21

Загальні закономірності росту і розвитку людини

Після народження дитини розпочинається постнатальний період розвитку людини. У своєму розвитку організм людини проходить три етапи:

1)- еволюційний - характеризується перевагою розмноження клітин над їх руйнуванням. Триває від моменту народження дитини до 21 років. Показники фізичного розвитку (зріст, маса, розміри окремих частин тіла) у різні періоди еволюційного етапу змінюються по-різному. У віці 1-3 роки, 5-7 років, 12-15 років спостерігається посилений ріст дитини, а між цими періодами - розвиток тканин, органів і в цілому організму;

2)- стабільний - характеризується зрівноваженістю процесів утворення і руйнування клітин, збереженням маси й розмірів тіла й окремих його частин;

3)- інволюційний етап - характеризується перевагою руйнівних процесів над утворювальними, а тому спостерігається зменшення маси тіла та його розмірів. На цьому етапі відбувається старіння організму.

До закономірностей розвитку і росту дітей належать:

1. Поступовість і необоротність. Людина в своєму розвитку проходить ряд етапів - один за одним, вдруге повторитися вони не можуть.

2. Надійність біологічної системи - такий рівень регулювання процесів в організмі, коли забезпечується оптимальний перебіг з його екстреною мобілізацією резервних можливостей і взаємозамінності, яка гарантує пристосування до нових умов, і з швидким поверненням до початкового стану.

3. Нерівномірність і безперервність росту і розвитку. Життя дитини - це безперервний процес розвитку. Перші кроки і подальше вдосконалення рухової функції, перші слова дитини і розвиток мовної функції, перетворення дитини в підлітка у період статевого дозрівання, розвиток центральної нервової системи, ускладнення рефлекторної діяльності - це приклади змін в організмі дитини.

Характерною особливістю процесу росту дитячого організму є його нерівномірність і хвилеподібність. Періоди посиленого росту змінюються деяким його уповільненням. Найбільшою інтенсивністю ріст дитини відзначається у перший рік життя і в період статевого дозрівання. Початковий ріст (ріст при народженні) подвоюється до 5 років і потроюється до 15 років. У молодшому шкільному віці довжина тіла збільшується на 4-5см, а в період статевого дозрівання на 6-8 см в рік. Від періоду новонародження і до досягнення зрілого віку довжина тіла збільшується в 3,5 рази, довжина тулуба - в 3 рази, довжина руки -в 4 рази, довжина ноги - в 5 разів.

Пропорції тіла з віком теж дуже змінюються. Новонароджений відрізняється від дорослої людини відносно короткими кінцівками, великим тулубом і великою головою. З віком ріст голови уповільнюється, а ріст кінцівок прискорюється До початку статевого дозрівання статева різниця в пропорціях тіла відсутня, а в період статевого дозрівання в юнаків кінцівки стають довші, тулуб коротший і таз вужчий, ніж у дівчат. Розрізняють три періоди відмінностей пропорцій між довжиною і шириною тіла: від 4 до 6 років, від 6 до 15 років і від 15 років до дорослого стану. Якщо до початку періоду статевого дозрівання загальний ріст збільшується за рахунок росту ніг, то в період статевого дозрівання - за рахунок росту тулуба. У період статевого дозрівання відбувається не тільки інтенсивний ріст, а й формування вторинних статевих ознак.

Нерівномірність в процесах розвитку окремих систем організму простежується не тільки зіставленням темпів їхнього росту. Окремі частини фізіологічних систем дозрівають нерівномірно. Наприклад, нервова система функціонує як єдине ціле, але її окремі частини розвиваються і формуються різними темпами і в різні строки. Доцентрова частина нервової системи досить зріла вже при народженні, остаточно дозріває в 6-7 років. А відцентрова остаточно дозріває лише у 23-25 років.

Нерівномірність росту - пристосування, вироблене еволюцією. Бурхливий ріст тіла в довжину на першому році життя пов’язаний із збільшенням маси тіла, а уповільнення росту в наступні роки зумовлене активними процесами диференціювання клітин, тканин, органів.

Розвиток веде до морфологічних та функціональних змін, а ріст - до збільшення маси тканин, органів і всього тіла. При нормальному розвитку дитини обидва процеси тісно взаємозв’язані, але періоди інтенсивного росту можуть не збігатися з періодами інтенсивного диференціювання. Посилене диференціювання зумовлює уповільнення росту. Наприклад, маса головного і спинного мозку в основному наростає до 8-10 років, майже досягаючи маси цих органів у дорослого, а функціональне удосконалення нервової системи відбувається ще протягом тривалого часу. Дозрівання рухового аналізатора настає в 13-14 років, а разом з тим в 15-18 років відбувається подальший інтенсивний ріст і диференціація м’язової тканини.

Нерівномірність розвитку - гетерохронія - дає можливість забезпечити прискорений вибірковий ріст і диференціацію тим структурам і їхнім функціям, які насамперед необхідні організмові на даному етапі онтогенезу. П.К.Анохін висунув вчення про гетерохронію (нерівномірне дозрівання функціональних систем). Функціональні системи дозрівають нерівномірно, включаються поетапно, змінюються, забезпечуючи організмові пристосування в різні періоди онтогенетичного розвитку. Структури, які до моменту народження повинні становити функціональну систему, закладаються і дозрівають вибірково і прискорено. Наприклад, коловий м’яз рота іннервується прискорено і задовго до того, як будуть іннервовані інші м’язи обличчя. Прискореного розвитку зазнає не лише коловий м’яз рота, а й інші м’язи і ті структури центральної нервової системи, які забезпечують акт смоктання. Із всіх нервів руки насамперед і найповніше розвиваються ті, що забезпечують скорочення м’язів -згиначів пальців, які беруть участь у виконанні хватального рефлексу. Такий вибірковий і прискорений розвиток морфологічних утворень, які становлять повноцінну функціональну систему, що забезпечує новонародженому виживання дістав назву системогенезу.

4. Акселерація - прискорення розвитку. Вона характеризується :

- збільшенням довжини тіла і маси новонароджених (за останні 30-40 років на 0,5-1см і 100-150г);

- збільшення зросту, маси (інших параметрів тіла) дітей і підлітків усіх вікових груп. Сучасна 9-річна дитина має зріст і масу 10-річної дитини 1940 року;

-більш ранню зміну дитячих пропорцій тіла дорослими;

- більш раннє прорізування і заміну молочних зубів постійними (на 1-2роки);

- прискорене окостеніння скелету, зокрема дрібних кісток зап’ястя (на 1-2роки), і більш раннє завершення росту. У 18ст. у чоловіків ріст тривав до 26років, у1940р. - до 21р, а у 1960 - до 18-19р.;

- більш ранню появу (на 1-2роки) перших статевих ознак(у дівчат у 8-9років, у хлопців - у 10 років), більш швидке завершення цього періоду. Справжня акселерація характеризується прискоренням фізичного розвитку і статевого дозрівання. Спеціальними дослідженнями встановлено, що акселерації фізичного розвитку не завжди відповідає високий рівень психічного розвитку, працездатності і соціальної зрілості. Акселерацію пояснюють дією комплексу факторів, які ще до кінця не вивчені. Зокрема, поліпшенням загальних умов життя, харчування, медичного обслуговування, урбанізацією та інтенсифікацією темпів сучасного життя.

ЛЕКЦІЯ 2. ВІКОВА АНАТОМІЯ

ОРГАНІЗМ ЛЮДИНИ І СКЛАДОВІ ЙОГО СТРУКТУРИ.

Клітина - елементарна одиниця життя на Землі. Вона має усі ознаки живого організму : росте, розмножується, обмінюється з довкіллям речовинами і енергією, реагує на зовнішні подразники. Тіло усіх багатоклітинних - тварин і рослин - побудовано з більшого або меншого числа клітин, які є свого роду блоками, що становлять складний організм.

Незалежно від того, чи є клітина цілісною живою системою - окремий організм або складає лише його частину, вона наділена набором ознак і властивостей, загальним для усіх клітин.

Хімічний склад клітини. У клітинах виявлені близько 60 елементів періодичної системи Менделєєва, що зустрічаються і в неживій природі. Це одно з доказів спільності живої і неживої природи. У живих організмах найбільш поширені водень, кисень, вуглець і азот, які складають біля 98ассы клітин. Таке обумовлене особливостями хімічних властивостей водню, кисню, вуглецю і азоту, внаслідок чого вони виявилися найбільш відповідними для утворення молекул, що виконують біологічні функції.

Ці чотири елементи здатні утворювати дуже міцні ковалентні зв'язки за допомогою спаровування електронів, що належать двом атомам. Ковалентний пов'язані атоми вуглецю можуть формувати каркаси незліченної безлічі різних органічних молекул. Оскільки атоми вуглецю легко утворюють ковалентні зв'язки з киснем, воднем, азотом, а також з сіркою, органічні молекули досягають виняткової складності і різноманітності будови.

Окрім чотирьох основних елементів в клітині в помітних кількостях(10ые і 100ые долі відсотка) містяться залізо, калій, натрій, кальцій, магній, хлор, фосфор і сірка. Усі інші елементи(цинк, мідь, йод, фтор, кобальт, марганець та ін.) знаходяться в клітці в дуже малих кількостях і тому називаються мікроелементами.

Хімічні елементи входять до складу неорганічних і органічних з'єднань. До неорганічних з'єднань відносяться вода, мінеральні солі, діоксид вуглецю, кислоти і основи. Органічні сполуки - це білки, нуклеїнові кислоти, вуглеводи, жири(ліпіди) і ліпоїди. Окрім кисню, водню, вуглецю і азоту до їх складу можуть входити інші елементи. Деякі білки містять сірку. Складовою частиною нуклеїнових кислот є фосфор. Молекула гемоглобіну включає залізо, магній бере участь в побудові молекули хлорофілу.

Мікроелементи, незважаючи на украй низький вміст в живих організмах, відіграють важливу роль в процесах життєдіяльності. Йод входить до складу гормону щитовидної залози - тироксину, кобальт - до складу вітаміну В12. гормон островковой частини підшлункової залози - інсулін - містить цинк. У деяких риб місце заліза в молекулах пігментів, що переносять кисень, займає мідь.

Вода. Н2О - найпоширеніше з'єднання в живих організмах. Зміст її в різних клітинах коливається в досить широких межах: від 10 емалі зубів до 98 телі медузи, але середньому вона складає біля 80ассы тіла. Виключно важлива роль води в забезпеченні процесів життєдіяльності обумовлена її фізико-хімічними властивостями. Полярність молекул і здатність утворювати водневі зв'язки роблять воду хорошим розчинником для величезної кількості речовин. Більшість хімічних реакцій, що протікають в клітині, можуть відбуватися тільки у водному розчині. Вода бере участь і у багатьох хімічних перетвореннях. Вода як розчинник бере участь в явищах осмосу, що відіграє важливу роль в життєдіяльності клітини організму. Осмосом називають проникнення молекул розчинника через напівпроникну мембрану в розчин якої-небудь речовини. Напівпроникними називаються мембрани, які пропускають молекули розчинника, але не пропускають молекули (чи іони) розчиненої речовини. Отже, осмос - одностороння дифузія молекул води у напрямі розчину.

Мінеральні солі. Велика частина неорганічних речовин клітини знаходиться у вигляді солей в диссоційованому, або в твердому стані. Концентрація катіонів і аніонів в клітині і в середовищі, що оточує її, неоднакова. У клітині міститься досить багато До і дуже багато Nа. У позаклітинному середовищі, наприклад в плазмі крові, в морській воді, навпаки, багато натрію і мало калію. Та, що дратує клітини залежить від співвідношення концентрацій іонів Na, K, Ca₂, Mg₂ . У тканинах багатоклітинних тварин калій входить до складу багатоклітинної речовини, що забезпечує сцепленность клітин і впорядковане їх розташування. Від концентрації солей великою мірою залежать осмотичний тиск в клітині і її буферні властивості. Буферною властивістю називається здатність клітини підтримувати слаболужну реакцію її вмісту на постійному рівні. Буферна властивость усередині клітини забезпечується головним чином іонами Н₂РО₄ і НРО₄-. У позаклітинних рідинах і в крові роль буфера грають Н₂СО₃ і НСО₃-. Аніони зв'язують іони Н і гідроксид-іони(ВІН-), завдяки чому реакція усередині клітини та позаклітинних рідин практично не міняється. Нерозчинні мінеральні солі(наприклад, фосфорнокислый Са) забезпечує міцність кісткової тканини хребетних.

Функції білків в клітині надзвичайно різноманітні. Одна з найважливіших - будівельна функція: білки беруть участь в утворенні усіх клітинних мембран і органоїдів клітини, а також внутрішньоклітинних структур. Виключно важливе значення має ферментативна(каталітична) роль білків. Ферменти прискорюють хімічні реакції, що протікають в клітині, в 10ки і 100ни мільйонів разів. Рухова функція забезпечується спеціальними скорочувальними білками. Ці білки беруть участь в усіх видах рухів, до яких здатні клітини і організми : мерехтіння вій і биття джгутиків у простих, скорочення м'язів у тварин, рух листя у рослин та ін. Транспортна функція білків полягає в приєднанні хімічних елементів (наприклад, гемоглобін приєднує О₂) або біологічно активних речовин(гормонів) і перенесенні їх до тканин і органів тіла.

Захисна функція виражається у формі вироблення особливих білків, що називаються антитілами, у відповідь на проникнення в організм сторонніх білків або клітин. Антитіла зв'язують і знешкоджують сторонні речовини. Білки грають важливу роль як джерела енергії. При повному розщеплюванні 1г. білків виділяється 17,6 кДж(~4,2 ккал).

Вуглеводи. Вуглеводи, або сахариди - органічні речовини із загальною формулою(СН2О) n. У більшості вуглеводів число атомів Н удвічі більше числа атомів О, як в молекулах води. Тому ці речовини і були названі вуглеводами. У живій клітині вуглеводи знаходяться в кількостях, що не перевищують 1-2, іноді 5в печінки, в м'язах). Найбільш багаті вуглеводами рослинні клітини, де їх зміст досягає в деяких випадках 90т маси сухої речовини(насіння, бульби картоплі і так далі). Вуглеводи бувають прості і складні. Прості вуглеводи називаються моносахаридами. Залежно від числа атомів вуглеводу в молекулі моносахариди називаються тріозами, тетрозою, пентозами або гексозами. З шестивуглецевих моносахаридів - гексоз - найбільш важливе значення мають глюкоза, фруктоза і галактоза. Глюкоза міститься в крові (0,1-0,12 Пентоз рибоза і дезоксирибоза входять до складу нуклеїнових кислот і АТФ. Якщо в одній молекулі об'єднуються два моносахариди, таке з'єднання називається дисахаридом. Харчовий цукор, що отримується з очерету або цукрового буряка, складається з однієї молекули глюкози і однієї молекули фруктози, молочний цукор - з глюкози і галактози. Складні вуглеводи, утворені багатьма моносахаридами, називаються полісахаридами. Мономером таких полісахаридів, як крохмаль, глікоген, целюлоза, являється глюкоза. Вуглеводи виконують дві основні функції: будівельну і енергетичну.

Нуклеїнові кислоти. Значення нуклеїнових кислот в клітині дуже велике. Особливості їх хімічної будови забезпечують можливість зберігання, перенесення і передачі у спадок дочірнім клітинам інформації про структуру білкових молекул, які синтезуються в кожній тканині на певному етапі індивідуального розвитку. Оскільки більшість властивостей і ознак клітин обумовлена білками, то зрозуміло, що стабільність нуклеїнових кислот - найважливіша умова нормальної життєдіяльності клітин і цілих організмів.

Будь-які зміни структури клітин або активності фізіологічних процесів в них, впливаючи, таким чином, на життєдіяльність. Вивчення структури нуклеїнових кислот має виключно важливе значення для розуміння спадкоємства ознак у організмів і закономірностей функціонування, як окремих клітин, так і клітинних систем - тканин і органів. Існують 2 типи нуклеїнових кислот - ДНК і РНК.

ДНК - полімер, що складається з двох нуклеотидных спіралей, ув'язнених так, що утворюється подвійна спіраль. Мономери молекул ДНК є нуклеотидами, що складаються з азотистої основи(аденина, тиміну, гуанина або цитозина), вуглеводу(дезоксирибоза) і залишку фосфорної кислоти. Азотисті підстави в молекулі ДНК сполучені між собою неоднаковою кількістю Н-зв'язків і розташовуються попарно: аденин(А) завжди проти тиміну(Т), гуанин(Г) проти цитозина(Ц). схематично розташування нуклеотидів в молекулі ДНК можна зображувати так:

З схеми видно, що нуклеотиди сполучені один з одним не випадково, а вибірково. Здатність до виборчої взаємодії аденина з тиміном і гуанина з цитозином називається комплементом. Взаємодія комплементу певних нуклеотидів пояснюється особливостями просторового розташування атомів в їх молекулах, які дозволяють їм зближуватися і утворювати Н-зв'язки. У полинуклеотидной ланцюжку сусідні нуклеотиди пов'язані між собою через цукор(дезоксирибозу) і залишок фосфорної кислоти.

РНК так само, як і ДНК, є полімер, мономерами якого є нуклеотиди. Азотисті підстави трьох нуклеотидів ті ж самі, що входять до складу ДНК(А, Г, Ц); четверте - урацил(У) - є присутнім в молекулі РНК замість тиміну. Нуклеотиди РНК відрізняються від нуклеотидів ДНК і по будові вуглеводу(рибоза замість дизоксирибозы), що входить до їх складу. У ланцюжку РНК нуклеотиди з'єднуються шляхом утворення ковалентних зв'язків між рибозой одного нуклеотиду і залишком фосфорної кислоти іншого. По структурі розрізняються дволанцюжкові та одноланцюжкові РНК. Дволанцюжкові РНК є хранителями генетичної інформації у ряду вірусів, тобто виконують у них функції хромосом. Одноланцюжкові РНК здійснюють перенесення інформації про структуру білків від хромосоми до місця їх синтезу і беруть участь в синтезі білків. Існує декілька видів одноцепочечной РНК. Їх назви обумовлені виконуваною функцією або місцем знаходження в клітині. Велику частину РНК цитоплазми (до 80-90% составляет рибосомальная РНК (рРНК), що міститься в рибосомах. Молекули РНК відносно невеликі і складаються в середньому з 10 нуклеотидів. Інший вид РНК – інформаційна (іРНК), що переносять до рибосом інформацію про послідовність амінокислот у білках, які повинні синтезуватися. Розмір цих РНК залежить від довжини ділянки ДНК, на якій вони були синтезовані. Транспортні РНК виконують декілька функцій. Вони доставляють амінокислоти до місця синтезу білку, "дізнаються"(за принципом комплементу) триплет і РНК, що відповідає переносимій амінокислоті, здійснюють точну орієнтацію амінокислоти на рибосомі.

Жири. Жири є з'єднаннями жирних високомолекулярних кислот і трьохатомного спирту гліцерину. Жири не розчиняються у воді - вони гидрофобны. У клітині завжди є і інші складні гідрофобні жироподібні речовини, що називаються ліпоїдами. Одна з основних функцій жирів - енергетична. В ході розщеплювання 1г. жирів до СО₂ і Н₂О звільняється велика кількість енергії - 38,9 кДж(~9,3 ккал). Вміст жиру в клітині коливається в межах 5-15% маси сухої речовини. У клітинах живої тканини кількість жиру зростає до 90%. Накопичуючись в клітинах жирової тканини тварин, в насінні і плодах рослин, жир служить запасним джерелом енергії. Жири виконують і будівельну функцію: вони входять до складу клітинних мембран. Завдяки поганій теплопровідності жир здатний до захисної функції.