2. Общие закономерности роста и развития

2.1. Индивидуальное развитие. Онтогенез

В ходе индивидуального развития (онтогенеза ) человека у него образуется бесчисленное количество функциональных систем, обеспечивающих ему оптимальное взаимодействие с окружающей средой.

Под функциональной системой в данном случае подразумевается временное объединение различных органов и тканей, направленное на достижение полезного для существования организма результата. Например, сосательный рефлекс, необходимый для удовлетворения пищевых потребностей грудных детей, включает в себя вкусовой анализатор, мимические мышцы, мышцы языка, двигательные нервные центры и т.д. Особенностью развития детей является то, что формирование их функциональных систем происходит несколько раньше, чем это необходимо на данный момент. Таким образом, под системогенезом подразумевается образование и формирование функциональных систем. Системогенез как общая закономерность роста и развития наиболее ярко проявляется на стадии эмбрионального развития, но поэтапное включение и смена функциональных систем характерны для всего онтогенеза. Например, многие вегетативные рефлексы в пренатальном периоде развиваются за несколько недель до рождения. Данный феномен носит название “принцип опережающего развития” и этим обеспечивается надежность функционирования организма детей.

Наиболее важными понятиями при изучении онтогенеза являются рост, развитие, гетерохронность и гармоничность роста и развития, критические периоды в росте и развитии, возрастная периодизация, системогенез, рост и развитие различных тканей, органов и систем органов.

Онтогенез человека осуществляется в два этапа – пренатальный (от момента зачатия до рождения) и постнатальный – от рождения до смерти. Впервые понятие “онтогенез” ввел в 1866 г. Э. Гаккель для обозначения эмбрионального периода развития. Им же был сформулирован биогенетический закон, согласно которому индивидуальное развитие организма повторяет эволюционное развитие в общих чертах и в сокращенном виде. Позднее онтогенез стали трактовать более широко – как все индивидуальное развитие.

2.2. Пренатальное развитие

Жизнь нового организма начинается в момент слияния сперматозоида и яйцеклетки, образуется зигота. Примерно в течение 15 минут будущий человек представляет собой одноклеточный организм. В ядре зиготы содержится информация о дальнейшем развитии всего организма. Зигота спускается в матку, начинает делиться и вступает в очень сложный процесс роста и развития, который в общем сводится к 3 этапам: 1. Дробление яйцеклетки, 2. Гаструляция 3. Органогенез.

Дробление яйцеклетки начинается вслед за процессом оплодотворения, и с этого момента развивающийся организм называют эмбрионом. Зигота делится сначала на 2 клетки, затем каждая из них делится дважды, и т.д. При этом увеличивается лишь число клеток, но их размеры уменьшаются. Именно поэтому этот процесс называется дроблением. В результате дробления образуется шаровидная масса клеток, затем внутри ее образуется полость, и к 5 – 7 дню развития эмбрион превращается в полый шар. На 8 – 10 день развития эмбрион внедряется в стенку матки. К этому моменту однослойные стенки полого шара путем впячивания и инвагинации образуют двухслойную мешкообразную структуру, которую называют гаструлой, этот период развития называется гаструляцией. Между внутренней оболочкой гаструлы, энтодермой, и ее внешней оболочкой – эктодермой, образуется 3-й промежуточный слой – мезодерма. Эти три зародышевых листка дают в последующем развитие всех органов. Появление между клетками эмбриона структурно-функциональных различий называют дифференцировкой, этап с 4 по 7 недели, когда идет закладка и формирование органов – органогенезом. Из эктодермы образуется кожа, нервная система и органы чувств. Энтодерма дает начало внутренним органам, из мезодермы образуется опорно-двигательный аппарат и кровеносная система. Таким образом, общее построение организма человека заканчивается к 50 дню пренатального развития. Процесс дифференцировки клеток эмбриона идет одновременно с его внедрением в слизистую оболочку матки. Из части клеток эмбриона образуется зародыш, другая часть клеток идет на образование структур, участвующих в питании и защите зародыша. Первое время зародыш питается за счет расщепления окружающих его клеток слизистой матки. С момента образования плаценты (8 – 11 неделя) зародыш называется плодом. Все необходимые для жизни вещества плод теперь получает из организма матери через плаценту и пуповину.

Таким образом, с 3-го месяца создаются условия для интенсивного роста и развития плода. К концу 280 суток (9-го месяца) пренатального развития плод достигает в среднем веса до 3 кг, роста 50 – 52 см.

В пренатальном периоде развития человека есть критические периоды, когда организм особенно чувствителен к действию неблагоприятных факторов. Первый критический период – закладка всех важнейших органов (первые 3 недели), экстремальные воздействия приводят чаще всего к гибели плода. В течение второго критического периода (4 – 7 недели) вредные воздействия могут привести к врожденным уродствам.

Пренатальный онтогенез человека повторяет филогенез, что является одним из основных доказательств теории эволюции. К моменту рождения человека в его организме сформированы все физиологические системы, необходимые для будущей постнатальной жизни. Длительность постнатального онтогенеза варьирует в достаточно широких пределах и у человека может достигать более 100 лет.

В ходе пре- и постнатального онтогенеза различают критические периоды – наиболее существенные структурно-функциональные изменения в организме, происходящие в течение достаточно короткого времени. В критические периоды жизни организм наиболее чувствителен к действию неблагоприятных факторов. В постнатальном онтогенезе различают несколько критических периодов. Первый – возраст около 2-х лет, что связано с резким увеличением двигательной активности. Второй критический период от 6 до 8 лет – начало школьной жизни. Критическим является пубертатный период в связи с ускорением полового развития, а также климактерический период, связанный с инволюцией генеративных функций.

Рост и развитие – взаимосвязанные и взаимообусловленные стороны онтогенеза. Рост – количественные изменения, связанные с увеличением количества клеток, массы межклеточного вещества. Развитие – качественные изменения, связанные с совершенствованием отдельных органов и систем и организма в целом. В основе роста и развития лежат процессы обмена веществ и энергии, которые складываются из двух фаз – ассимиляции и диссимиляции. Чем моложе детский организм, тем более интенсивно протекают процессы роста и развития, т.е. тем более интенсивны процессы пластического и энергетического обмена. Рост и развитие тесно взаимосвязаны, например увеличение количества миофибрилл (рост) приводит к увеличению силы (развитие). Повышение концентрации андрогенов и эстрогенов в крови при росте половых желез приводит к половому созреванию. Увеличение массы миокарда приводит к улучшению адаптационных возможностей сердца и т.д.

Рост и развитие происходит гетерохронно и в то же время гармонично. Под гетерохронностью понимают неравномерное и неодновременное развитие различных тканей, органов и систем органов. Прежде всего происходит формирование и развитие жизненно важных систем, необходимых именно на данном этапе онтогенеза. Например, в пренатальном периоде развития функционирует сердечно-сосудистая система, но пищеварительная, выделительная и дыхательная системы находятся в неактивном состоянии. К моменту рождения сформированы безусловные рефлексы, осуществляющие жизнедеятельность организма, но отделы мозга, осуществляющие высшую нервную деятельность еще не зрелы. Под гармоничностью развития в данном случае следует подразумевать соответствие различных функциональных систем требованиям окружающей среды и их оптимальная взаимосвязь между собой. Гетерохронность и гармоничность роста и развития обеспечивают наилучшее приспособление организма на данном этапе онтогенеза.

Для оценки процессов роста и развития принята возрастная периодизация, в основу которой могут быть положены различные признаки.

Например, по некоторым биологическим признакам выделяют следующие периоды:

период новорожденности – до отпадения пуповины

грудной возраст – до 1 года

период молочных зубов от 1 до 7 лет

период старшего детства – от 8 до 11 лет

период полового созревания 12-17 лет.

Одна из наиболее распространенных возрастных классификаций следующая (без учета половых различий):

новорожденные от 1 до 10 дней

грудной возраст 10 дней – 1 год

раннее детство 1 – 3 года

первое детство 4 – 7 лет

второе детство 8 – 12 лет

подростковый возраст 13 – 16 лет

юношеский возраст 17 – 21 год

первый зрелый возраст 22 – 35 лет

второй зрелый возраст 36 – 60 лет

пожилой возраст 56 – 74 года

старческий возраст 74 – 90 лет

долгожители – более 90 лет.