигательных пирамидных путей, соединяющих головной мозг со спинным.
Составляющие пирамиды пучки нервных волокон частично перекрещиваются в глубине
срединной щели на границе со спинным мозгом, после чего опускаются в боковом
канатике на противоположной стороне спинного мозга. На вентральной стороне, вокруг
срединной щели, проходят пучки волокон прямого пирамидного пути, которые не
перекрещиваются и спускаются в переднем канатике спинного мозга. Латерально от
пирамид лежит овальное возвышение — олива. На задней поверхности продолговатого
мозга расположена задняя срединная борозда. По ее сторонам находятся ядра тонкого и
клиновидного пучков, располагающиеся в одноименных бугорках. На задней поверхности
находится нижняя часть ромбовидной ямки, где лежат ядра черепно-мозговых нервов
(IX—XII пары). С боков ромбовидную ямку ограничивают ножки мозжечка.
Продолговатый мозг возник в связи с развитием органов гравитации и слуха.
Поэтому в нем заложены ядра серого вещества, имеющие отношение к равновесию,
координации движений, регуляции обмена веществ, дыхания и кровообращения. Серое
вещество продолговатого мозга представлено дыхательным центром, сосудодвигательным
центром, ядрами четырех пар (IX—XII) черепных нервов, ядром оливы и ретикулярной
формацией. Ядро оливы имеет вид изогнутой пластинки серого вещества, связано с
зубчатым ядром мозжечка и является промежуточным ядром равновесия. Ретикулярная
формация представляет собой совокупность клеток и нервных волокон, расположенных в
стволе мозга и образующих сеть. Ретикулярная формация связана со всеми органами
чувств, двигательными и чувствительными областями коры большого мозга, таламусом и
гипоталамусом, спинным мозгом. Она регулирует уровень возбудимости и тонуса
различных отделов ЦНС, включая кору большого мозга, участвует в регуляции уровня
сознания, эмоций, сна и бодрствования, вегетативных функций, целенаправленных
движений.
Белое вещество продолговатого мозга содержит длинные и короткие пути. К
длинным относятся проходящие в передних канатиках спинного мозга нисходящие
пирамидные пути, которые частично перекрещиваются в области пирамид. Кроме того, в
задних канатиках проходят восходящие чувствительные пути. К коротким путям
относятся пучки нервных волокон, соединяющие отдельные ядра серого вещества
продолговатого мозга с соседними отделами головного мозга, а также между собой.
Необходимость реализации жизненно важных функций, ядра которых располагаются в
продолговатом мозге, с момента рождения ребенка определяют степень зрелости его
структур уже в период новорожденности. К 7 годам созревание ядер продолговатого мозга
в основном заканчивается.
Продолговатый мозг выполняет многообразные функции, многие из которых
являются жизненно важными. Рефлекторные соматические реакции направлены на под
держание позы. Эти рефлексы связаны с рецепторами вестибулярного аппарата и
полукружных каналов. Различают две группы рефлексов позы: статические и
статокинетические. Статические рефлексы разделяются на рефлексы положения и
рефлексы выпрямления. Рефлексы положения обеспечивают изменение тонуса мышц при
перемене положения тела в пространстве. Рефлексы выпрямления определяют
перераспределение тонуса мышц, приводящее к восстановлению естественной позы в
случае ее изменения. Наиболее сложный характер имеют статокинетические рефлексы,
направленные на сохранение позы и ориентацию в пространстве при изменении скорости
движения. Кроме осуществления двигательных рефлексов активация вестибулярного
аппарата приводит к возбуждению вегетативных центров. Возникающие при этом
вестибуловегетативные рефлексы приводят к изменениям дыхания, частоты сердечных
сокращений, деятельности желудочно-кишечного тракта («морская болезнь»). Для ядер
продолговатого мозга характерны двигательные пищевые рефлексы: жевание и
проглатывание пищи.
Вегетативные ядра продолговатого мозга относятся к парасимпатическому отделу
нервной системы и осуществляют рефлекторный контроль дыхания, деятельности сердца,
тонуса сосудов, функции пищеварительных желез. Нервные клетки дыхательного центра
находятся в ретикулярной формации в области четвертого желудочка головного мозга.
Повреждение этой зоны приводит к остановке дыхания. Вторым жизненно важным
центром ретикулярной формации продолговатого мозга являются центры, регулирующие
деятельность сердца и тонус сосудов. Раздражение одних участков ретикулярной
формации вызывает увеличение тонуса сосудов и повышение артериального давления,
раздражение других — расширение сосудов и падение артериального давления.
Таким образом, продолговатый мозг регулирует деятельность многих органов
грудной и брюшной полости. Нормальное функционирование этого отдела центральной
нервной системы жизненно необходимо. Повреждение других отделов нервной системы
может протекать бессимптомно вследствие больших компенсаторных возможностей
мозга, но малейшее повреждение продолговатого мозга приводит к тяжелым нарушениям
жизнедеятельности и смерти.
Варолиев мост. Мост лежит спереди продолговатого мозга и имеет переднюю
(выпуклую) и заднюю (плоскую) поверхности, которые образуют верхнюю часть
ромбовидной ямки. Боковые его части сужены и являются ножками моста, соединяющими
мост с мозжечком. Мост состоит из серого и белого вещества. Серое вещество находится
внутри и представлено ядрами черепных нервов с V по VIII пары. Белое вещество
располагается снаружи и состоит из продольных и поперечных волокон. Вся эта система
проводящих путей связывает через мост кору больших полушарий с корой полушарий
мозжечка. У новорожденного лучше развиты филогенетически более старые отделы
мозга. Масса ствола мозга равна 10 г, что составляет 2,7 % массы тела (у взрослого 2%).
Мозжечок находится позади продолговатого мозга и помещается под затылочными
долями полушарий большого мозга, в черепной ямке. В нем различают боковые части,
или полушария, и червь, расположенный между полушариями. В отличие от спинного
мозга и ствола серое вещество (кора) находится на поверхности мозжечка, а белое —
внутри, под корой.
Серое вещество состоит из клеток, расположенных в три слоя: наружный
(звездчатые и корзинчатые клетки), средний (крупные ганглиозные клетки) и внутренний,
зернистый, слой (зернистые клетки, между которыми встречаются крупные звездчатые). В
толще мозжечка имеются также парные ядра серого вещества, заложенные в каждом
полушарии среди белого вещества. В области червя лежит ядро шатра, в полушариях,
кнаружи от ядра шатра, — шаровидные и пробковидные ядра. В центре полушарий
находится зубчатое ядро, участвующее в осуществлении функции равновесия. При
поражении тех или иных ядер наблюдаются различные нарушения двигательной функции.
Разрушение ядра шатра сопровождается расстройством равновесия тела; повреждения
червя, пробковидного и шаровидного ядер — нарушением работы мускулатуры шеи и
туловища; разрушение полушарий и зубчатого ядра — нарушением работы мускулатуры
конечностей.
Белое вещество мозжечка слагается из различного рода нервных волокон. Одни из
них связывают извилины и дольки, другие идут от коры к внутренним ядрам мозжечка, а
третьи соединяют мозжечок с соседними отделами мозга. Последние волокна образуют
нижние, средние и верхние пары ножек. В составе нижних ножек к мозжечку подходят
волокна от продолговатого мозга и олив. Они заканчиваются в коре червя и полушариях.
Волокна средних ножек идут к мосту. Волокна верхних ножек направляются к крыше
среднего мозга, проходят в обоих направлениях, связывают мозжечок с красным ядром и
таламусом, а также со спинным мозгом.
У новорожденного масса мозжечка 20 г, что составляет 5,4 % массы тела. К 5
месяцам жизни она увеличивается в 3 раза, к 9 месяцам — в 4 раза. В это время наиболее
интенсивно развиваются полушария мозжечка. Усиленный рост мозжечка на первом году
жизни определяется формированием в течение этого периода дифференцированных и
координированных движений. В дальнейшем темпы его роста снижаются. К 15 годам
мозжечок достигает размеров взрослого человека.
Мозжечок обеспечивает координацию движений. При поражениях его развиваются
разнообразные нарушения двигательной активности и мышечного тонуса, а также
вегетативные расстройства. Мозжечковая недостаточность связана с неспособностью
поддерживать позу. Например, при смещении пассивно висящей конечности она не
возвращается в исходное положение, а раскачивается подобно маятнику. Для
мозжечковых повреждений характерны тремор, нарушение величины, скорости и
направления движений, что приводит к утрате плавности и стабильности двигательных
реакций. Целенаправленные движения (попытка взять предмет) выполняются порывисто,
рывками, промахами мимо цели. Нарушение двигательной координации при поражениях
мозжечка объясняется его тесными связями со стволом мозга, а также с таламусом и
сенсомоторной областью коры больших полушарий. Таким образом, мозжечок получает
разнообразную афферентную информацию от различных компонентов двигательного
аппарата, обрабатывает ее и передает корригирующие влияния к нейронам ствола мозга и
спинальным центрам моторного контроля. Кроме того, благодаря многочисленным
синаптическим связям с ретикулярной формацией мозжечок играет важную роль в
регуляции вегетативных функций.
Между продолговатым мозгом, мостом и мозжечком есть общая полость,
получившая название «четвертый желудочек головного мозга», который напоминает
палатку и имеет дно и крышу. Дно желудочка ромбовидной формы, как бы вдавлено в
заднюю поверхность продолговатого мозга и моста, поэтому его еще называют
ромбовидной ямкой. В заднюю часть ромбовидной ямки открывается центральный канал
спинного мозга, а в передневерхнюю — третий желудочек головного мозга. Посредством
трех отверстий четвертый желудочек сообщается с подпаутинным пространством
головного мозга, благодаря чему спинномозговая жидкость поступает из мозговых
желудочков в межоболочечные пространства.
Средний мозг состоит из ножек мозга и крыши мозга. Они разделены сильвиевым
водопроводом мозга, который соединяет третий и четвертый желудочки головного мозга.
Ножки мозга состоят из основания и покрышки, между которыми располагаются
пигментированные клетки черной субстанции. Черная субстанция участвует в сложной
координации движений. Основание ножек образует пирамидный путь. В покрышке ножек
лежат ядра блокового и глазодвигательного нервов (III и IV пара черепных нервов). Также
в ней располагается красное ядро, в котором заканчиваются верхние ножки мозжечка. В
них идет восходящий путь к зрительному бугру и нисходящий — красноядерноспинномозговой. Красное ядро отвечает за поддержание тонуса мускулатуры туловища и
конечностей.
Четверохолмие, или крыша мозга, составляет заднюю часть среднего мозга.
Перпендикулярными друг другу бороздами оно делится на верхние и нижние холмики.
Верхнее двухолмие заключает в себе центры ориентировочных рефлексов на зрительные
раздражения. Посредством отходящих вперед ручек холмики соединяются с
латеральными коленчатыми телами промежуточного мозга. По этим ручкам идут волокна
зрительного нерва. Нижнее двухолмие служит центром ориентировочных рефлексов на
слуховые раздражения. От холмиков к медиальным коленчатым телам идут нижние
ручки, по которым проходят волокна слухового нерва. Ядра четверохолмия играют
важнейшую роль в раннем онтогенезе, обеспечивая первичные формы сенсорного
внимания.
В среднем мозге замыкается ряд рефлексов. Нейроны бугров четверохолмия
отвечают за ориентировочные зрительные и слуховые рефлексы. Ядра четверохолмия
участвуют в осуществлении сторожевого рефлекса, что выражается в усилении тонуса
сгибателей. Черная субстанция обеспечивает сложную координацию движений. В ней
находятся содержащие дофамин нейроны, регулирующие эмоциональное поведение.
Повреждение черной субстанции приводит к нарушению тонких движений пальцев рук,
развитию тремора (болезнь Паркинсона). Красное ядро отвечает за тонус мышцсгибателей.
В промежуточном мозге различают парные зрительные бугры (таламус),
латеральные и медиальные коленчатые тела, подбугорную (гипоталамус) и надбугорную
(эпиталамус) области.
Зрительный бугор (таламус) представляет собой крупное тело овальной формы. Он
состоит из серого вещества, группирующегося в ядра. Все ядра делятся на специфические
и неспецифические. Специфические ядра получают информацию от определенных видов
рецепторов и посылают их в строго определенные зоны коры. Ядра, переключающие
информацию на центральные поля анализаторов, относят к проекционным, или релейным.
Ядра, передающие информацию на ассоциативные области, являются ассоциативными.
Неспецифические ядра представлены ретикулярной формацией. Они располагаются
вокруг специфических, диффузно влияют на кору и подкорковые ядра и могут вызывать
как возбуждающий, так и тормозной эффект. Эти ядра не выполняют высших
интегративных функций, но участвуют в регуляции афферентных влияний. К моменту
рождения большая часть ядер зрительных бугров хорошо развита. После рождения их
размеры увеличиваются за счет роста нервных клеток и развития нервных волокон.
Все сенсорные сигналы, за исключением обонятельных, достигают коры больших
полушарий только через таламокортикальные проекции. Таламус представляет собой
ворота, через которые в кору поступает информация о состоянии нашего тела и
окружающем мире. Афферентные сигналы на пути к коре мозга переключаются на
нейронах таламуса, что позволяет обеспечить передачу в кору мозга наиболее важной
информации. Система неспецифических ядер таламуса контролирует ритмическую
активность коры больших полушарий и выполняет функции внутриталамической
интегрирующей системы. Таламус является высшим центром болевой чувствительности.
Повреждение неспецифических ядер таламуса приводит к нарушению сознания. Это
свидетельствует о том, что импульсация, поступающая по неспецифической восходящей
системе таламуса, поддерживает уровень возбудимости корковых нейронов, необходимый
для сохранения сознания. Кроме того, таламус является надсегментарным центром
рефлекторной деятельности.
Латеральное коленчатое тело располагается кнаружи от корешка зрительного пути.
Медиальное коленчатое тело лежит на уровне поперечной борозды четверохолмия.
Волокна нервных клеток коленчатых тел в составе зрительных и слуховых путей
направляются к коре больших полушарий.
Гипоталамус хорошо заметен на основании головного мозга. В задней его области
располагаются два сосцевидных тела. Волокна этих тел образуют сосково-бугорный путь,
по которому импульсы идут к передним ядрам зрительного бугра. Сосцевидные тела, как
и передние ядра зрительных бугров, относят к лимбической системе, которая отвечает за
организацию поведенческих реакций. Спереди от сосцевидных тел лежит серый бугор.
Суживаясь, он переходит в воронку, проникающую в ямку турецкого седла через его
диафрагму. На воронке подвешен гипофиз. Серый бугор является центром автономной
нервной системы, которая влияет на сохранение гомеостаза организма и на его
приспособление к условиям внешней среды. Впереди серого бугра зрительные нервы
образуют перекрест (хиазму), после которого получают название зрительных путей. Над
перекрестом лежит супраоптическое ядро. Его клетки вырабатывают нейросекреты,
проникающие в заднюю долю гипофиза. Этими веществами являются антидиуретический
гормон, регулирующий водный метаболизм, и окситоцин, влияющий на деятельность
матки. По-иному, т.е. нейрогуморальным путем, через кровь, осуществляется связь
гипоталамуса с передней долей гипофиза, вырабатывающей такие гормоны, как
адренокортикотропный, фолликулостимулирующий и лютеинизирующий, тиреотропный,
гормон роста. Таким образом, здесь образуется гипоталамо-гипофизарная система, где
объединяются два уровня регуляции функций организма человека — нервная и
гуморальная. Дифференцировка ядер гипоталамуса к моменту рождения не завершена и
протекает в онтогенезе неравномерно. Развитие ядер заканчивается в период полового
созревания.
В функциональном отношении ядра гипоталамуса неоднородны. Латеральная и
дорсальная группы ядер повышают тонус симпатической нервной системы, средние ядра
(серый бугор) — снижают его. В гипоталамусе располагаются центр сна и центр
пробуждения, он участвует в процессе чередования сна и бодрствования. Гипоталамус
играет важную роль в терморегуляции. Раздражение задних ядер приводит к гипертермии
в результате повышения теплопродукции. В области средних и боковых ядер
располагаются центры насыщения и голода, которые активируются в результате
изменения химического состава протекающей крови. Дорсолатерально от
супраоптического ядра находится центр жажды. Активация его приводит к увеличению
потребления воды (полидипсия), а разрушение сопровождается отказом от воды
(адипсия). В гипоталамусе расположены центры, связанные с регуляцией полового
поведения, названные центрами удовольствия. Они являются компонентом нейронной
системы, участвующей в регуляции эмоциональной сферы полового поведения. В
результате связей гипоталамуса с гипофизом образуется гипоталамо-гипофизарная
система.
Надбугорная область (эпиталамус) связана с обонятельной системой. Эпиталамус
участвует в образовании стенок третьего желудочка головного мозга и состоит из
мозговых полосок, сзади расширяющихся в поводковые треугольники. От последних
отходят поводки (белые тяжи), которые соединяют эпиталамус с эпифизом. В
треугольниках лежат поводковые ядра, отдающие нисходящие волокна к ядрам среднего
мозга. Промежуточный мозг у новорожденного развит относительно хорошо.
Внутри промежуточного мозга находится третий желудочек головного мозга,
имеющий вид вертикальной щели, ограниченной с боков медиальными поверхностями
зрительных бугров, снизу гипоталамусом, спереди — столбами свода, сзади —
эпиталамусом, сверху — сводом. Между зрительными буграми расположены
межжелудочковые отверстия, которые соединяют полость третьего желудочка с боковыми
желудочками больших полушарий.
Развитие структур промежуточного мозга состоит в увеличении их взаимосвязей с
другими мозговыми образованиями, что создает условия для совершенствования
координационной деятельности его различных отделов. В развитии промежуточного
мозга существенная роль принадлежит нисходящим влияниям коры больших полушарий.
Головной мозг находится в полости черепа. Масса его составляет в среднем 1245 г у
женщин и 1394 г у мужчин, но может колебаться от 1100 до 2000 г. У новорожденного
головной мозг относительно большой: 390 г у мальчиков и 355 г у девочек, что составляет
12—13 % массы (у взрослых — 2,5 %). К концу первого года жизни масса мозга
удваивается, к 3-4 годам утраивается. До 4 лет головной мозг ребенка растет равномерно в
высоту, длину и ширину, в дальнейшем преобладает рост в высоту. После 7 лет мозг
растет медленно и достигает максимальной массы к 20-29 годам. После 55—60 лет масса
мозга несколько уменьшается. В головном мозге выделяют три основных отдела —
задний, средний и передний мозг. Задний мозг включает продолговатый мозг, мост и
мозжечок, средний — ножки мозга, четверохолмие и ряд ядер, передний —
промежуточный мозги большие полушария.
Конечный мозг представлен двумя полушариями. В состав каждого полушария
входят плащ, или мантия, обонятельный мозг и базальные ганглии. В глубине продольной
щели мозга оба полушария соединены между собой толстой горизонтальной пластинкой
— мозолистым телом, которое состоит из нервных волокон, идущих поперечно из одного
полушария в другое. Мозолистое тело у новорожденного тонкое и короткое. Оно растет
одновременно с развитием полушарий большого мозга, располагаясь над третьим
желудочком. С возрастом толщина ствола мозолистого тела увеличивается до 1 см, а его
валика до 2 см.
В процессе онтогенеза головной мозг развивается неравномерно. В пренатальном
периоде прежде всего формируются отделы, которые отвечают за функционирование
жизненно важных органов (продолговатый мозг, ядра среднего и промежуточного мозга).
К концу внутриутробного периода развиваются первичные проекционные поля. К
моменту рождения структуры мозга позволяют осуществлять жизненно важные функции
(дыхание, жевание, глотание) и простейшие реакции на внешние раздражители. Таким
образом, осуществляется принцип минимального и достаточного обеспечения функций. В
пост-натальном периоде продолжается интенсивное развитие мозга, в особенности коры
больших полушарий.
В развитии коры выделяют два процесса — рост коры и дифференцировку ее
нейронных элементов. Наибольшее увеличение толщины коры происходит на первом году
жизни, а затем постепенно замедляется. Проекционные поля прекращают расти к 3 годам,
а ассоциативные — в 7 лет. Кора растет за счет разрежения нейронов, т.е. увеличения
межнейронального пространства, роста дендритов и аксонов и развития нейроглии.
В раннем постнатальном периоде начинается дифференцировка нейронов коры,
которая продолжается довольно длительный период. Первыми развиваются нейроны
нижних слоев, а затем верхних. В более ранние сроки созревают веретенообразные
клетки, переключающие афферентную импульсацию из подкорковых структур к
пирамидным нейронам. В более поздние сроки развиваются звездчатые и корзинчатые
клетки, которые обеспечивают взаимодействие нейронов и циркуляцию возбуждения
внутри коры. Начавшаяся в первые месяцы жизни дифференцировка вставочных нейронов
заканчивается в 3-6 лет. Полное развитие вставочных нейронов в ассоциативных областях
отмечается в 14-летнем возрасте.
О формировании нейронной организации коры говорит наличие хорошо развитых
аксонов и дендритов. Аксоны, проводящие афферентные импульсы, в течение первых 3
месяцев покрываются миелиновой оболочкой. Это способствует ускорению поступления
информации к нейронам проекционной коры. Дендриты, которые обеспечивают
взаимодействие нейронов различных слоев, в проекционной коре созревают в первые
недели жизни, достигая к 6 месяцам третьего слоя. Дендриты, объединяющие нейроны в
пределах одного слоя, развиваются позже.
В развитии коры в онтогенезе выделяют следующие этапы. Первый год
характеризуется увеличением размеров нервных клеток, дифференцировкой вставочных
нейронов, увеличением аксонов и дендритов. К 3 годам образуются нейронные
группировки, включающие различные типы нейронов. В 5-6 лет продолжается
дифференцировка и специализация нервных клеток и усиливается межнейрональная
интеграция в определенных областях коры. К 9-10 годам усложняется структура
интернейронов и пирамид, формируются горизонтальные группировки, объединяющие
вертикальные колонки. В 12-14 лет высокой степени специализации достигают
пирамидные нейроны и высокой степени дифференциации — интернейроны. Удельный
вес волокон становится больше объема клеточных элементов. К 18 годам организация
коры достигает уровня взрослого человека.
Основная закономерность в развитии мозга заключается в том, что эволюционно
более древние структуры созревают раньше: от спинного мозга и ствола, которые
обеспечивают жизненно важные функции, к коре больших полушарий. По горизонтали
развитие идет следующим образом. Первыми формируются проекционные отделы,
обеспечивающие контакты с внешним миром с момента рождения. Затем созревают
ассоциативные области, ответственные за психическую деятельность.
Для развития каждого последующего уровня необходимо полное созревание
предыдущего. Этот принцип развития мозга в онтогенезе JI.С. Выготский назвал «снизу
вверх». Например, для развития проекционной коры необходимо формирование структур,
через которые поступает сенсорная информация. В свою очередь, формирование
первичных проекционных корковых зон необходимо для развития ассоциативных
корковых зон. Позже созревающие структуры влияют на уже существующие. Так, только
после созревания проекционных зон коры ядра таламуса приобретают полную
специализацию. Полностью сформированная кора управляет подчиненными ей
структурами более низкого уровня (это принцип «сверху вниз»).
Вопросы для самоконтроля:
1. Какие отделы вегетативной нервной системы вам известны? Каковы их
функциональные особенности?
2. Назовите этапы развития коры больших полушарий.
3. Возрастные особенности подкорковых структур.
Тема 14. Возрастные особенности высшей нервной деятельности человека
План:
1. Основные этапы развития высшей нервной деятельности
2. Возрастные особенности психофизиологических функций
1. Основные этапы развития высшей нервной деятельности
Низшая и высшая нервная деятельность ребенка формируются в результате
морфофункционального созревания всего нервного аппарата. Нервная система, а вместе с
ней и высшая нервная деятельность у детей и подростков достигают уровня взрослого
человека примерно к 20 годам. Весь сложный процесс развития ВНД человека
определяется как наследственно, так и многими другими биологическими и социальными
факторами внешней среды. Последние приобретают ведущее значение в постнатальном
периоде, поэтому на семью и учебные заведения ложится основная ответственность за
развитие интеллектуальных возможностей человека.
ВНД ребенка от рождения до 7 лет. Ребенок рождается с набором безусловных
рефлексов, рефлекторные дуги которых начинают формироваться на 3-м месяце
внутриутробного развития. Тогда у плода появляются первые сосательные и дыхательные
движения, а активное движение плода наблюдается на 4-5-м месяце. К моменту рождения
у ребенка формируется большинство врожденных рефлексов, которые обеспечивают ему
нормальное функционирование вегетативной сферы.
Возможность простых пищевых условных реакций возникает уже на 1-2-е сутки, а к
концу первого месяца развития образуются условные рефлексы с двигательного
анализатора и вестибулярного аппарата.
Со 2-го месяца жизни образуются слуховые, зрительные и тактильные рефлексы, а к
5-му месяцу развития у ребенка вырабатываются все основные виды условного
торможения. Большое значение в совершенствовании условно-рефлекторной
деятельности имеет обучение ребенка. Чем раньше начато обучение, т. е. выработка
условных рефлексов, тем быстрее идет их формирование впоследствии.
К концу 1-го года развития ребенок относительно хорошо различает вкус пищи,
запахи, форму и цвет предметов, различает голоса и лица. Значительно совершенствуются
движения, некоторые дети начинают ходить. Ребенок пытается произносить отдельные
слова, и у него формируются условные рефлексы на словесные раздражители.
Следовательно, уже в конце первого года полным ходом идет развитие второй сигнальной
системы и формируется ее совместная деятельность с первой.
На 2-м году развития ребенка совершенствуются все виды условно-рефлекторной
деятельности, и продолжается формирование второй сигнальной системы, значительно
увеличивается словарный запас; раздражители или их комплексы начинают вызывать
словесные реакции. Уже у двухгодовалого ребенка слова приобретают сигнальное
значение.
2-й и 3-й год жизни отличаются живой ориентировочной и исследовательской
деятельностью. Этот возраст ребенка характеризуется «предметным» характером
мышления, т. е. решающим значением мышечных ощущений. Эта особенность в
значительной степени связана с морфологическим созреванием мозга, так как многие
моторные корковые зоны и зоны кожно-мышечной чувствительности уже к 1-2 годам
достигают достаточно высокой функциональной полноценности. Основным фактором,
стимулирующим созревание этих корковых зон, являются мышечные сокращения и
высокая двигательная активность ребенка.
Период до 3-х лет характеризуется также легкостью образования условных
рефлексов на самые различные раздражители. Примечательной особенностью 2-3-летнего
ребенка является легкость выработки динамических стереотипов – последовательных
цепей условно-рефлекторных актов, осуществляющихся в строго определенном,
закрепленном во времени порядке. Динамический стереотип это следствие сложной
системной реакции организма на комплекс условных раздражителей (условный рефлекс
на время – прием пищи, время сна и др.).
Возраст от 3-х до 5-ти лет характеризуется дальнейшим развитием речи и
совершенствованием нервных процессов (увеличивается их сила, подвижность и
уравновешенность), процессы внутреннего торможения приобретают доминирующее
значение, но запаздывательное торможение и условный тормоз вырабатываются с трудом.
К 5-7 годам еще более повышается роль сигнальной системы слов и дети начинают
свободно говорить. Это обусловлено тем, что только к семи годам постнатального
развития функционально созревает материальный субстрат второй сигнальной системы –
кора больших полушариев.
ВНД детей от 7 до 18 лет. Младший школьный возраст (с 7 до 12 лет) – период
относительно «спокойного» развития ВНД. Сила процессов торможения и возбуждения,
их подвижность, уравновешенность и взаимная индукция, а также уменьшение силы
внешнего торможения обеспечивают возможности широкого обучения ребенка. Но только
при обучении письму и чтению слово становится предметом сознания ребенка, все, более
отдаляясь от связанных с ним образов, предметов и действий. Незначительное ухудшение
процессов ВНД наблюдается только в 1-м классе в связи с процессами адаптации к школе.
Особое значение для педагогов имеет подростковый (с 11-12 до 15-17 лет) период. В
это время нарушается уравновешенность нервных процессов, большую силу приобретает
возбуждение, замедляется прирост подвижности нервных процессов, значительно
ухудшается дифференцировка условных раздражителей. Ослабляется деятельность коры,
а вместе с тем и второй сигнальной системы. Все функциональные изменения приводят к
психической неуравновешенности и конфликтности подростка.
Старший школьный возраст (15-18 лет) совпадает с окончательным
морфофункциональным созреванием всех систем организма. Повышается роль корковых
процессов в регуляции психической деятельности и функций второй сигнальной системы.
Все свойства нервных процессов достигают уровня взрослого человека, т. е. ВНД старших
школьников становится упорядоченной и гармоничной. Таким образом, для нормального
развития ВНД на каждом отдельном этапе онтогенеза необходимо создание оптимальных
условий.
Типологические особенности ВНД ребенка. Н.И.Красногорский, изучая ВНД
ребенка на основе силы, уравновешенности, подвижности нервных процессов,
взаимоотношений коры и подкорковых образований, соотношения между сигнальными
системами, выделил 4 типа нервной деятельности в детском возрасте.
1.
Сильный, уравновешенный, оптимально возбудимый, быстрый тип.
Характеризуется быстрым образованием прочных условных рефлексов. Дети этого типа
имеют хорошо развитую речь с богатым словарным запасом.
2.
Сильный, уравновешенный, медленный тип. У детей этого типа условные
связи образуются медленнее и прочность их меньше. Дети этого типа быстро обучаются
речи, только речь у них несколько замедленная. Активны и стойки при выполнении
сложных заданий.
3.
Сильный, неуравновешенный, повышенно возбудимый, безудержный тип.
Условные рефлексы у таких детей быстро угасают. Дети такого типа отличаются высокой
эмоциональной возбудимостью, вспыльчивостью. Их речь быстрая с отдельными
выкрикиваниями.
4.
Слабый тип с пониженной возбудимостью. Условные рефлексы образуются
медленно, неустойчивы, речь часто замедленная. Дети этого типа не переносят сильных и
продолжительных раздражений, легко утомляются.
Существенные различия основных свойств нервных процессов у детей, относящихся
к разным типам, определяют их разные функциональные возможности в процессе
обучения и воспитания, но пластичность клеток коры больших полушарий, их
приспособляемость к меняющимся условиям среды является морфофункциональной
основой преобразования типа ВНД. Так как пластичность нервных структур особенно
велика в период их интенсивного развития, педагогические воздействия, корригирующие
типологические особенности, особенно важно применять в детском возрасте.
2. Возрастные особенности психофизиологических функций
Восприятие. Ему принадлежит важнейшая роль в обеспечении контактов с внешней
средой и в формировании познавательной деятельности. Восприятие – сложный активный
процесс, включающий анализ и синтез поступающей информации.
Постепенность и неодновременность созревания областей коры в процессе
онтогенеза определяют существенные особенности процесса восприятия в различные
возрастные периоды. Определенная степень зрелости корковых зон к моменту рождения
ребенка создает условие для осуществления приема информации и элементарного анализа
качественных признаков сигнала уже в период новорожденности. В течение первых
месяцев жизни усложняется анализ сенсорных стимулов в коре, что свидетельствует о
начале сенсорного воспитания.
Качественный скачок в формировании системы восприятия отмечен после 5 лет. К 56 годам существенно облегчается опознание сложных, ранее незнакомых предметов,
сличение их с эталоном. Это дает основание рассматривать дошкольный возраст как
сенситивный период развития зрительного восприятия. В школьном возрасте
формируется произвольное избирательное восприятие, существенные изменения которого
отмечены к 10-11 годам. Заключительный этап развития воспринимающей системы
обеспечивает оптимальные условия для адекватного реагирования на внешние
воздействия.
Внимание является одной из важнейших психофизиологических функций,
обеспечивающих оптимизацию процессов воспитания и обучения. Внимание – сложный
системный акт, в котором принимают участие различные структуры мозга. Признаки
непроизвольного внимания обнаруживаются уже в период новорожденности в виде
элементарной ориентировочной реакции на раздражитель. Критическим периодом в
формировании непроизвольного внимания является 2-3-месячный возраст, когда
ориентировочная реакция приобретает черты исследовательского характера. В грудном,
так же как и в младшем дошкольном возрасте, произвольное внимание характеризуется
эмоциональным аспектом, т. к. внимание ребенка в основном привлекают эмоциональные
раздражители.
По мере формирования системы восприятия речи формируется социальная форма
внимания, опосредованная речевой инструкцией. Однако вплоть до 5-летнего возраста эта
форма внимания легко оттесняется непроизвольным вниманием, возникающим на новые
привлекательные раздражители. В 6-7-летнем возрасте существенно возрастает роль
речевой инструкции в формировании произвольного внимания. Вместе с тем в этом
возрасте еще велико значение эмоционального фактора. Качественные сдвиги в
формировании внимания отмечены в 9-10 лет. В начале подросткового периода (12-13
лет) внимание ослабляется, а к концу – процесс внимания соответствует таковому
взрослого.
Память. Важнейшим свойством нервной системы является способность накапливать,
хранить и воспроизводить поступающую информацию. Память, основанная на хранении
следов возбуждения в системе условных рефлексов, формируется на ранних этапах
развития. Относительная простота системы памяти в детском возрасте определяет
устойчивость, прочность условных рефлексов, выработанных в раннем детстве. По мере
структурно-функционального созревания мозга происходит значительное усложнение
системы памяти. Это может привести к неравномерному и неоднозначному изменению
показателей памяти с возрастом. Так, в младшем школьном возрасте объем памяти
достоверно возрастает, а скорость запоминания уменьшается, увеличиваясь затем к
подростковому возрасту. Созревание высших корковых центров с возрастом определяет
постепенность развития и совершенствования словесно-логической абстрактной памяти.
Мотивации, потребности и эмоции. Мотивации – активные состояния мозговых
структур, побуждающие совершать действия, направленные на удовлетворение своих
потребностей. С мотивациями неразрывно связаны эмоции. Достижение цели и
удовлетворение потребности вызывает положительные эмоции, обратное приводит к
отрицательным эмоциям.
Роль эмоций особенно велика в детском возрасте. У них очень велика потребность в
новизне. Удовлетворение этой потребности способствует положительным эмоциям, и те, в
свою очередь, стимулируют деятельность ЦНС. Тесная связь эмоций с потребностями
определяет необходимость учета возрастных особенностей эмоциональной сферы ребенка
в процессе воспитания. Эмоции детей из-за слабости контроля со стороны высших
отделов ЦНС неустойчивы, их внешние проявления несдержанны. Ребенок легко и быстро
плачет и так же быстро от плача может перейти к смеху. С возрастом сдержанность
эмоциональных проявлений возрастает. В этом немалую роль играют воспитательные
воздействия, направленные на совершенствование внутреннего торможения.
Вопросы для самоконтроля:
1. Основные особенности ВНД ребенка от рождения до 7 лет.
2. Назовите типологические особенности ВНД ребенка.
1.2 Практикум
2.1 Практические занятия
4 курс направления 020201.65 – Биология
очная форма обучения
7 семестр
Тема №2. Возрастная периодизация
Семинар (2ч)
Ход работы:
1.
Студенты заранее получают вопросы для самостоятельной подготовки к
семинарскому занятию:
- Возрастная периодизация, критерии.
- Понятие календарного и биологического возраста. Критерии их определения.
- Понятие о критических и сенситивных периодах.
2. Преподаватель проводит опрос по данным темам, модерирует обсуждение.
Тема 3. Наследственность и среда как факторы развития
Семинар (2ч)
Ход работы:
1.
Студенты заранее получают вопросы для самостоятельной подготовки к
семинарскому занятию:
- Концепции, касающиеся роли наследственных и средовых факторов развития ;
- Модели процесса развития;
- Роль наследственности и среды в развитии некоторых физических признаков
человека в процессе его пренатального и постнатального развития.
2. Преподаватель проводит опрос по данным темам, модерирует обсуждение.
Тема 5. Возрастные особенности системы крови
Семинар (2ч)
Ход работы:
1.
Студенты заранее получают вопросы для самостоятельной подготовки к
семинарскому занятию:
- Изменения с возрастом количества и свойств эритроцитов;
- Особенности системы крови у новорожденных детей;
- Изменения с возрастом количества и свойств лейкоцитов;
- Изменения с возрастом количества и свойств тромбоцитов.
2. Преподаватель проводит опрос по данным темам, модерирует обсуждение.
Тема №8. Возрастные особенности пищеварительной системы и выделительной
системы
Семинар (4ч)
Ход работы:
1. Энергетические затраты организма выполняются питательными веществами. В пище
должны содержаться все незаменимые питательные вещества: белки и незаменимые
аминокислоты, витамины, высоконепредельные жирные кислоты, минеральные вещества и
вода. Заменимыми являются неполноценные жиры и углеводы.
Пищевой рацион – это количество и состав продуктов питания, необходимых человеку в
сутки. Физиологические потребности в питании зависят от возраста, пола, состояния
организма, выполняемой работы и других факторов.
При составлении пищевых рационов необходимо знать содержание белков, жиров и
углеводов в продуктах и их энергетическую ценность. В сутки рекомендуется потреблять 90–
100 г белок, 90–100г жиров и 400–500г углеводов. Для обеспечения наиболее полного
усвоения пищевых веществ и наилучших условий для участия их в обменных процессах,
калорийность белков должна составлять 14%, жиров 30%, а углеводов–56%. Для детей
младшего школьного возраста лучшим считается соотношение белков к жирам и углеводам –
1:1:6, для взрослых – 1:1:4. Белки животного происхождения содержат все незаменимые
аминокислоты, они должны составлять не менее 60% для детей и не менее 55% – для
взрослых. Белки растительного происхождения, также имеют существенное значение для
организма человека, однако по составу аминокислот менее полноценны. Близкое содержание
аминокислот к белкам животных среди растений имеют бобовые культуры.
Цель работы: привить навыки по составлению рациона питания, со-ответствующего
физиологическим и гигиеническим нормам. Оценить сбалансированность собственного
питания.
Оборудование: таблицы.
Ход выполнения работы. Ознакомиться с таблицами, где представ-лен
рекомендуемый набор пищевых продуктов необходимый для удовлетворения потребности
в энергии и основных пищевых веществах, суточной потребности в белках, жирах,
углеводах, химическом составе и калорийности некоторых наиболее употребляемых
пищевых продуктов. В соответствии с рекомендуемыми нормами оценить собственный
рацион. Сделать выводы о соответствии питании конкретного лица по набору пищевых
продуктов в суточном рационе, калорийности, удовлетворении потребности в белках,
жирах, углеводах.
2. Обсуждение следующих вопросов:
- Каков химический состав желудочного сока и его физиологическая роль?
- Как происходит процесс пищеварения в ротовой полости?
- Какую роль выполняет печень в пищеварении?
- Каков механизм всасывания в кишечнике? Каковы особенности обмена белков в
детском организме?
- Какова потребность организма в жирах?
- Какую роль выполняют углеводы в детском организме?
- Какое значение имеют минеральные вещества для организма?
- Какое значение имеют витамины для организма?
Тема 9. Особенности обмена веществ в разные возрастные периоды
Семинар (2ч)
Ход работы:
1. Определение основного обмена. Основной обмен – это энергетические затраты
организма в условиях покоя, связанные с поддержанием минимального, необходимого для
жизнедеятельности клеток уровня обменных процессов. Основной обмен определяют в
состоянии покоя, при температуре 180–200 С. Величина основного обмена зависит от
интенсивности окислительных процессов в тканях. У детей с возрастом изменяется
интенсивность окислительных процессов, а также масса тела. Основной обмен измеряют в
килокалориях, что в международной системе СИ соответствует: 1 ккал = 4,19 кдж.
Цель работы: определить величину основного обмена по таблице.
Оборудование: ростомер, весы, таблицы (приложение Л).
Ход выполнения работы. Измерить рост и вес испытуемого. По таблицам находят
соответствующие цифры и складывают, получив величину основного обмена. Например,
для мужчины 23 лет, массой 60 кг ростом 164 см первое число равно 892, а второе 665,
всего 892+665=1557 ккал.
Тема 11. Эндокринная система в разные возрастные периоды
Семинар (2ч)
Ход работы:
Студенты заранее получают вопросы для самостоятельной подготовки к
семинарскому занятию:
- Роль гипоталамо-гипофизарной системы в регуляции эндокринных желез.
- Возрастные изменения гипофиза и его роль.
- Особенности возрастных изменений функций эпифиза.
- Роль щитовидной железы в развитии организма.
- Возрастные изменения строения и функций вилочковой железы.
- Развитие поджелудочной железы и ее роль для организма.
- Развитие женских половых желез.
- Развитие мужских половых желез
- Гормональный статус подростка и его влияние на ВНД;
2. Преподаватель проводит опрос по данным темам, модерирует обсуждение.
4 курс направления 020400.62 – Биология
бакалавриат
8 семестр
Тема №2. Возрастная периодизация
Семинар (2ч)
Ход работы:
1.
Студенты заранее получают вопросы для самостоятельной подготовки к
семинарскому занятию:
- Возрастная периодизация, критерии.
- Понятие календарного и биологического возраста. Критерии их определения.
- Понятие о критических и сенситивных периодах.
2. Преподаватель проводит опрос по данным темам, модерирует обсуждение.
Тема 3. Наследственность и среда как факторы развития
Семинар (2ч)
Ход работы:
1.
Студенты заранее получают вопросы для самостоятельной подготовки к
семинарскому занятию:
- Концепции, касающиеся роли наследственных и средовых факторов развития ;
- Модели процесса развития;
- Роль наследственности и среды в развитии некоторых физических признаков
человека в процессе его пренатального и постнатального развития.
2. Преподаватель проводит опрос по данным темам, модерирует обсуждение.
Тема 5. Возрастные особенности системы крови
Семинар (2ч)
Ход работы:
1.
Студенты заранее получают вопросы для самостоятельной подготовки к
семинарскому занятию:
- Изменения с возрастом количества и свойств эритроцитов;
- Особенности системы крови у новорожденных детей;
- Изменения с возрастом количества и свойств лейкоцитов;
- Изменения с возрастом количества и свойств тромбоцитов.
2. Преподаватель проводит опрос по данным темам, модерирует обсуждение.
Тема №8. Возрастные особенности пищеварительной системы и выделительной
системы
Семинар (4ч)
Ход работы:
1. Энергетические затраты организма выполняются питательными веществами. В пище
должны содержаться все незаменимые питательные вещества: белки и незаменимые
аминокислоты, витамины, высоконепредельные жирные кислоты, минеральные вещества и
вода. Заменимыми являются неполноценные жиры и углеводы.
Пищевой рацион – это количество и состав продуктов питания, необходимых человеку в
сутки. Физиологические потребности в питании зависят от возраста, пола, состояния
организма, выполняемой работы и других факторов.
При составлении пищевых рационов необходимо знать содержание белков, жиров и
углеводов в продуктах и их энергетическую ценность. В сутки рекомендуется потреблять 90–
100 г белок, 90–100г жиров и 400–500г углеводов. Для обеспечения наиболее полного
усвоения пищевых веществ и наилучших условий для участия их в обменных процессах,
калорийность белков должна составлять 14%, жиров 30%, а углеводов–56%. Для детей
младшего школьного возраста лучшим считается соотношение белков к жирам и углеводам –
1:1:6, для взрослых – 1:1:4. Белки животного происхождения содержат все незаменимые
аминокислоты, они должны составлять не менее 60% для детей и не менее 55% – для
взрослых. Белки растительного происхождения, также имеют существенное значение для
организма человека, однако по составу аминокислот менее полноценны. Близкое содержание
аминокислот к белкам животных среди растений имеют бобовые культуры.
Цель работы: привить навыки по составлению рациона питания, со-ответствующего
физиологическим и гигиеническим нормам. Оценить сбалансированность собственного
питания.
Оборудование: таблицы.
Ход выполнения работы. Ознакомиться с таблицами, где представ-лен
рекомендуемый набор пищевых продуктов необходимый для удовлетворения потребности
в энергии и основных пищевых веществах, суточной потребности в белках, жирах,
углеводах, химическом составе и калорийности некоторых наиболее употребляемых
пищевых продуктов. В соответствии с рекомендуемыми нормами оценить собственный
рацион. Сделать выводы о соответствии питании конкретного лица по набору пищевых
продуктов в суточном рационе, калорийности, удовлетворении потребности в белках,
жирах, углеводах.
2. Обсуждение следующих вопросов:
- Каков химический состав желудочного сока и его физиологическая роль?
- Как происходит процесс пищеварения в ротовой полости?
- Какую роль выполняет печень в пищеварении?
- Каков механизм всасывания в кишечнике? Каковы особенности обмена белков в
детском организме?
- Какова потребность организма в жирах?
- Какую роль выполняют углеводы в детском организме?
- Какое значение имеют минеральные вещества для организма?
- Какое значение имеют витамины для организма?
Тема 9. Особенности обмена веществ в разные возрастные периоды
Семинар (2ч)
Ход работы:
1. Определение основного обмена. Основной обмен – это энергетические затраты
организма в условиях покоя, связанные с поддержанием минимального, необходимого для
жизнедеятельности клеток уровня обменных процессов. Основной обмен определяют в
состоянии покоя, при температуре 180–200 С. Величина основного обмена зависит от
интенсивности окислительных процессов в тканях. У детей с возрастом изменяется
интенсивность окислительных процессов, а также масса тела. Основной обмен измеряют в
килокалориях, что в международной системе СИ соответствует: 1 ккал = 4,19 кдж.
Цель работы: определить величину основного обмена по таблице.
Оборудование: ростомер, весы, таблицы (приложение Л).
Ход выполнения работы. Измерить рост и вес испытуемого. По таблицам находят
соответствующие цифры и складывают, получив величину основного обмена. Например,
для мужчины 23 лет, массой 60 кг ростом 164 см первое число равно 892, а второе 665,
всего 892+665=1557 ккал.
Тема 11. Эндокринная система в разные возрастные периоды
Семинар (2ч)
Ход работы:
Студенты заранее получают вопросы для самостоятельной подготовки к
семинарскому занятию:
- Роль гипоталамо-гипофизарной системы в регуляции эндокринных желез.
- Возрастные изменения гипофиза и его роль.
- Особенности возрастных изменений функций эпифиза.
- Роль щитовидной железы в развитии организма.
- Возрастные изменения строения и функций вилочковой железы.
- Развитие поджелудочной железы и ее роль для организма.
- Развитие женских половых желез.
- Развитие мужских половых желез
- Гормональный статус подростка и его влияние на ВНД;
2. Преподаватель проводит опрос по данным темам, модерирует обсуждение.
Тема 14. Возрастные особенности высшей нервной деятельности человека
Семинар (2ч)
Ход работы:
Студенты заранее получают вопросы для самостоятельной подготовки к семинарскому
занятию:
- Изменения ВНД в онтогенезе.
- Основные нарушения ВНД.
- Какие функции речи выделяют?
- Каково значение развития речи?
- Развитие речи в онтогенезе.
- Соотношение первой и второй сигнальной системы в онтогенезе.
2. Преподаватель проводит опрос по данным темам, модерирует обсуждение.
3. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ПРЕПОДАВАНИЮ И
ИЗУЧЕНИЮ ДИСЦИПЛИНЫ
3.1 Методические рекомендации для преподавателя
Дисциплина «Возрастная физиология» позволяет студентам получить базовые
знания по вопросам онтогенеза основных физиологических процессов в организме
человека, имеет важное теоретическое и прикладное практическое значение в будущей
педагогической практике.
Основные функции лекций по данной дисциплине: информационная,
систематизирующая, разъясняющая, развивающая.
В начале каждой лекции преподаватель связывает ее тему с темой предыдущей
лекции, а также с содержанием всего курса. Завершение лекции должно содержать
«мостик» к последующей лекции. При этом важно, чтобы у студентов сформировалось
системное представление об изучаемой дисциплине.
В ходе лекций полезно ставить проблемные вопросы по ее содержанию, предлагать
студентам рассуждать и делиться своими мыслями. Этот прием, во-первых, привлекает
активное внимание студентов, а, во-вторых, формирует культуру мышления и деловой
коммуникации.
Теоретический материал необходимо иллюстрировать примерами. С целью контроля
за уровнем понимания, после завершения рассмотрения очередного пункта плана лекции,
преподавателю необходимо предложить студентам задать свои вопросы.
Теоретические знания, полученные из лекционного курса, служат основой при
подготовке к практическим занятиям, на которых студенты закрепляют полученные
знания в ходе выполнения практических заданий, подготовки индивидуальных
сообщений, дискуссий по предложенным преподавателем вопросам.
Промежуточный срез знаний проводится письменно (тестирование). Изучение
дисциплины заканчивается итоговым экзаменом или зачетом.
3.2 Методические рекомендации по организации работы студентов
Самостоятельная работа проводится студентами по вопросам, которые даны после
каждой темы курса.
При подготовке к практическим занятиям необходимо использовать не только
основную, но и дополнительную литературу. По лабораторным работам оформляется
отчет и сдается на проверку преподавателю. Структура отчета классическая: тема занятия,
цель работы, материал и методы, ход работы, результаты и их интерпретация, заключение.
Пропуск практических и лабораторных занятий предполагает обязательную
отработку по пропущенным темам. Неотработанный (до начала экзаменационной сессии)
пропуск лабораторного занятия является основанием для недопуска к итоговой аттестации
по дисциплине.
3.3 Глоссарий
Адаптация (лат. adaptatio — приспособление) — выработанное в процессе
эволюции приспособление организмов к изменяющимся условиям существования; в
физиологии и медицине означает привыкание, снижение возбудимости.
Адекватное раздражение — раздражение, к которому рецептор обладает
избирательной чувствительностью: свет для сетчатки глаза, растяжение для
проприорецепторов мышц, изменение давления для барорецепторов и т. д.
Противоположно: неадекватное раздражение.
Акселерация (лат. acceleration — ускорение) — одна из особенностей роста и
развития детей и подростков, проявляющаяся в ускорении физического и психического
развития, а также при наступлении половой зрелости в более раннем возрасте.
Аномалии рефракции глаза (греч. anomalia — отклонение) — отклонения в развитии
преломляющих сред глаза. В зависимости от положения главного фокуса по отношению к
сетчатке различают следующие аномалии: миопическую, или близорукость, и
гиперметропическую, или дальнозоркость. Одной из форм аномалий рефракции глаза
является астигматизм, при котором нарушается сферичность преломляющих сред глаза, в
результате на сетчатке получается расплывчатое, нечеткое изображение.
Анорексия (греч. an — отриц. частица, arexis — аппетит) — отсутствие аппетита при
наличии физиологической потребности в пище, обусловленное нарушением деятельности
пищеварительного центра.
Антропометрия — исследование физического развития человека: определение
роста, массы тела, окружности груди, жизненной емкости легких (спирометрия), силы
мышц (динамометрия) и др.
Аритмия сердца (греч. a — отриц. частица, rhythmos — ритм) — нарушение
правильного ритма сердечных сокращений. Аритмия может быть следствием заболеваний
мышцы сердца, неврозов и т. д.
Астения (греч. asteneia — бессилие) — общая слабость, бессилие, подавленность.
Является результатом различных болезней.
Астигматизм (греч. a — отриц. частица, stigme — точка) — недостаточность
зрения, связанная с нарушением сферичности преломляющих поверхностей роговицы
(реже хрусталика), в результате чего отдельные части изображения фокусируются на
сетчатке, другие — впереди и (или) позади нее.
Атрофия (греч. a — отриц. частица, trophe — пища) — уменьшение органов, тканей
и ослабление их функций вследствие нарушения питания, иннервации или длительного
бездействия.
Барьерные функции организма — функции защиты, осуществляемые особыми
физиологическими механизмами — барьерами (кожа, дыхательная система, печень,
стенки кровеносных капилляров и др.).
Брока центр — двигательный центр речи, расположенный в третьей лобной
извилине левого полушария; впервые описан французским анатомом П. Брока (1861 г.) и
назван впоследствии его именем. При поражении центра Брока утрачивается способность
говорить при сохранении понимания письменной и устной речи.
Вернике центр — сенсорный центр задней трети первой височной извилины левого
полушария, впервые описан немецким ученым К. Вернике (1874 г.) и назван впоследствии
его именем. При поражении центра Вернике возникает явление сенсорной афазии —
утрата способности понимать речь.
Внимание — избирательная направленность психической деятельности человека и
животных на объекты и процессы, значимые для субъекта. В фило- и онтогенезе внимание
формируется на основе ориентировочного рефлекса. Характеристики внимания:
устойчивость, объем, распределенность, переключаемость.
Внутреннее торможение — один из двух типов торможения условных рефлексов,
вырабатываемый в процессе многократных повторений. Различают четыре основных вида
внутреннего торможения: угасательное, дифференцировочное, запаздывательное,
условный тормоз. Согласно И. П. Павлову, внутреннее торможение развивается в
пределах существующей условнорефлекторной дуги, «внутри» нее — отсюда и термин.
Возрастная физиология — раздел физиологии, изучающий закономерности
становления функций развивающегося организма, начиная с оплодотворенной яйце
клетки до смерти.
Врабатывание — постепенное повышение работоспособности организма в
начальном периоде деятельности, в течение которого нервная система и регулируемые ею
функции перестраиваются на более высокий уровень деятельности.
Врожденный иммунитет — наследственная невосприимчивость человека или
животных к тому или иному инфекционному заболеванию.
Вторичные половые признаки — внешние особенности строения, которыми один
пол отличается от другого: характерные пропорции тела, степень развития молочных
желез, характер оволосения, тембр голоса и т. д. Развиваются в период полового
созревания (подростковый возраст).
Второе детство (син.: позднее детство) — период в развитии ребенка с 7 до 11–12
лет.
Высшая нервная деятельность — деятельность ведущих отделов ЦНС (у человека
— главным образом коры больших полушарий и ближайшей подкорки),
обусловливающая поведение и адекватное приспособление организма к окружающей
среде, взаимодействие с ней.
Ганглий (греч. ganglion — узел, опухолевидное образование) — скопление тел
нервных клеток и сопровождающей их ткани вне спинного и головного мозга. Различают
спинальный ганглий и ганглии симпатической и парасимпатической нервной системы.
Геронтология (греч. geron, gerontos — старый и logos — наука) — наука о старении
организма и изыскании средств продления активной жизни человека.
Гипертрофия — увеличение объема ткани или органа с сохранением обычных
пропорций.
Гиподинамия — пониженная двигательная активность, обусловленная
малоподвижным образом жизни и другими условиями, резко ограничивающими
подвижность.
Гипокинезия — ограниченная двигательная активность организма, обусловленная
малоподвижным образом жизни, спецификой некоторых видов профессиональной
деятельности.
Гипотония (гипо... и греч. tonos — напряжение) — понижение кровяного давления
или мышечного тонуса по сравнению с нормой.
Глаукома (греч. glaukos — светло-голубой, голубовато-зеленый) — заболевание,
проявляющееся в увеличении внутриглазного давления, глубоких нарушениях
центрального зрения и сужении поля зрения; имеет прогрессирующий характер и может
привести к слепоте.
Двигательный анализатор — нейро-моторный аппарат, состоящий из: 1)
двигательной коры (области коры больших полушарий, раздражение которой приводит к
двигательным реакциям определенных частей тела); 2) отходящих от ее нейронов пучков
нервных волокон — двигательных нервов (нервов, иннервирующих мышцы); 3) всех
скелетных мышц, кроме мимических.
Дебильность (лат. debilis — слабый, неспособный) — легкая степень врожденного
слабоумия (олигофрении), характеризующаяся примитивностью суждений и
умозаключений, снижением возможностей социальной адаптации, обучения при
сохранении способности к усвоению относительно сложных трудовых навыков,
адекватного поведения в привычной обстановке.
Динамический стереотип — устойчивая последовательность привычных
(выработанных) условнорефлекторных действий, совершаемых как целостный
поведенческий акт, например, ходьба, письмо и др. Динамический стереотип
характеризуется устойчивостью, повторяемостью, однако его можно изменять, им можно
управлять, поэтому стереотип называется динамическим.
Доминанта (лат. dominans, dominantis — господствующий) — временно
господствующая рефлекторная система, придающая поведению определенную
направленность. Учение о доминанте создано видным русским ученым А. А. Ухтомским
(1923), который рассматривал доминанту как скрытую готовность организма к
определенной деятельности при одновременном торможении посторонних рефлекторных
актов. Доминанта возникает как господствующее мотивационное поведение. Различают
пищевую, половую, оборонительную и другие доминанты. Например, у самцов лягушек в
весенний период в связи с возрастанием концентрации половых гормонов наблюдается
сильный квакательный рефлекс, и почти любое раздражение поверхности кожи, даже
очень сильное, вызывает не оборонительную реакцию, как обычно, а усиление этого
рефлекса.
Дошкольный период — период детства (от 3 до 7 лет), в течение которого
происходит совершенствование всех систем организма, особенно нервной (масса мозга
увеличивается в дошкольный период на 300 г и остается меньше массы мозга взрослого
всего на 150–200 г) и мышечной, что способствует интенсивному умственному и
физическому развитию. Мышление становится все более абстрактным, движения —
координированными. С 5–6 лет начинается смена временных молочных зубов на
постоянные и т. д.
Жизненная емкость легких — максимальное количество воздуха, которое может
выдохнуть человек после предельно глубокого вдоха; является одним из показателей
физического развития организма. У мужчин жизненная емкость легких равна 3500–4500
см3, у женщин — 2500–3500 см3.
Зрительная агнозия — утрата зрительной памяти.
Изотоническое сокращение (изо... и греч. tonos — напряжение) — сокращение
мышцы, при котором изменяются ее размеры, а внутреннее напряжение остается
относительно постоянным (изотоническим).
Иммунизация (лат. immunis — свободный, избавленный от чего-либо; син.:
предохранительные профилактические прививки) — регламентированные во времени и по
возрастным группам противоэпидемические и профилактические мероприятия
(прививки), при которых в организм вводятся антигены или готовые антитела.
Искусственный иммунитет — иммунитет, выработанный в результате введения в
организм убитых или сильно ослабленных, уже потерявших токсичность, возбудителей
болезни или их ослабленных токсинов (ядов); в ответ организм вырабатывает защитные
вещества (антитела). В последующем возбудители данной болезни, проникнув в
иммунизированный организм, погибают, и человек или животное не заболевает или легко
переносит заболевание.
Кифоз (греч. kyphos — сгорбленный, кривой, согнутый) — физиологические изгибы
позвоночника в грудном и крестцовом отделах, обращенные выпуклостью назад.
Компенсация функции — частичное или полное восполнение утраченных или
нарушенных (в результате поражения или удаления участков ЦНС) функций организма
или отдельного органа.
Кретинизм — заболевание, обусловленное уменьшением выработки тироксина
щитовидной железой в период развития организма (в детстве); проявляется в задержке
роста и психического развития.
Критические периоды — периоды онтогенеза, в течение которых формируются
важные поведенческие реакции (функ ции) организма (следование за родителями, друг за
другом, обучение коммуникации, в том числе речи человека). Вне пределов критических
периодов формирование соответствующих функций, обучение или не происходит, или его
эффективность резко снижается. Критический период овладения человеком речью — от 1
до 5 лет. Если в силу каких-то причин в этот период человек не научился говорить, то в
последующем он не может полноценно овладеть речью.
Лордоз (греч. lordosis — согнувшийся, сутулый) — физиологические изгибы
позвоночника в шейном и поясничном отделах, образующиеся по мере роста и развития
организма, особенно после того, как ребенок научится стоять и ходить. Наряду с
кифозами лордозы смягчают резкие вертикальные нагрузки на позвоночник.
Минутный объем дыхания — количество воздуха, поступающего в легкие за 1 мин;
произведение объема воздуха, поступающего в легкие за один вдох на частоту дыхания в
минуту. У взрослого человека минутный объем дыхания в покое равен 5–9 л.
Мотивация — состояние психики, обусловленное господствующей потребностью
организма и определяющее направленность поведения индивида. Центр мотивации
находится в латеральных долях гипоталамуса.
Мутация голоса (лат. mutatio — изменение, перемена) — изменение голоса в
период полового созревания, обусловленное ростом гортани и увеличением длины
голосовых связок.
Надежность биологический систем — уровень регулирования процессов в
организме, при котором обеспечивается их оптимальное протекание, взаимозаменяемость
и экстренная мобилизация резервных возможностей, в результате чего осуществляется
приспособление к новым условиям и быстрое восстановление внутренней среды
организма (гомеостаза).
Нервная трубка — зачаток ЦНС хордовых животных, образующийся в процессе
нейруляции из нервной пластинки.
Окостенение — процесс превращения хрящевой или соединительной ткани в
костную в результате отложения в межклеточном веществе минеральных солей.
Онтогенез (греч. ontos — сущее, genos — развитие) — индивидуальное развитие
организма от зарождения (зиготы) до смерти.
Осанка — привычная поза непринужденного стояния человека, которую он
принимает без излишнего мышечного напряжения.
Отвлеченное мышление — специфическая человеческая форма психической
деятельности, протекающая с использованием речи. Центральным звеном отвлеченного
мышления является анализ — расчленение целого с целью выявления существенных
признаков, свойств — и последующее обобщение (синтез) в форме абстрактных понятий и
умозаключений.
Относительный физиологический покой — состояние клеток, тканей или целого
организма,
при
котором
отсутствуют
внешние
специфические
признаки
жизнедеятельности (мышца не сокращается, железа не секретирует, организм находится в
состоянии бездеятельности, расслабленности).
Первая сигнальная система — система отражения действительности в форме
ощущений и восприятия, существующая у человека и животных. У человека в процессе
сознательно-трудовой деятельности на основе первой сигнальной системы возникла
новая, более совершенная система отражения действительности в форме речи — вторая
сигнальная система. Термины «первая сигнальная система» и «вторая сигнальная
система» введены И. П. Павловым.
Первичные половые признаки — половые железы и половые органы, т. е. признаки,
позволяющие определить пол новорожденного ребенка; развиваются во внутриутробном
периоде.
Период новорожденности (син.: неонатальный период) — период жизни ребенка от
момента рождения по 28 день включительно.
Период полового созревания — период жизни, в течение которого организм
достигает биологической зрелости: появляются вторичные половые признаки,
завершается формирование половых органов и половых желез, формируется способность
к зачатию и воспитанию ребенка. У девушек период полового созревания завершается к
11–15 годам, у юношей — к 13–16.
Плацентарный барьер — совокупность особенностей строения плаценты,
препятствующих (или уменьшающих) попадание токсичных веществ и инфекции из крови
матери в кровь плода.
Подростковое сердце (син.: юношеское сердце) — общее название функциональных
нарушений деятельности сердца (учащение сердцебиения, появление шумов сердца и др.)
в период полового созревания в связи со значительной перестройкой эндокринной и
других систем, переходом от детства к взрослости.
Пубертатный скачок роста — резкое увеличение темпа роста в пубертатный
период (период полового созревания) — 6–12 см в год.
Роднички — неокостеневшие участки в местах соединения костей черепа у
новорожденного ребенка. Роднички обеспечивают возможность сжатия черепа при
прохождении по родовым путям во время рождения. Окостенение соединительной ткани в
местах родничков происходит в разные сроки: затылочный родничок окостеневает к 3
месяцам, лобный — к 2 годам, черепные швы срастаются к 3–4 годам.
Созревание — завершение какой-либо стадии развития.
Спирометр (лат. spiro — дышать, греч. metreo — измерять) — прибор для
измерения дыхательных объемов воздуха (дыхательного, дополнительного, резервного).
Тип высшей нервной деятельности — совокупность врожденных и приобретенных
свойств нервной системы (силы, подвижности, уравновешенности), обусловливающая
характерные особенности поведения. Различают четыре основных типа высшей нервной
деятельности: 1) сильный неуравновешенный подвижный, соответствующий
холерическому темпераменту; 2) сильный уравновешенный инертный, соответствующий
флегматическому
темпераменту;
3)
сильный
уравновешенный
подвижный,
соответствующий сангвиническому темпераменту; 4) слабый, соответствующий
меланхолическому темпераменту.
Физиологические ритмы — периодически повторяющиеся изменения
интенсивности и направленности функций клетки, органа, организма в целом (например,
ритмическая активность нейронов и мозга, ритмы дыхания, сердечных сокращений, сна и
бодрствования, менструальные циклы и т. д.). Длительность физиологических ритмов —
от миллисекунд до месяцев и более.
Физическое развитие — совокупность антропометрических (рост, вес, окружность
грудной клетки) и физиометрических (сила кисти, становая сила, жизненная емкость
легких), характеризующих дееспособность организма. Среднестатистические данные
физического развития служат показателями состояния здоровья населения.
4.
ДИАГНОСТИКО-КОНТРОЛИРУЮЩИЙ БЛОК
4.1 Тесты для проверки усвоения материала
1.
Совокупность процессов поступления веществ в организм, использования
их и выделения продуктов распада в окружающую среду называется ...
2.
Под процессом "анаболизм" понимают ...
1. совокупность внутриклеточных процессов, обеспечивающих синтез структур и
секретов клеток организма
2. совокупность процессов поступления пищевых веществ пищеварительный тракт, их
переваривания и всасывания в кровь
3. распад клеточных структур и соединений организма с выделением энергии и продуктов
распада
3.
При недостатке в организме витамина Д у детей развивается заболевание ...
4.
В состав пищеварительной системы входят органы ....
1. почки
2. поджелудочная железа
3. потовые железы
4. легкие
5. печень
6. ротовая полость
5.
В 12-и перстную кишку открываются протоки ... желез.
1. поджелудочной железы
2. слюнных желез
3. желудочных желез
4. печени
6.
К эндокринным железам относятся ...
1. потовые железы
2. сальные железы
3. слюнные железы
4. щитовидная железа
5. кишечные железы
6. половые железы
7.
При гипофункции щитовидной железы в детском возрасте наблюдаются ...
1. усиление обмена веществ
2. ускорение роста и развития
3. замедление роста и умственного развития
4. повышение возбудимости ЦНС
8.
Эндемический зоб возникает у человека ...
1. при гипофункции гипофиза
2. при гиперфункции щитовидной железы
3. при недостатке йода в воде и пищи
4. при гиперфункции поджелудочной железы
9.
Дети дошкольного возраста болеют простудными заболеваниями чаще, чем
дети старшего школьного возраста потому, что в крови у них ...
1. больше эритроцитов
2. больше белков
3. меньше лейкоцитов
4. ниже фагоцитарная активность лейкоцитов
5. меньше эритроцитов
10.
Какой вид иммунитета приобретается ребенком после введения в организм
вакцины?
1. искусственно приобретенный пассивный
2. искусственно приобретенный активный
3. естественно приобретенный активный
11.
Причиной резус-конфликта при беременности является ...
1. наличие резус-фактора у матери и плода и отсутствие его у отца
2. наличие резус-фактора у матери и отсутствие его у плода и отца
3. отсутствие резус фактора у матери и наличие его у отца и плода
12.
Первый вдох новорожденного обеспечивается ...
1. избытком углекислого газа в крови
2. избытком кислорода в крови
3. недостатком кислорода в крови
4. недостатоком углекислого газа в крови
13.
Дети первого года жизни нередко дышат ртом, потому, что у них ....
1. высокая частота дыхания
2. узкие носовые ходы
3. короткая и широкая гортань
4. легкие имеют небольшой объем
14.
При низкой температуре окружающего воздуха у детей чаще, чем у
взрослых возникают заболевания дыхательных путей потому, что у них ...
1. слизистая оболочка богато снабжена кровеносными сосудами
2. слизистая оболочка образована мерцательным эпителием
3. на поверхности слизистой оболочки меньше слизи
4. на поверхности слизистой оболочки больше слизи
15.
Признаки безусловных рефлексов: ...
1. наследуемость
2. сигнальный характер
3. отсутствие постоянной рефлекторной дуги
4. наличие постоянной рефлекторной дуги
5. индивидуальность
16.
При выработке условных рефлексов необходимо соблюдать следующие
условия ...
1. безусловный раздражитель должен следовать за условным раздражителем
2. биологическая сила условного раздражителя должна быть больше силы безусловного
подкрепления
3. биологическая сила безусловного подкрепления должна быть больше силы условного
раздражителя
4. биологическая сила условного раздражителя должна быть равна силе безусловного
подкрепления
17.
При действии сильного постороннего раздражителя в коре головного мозга
возникает ... торможение. Назвать вид торможения.
18.
Вторая сигнальная система действительности обеспечивает человеку ...
1. конкретное образное мышление
2. логическое абстрактное мышление
3. автоматизм действий
19.
Оптимум умственной работоспособности у детей школьного возраста
приходится на интервал времени ...
1. с 9 до 10 часов
2. с 10 до 12 часов
3. с 8 до 9 часов
4. с 14 до 15 часов
5. с 13 до 14 часов
20.
Из мочевого пузыря моча поступает в …
1. Мочеточники
2. Капсулу нефрона
3. Мочеиспускательный канал
4. Почечную лоханку
4.2 Задания для выполнения самостоятельной работы
В качестве заданий для выполнения самостоятельных работ студенты используют
вопросы для самоконтроля, приведенные в конце каждой темы.
5.
БЛОК НАГЛЯДНО-ДИДАКТИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА
5.1 Презентации по темам дисциплины
5.2 Обучающие фильмы