Методи дослідження у віковій фізіології

Наука є повноцінною в тому випадку, якщо її методичний арсенал відповідає завданням, які їй доводиться вирішувати. Для вікової фізіології найважливіше завдання - вивчення динаміки і закономірностей змін фізіологічних функцій у процесі індивідуального розвитку. Відповіді на найрізноманітніші приватні питання, що виникають по ходу такого вивчення, дають два методи організації дослідження, кожен з яких має свої переваги і недоліки, але обидва широко застосовуються у фізіології розвитку. Це методи поперечного (кроссекціонального) і поздовжнього (лонгітудинальні) досліджень.  Метод поперечного дослідження (кроссекціональний) представляє собою паралельне, одночасне вивчення тих чи інших властивостей у представників різних вікових груп. Зіставлення рівня розвитку досліджуваного властивості у дітей різного віку дозволяє вивести важливі закономірності онтогенетичного процесу. Прикладом такого дослідження може служити одночасне (протягом декількох днів) диспансерне обстеження стану здоров'я, рівня фізичного та моторного розвитку в учнів всіх класів який-небудь школи. Порівнюючи показники, отримані, наприклад, у першокласників, п'ятикласників і випускників школи, фізіолог може встановити, як і наскільки змінюються досліджувані ним фізіологічні функції в різному віці. Такий метод порівняно простий в організації, відносно дешевий і дозволяє застосувати одні й ті ж стандартні методики та прилади для обстеження дітей різних вікових груп. Застосування сучасних прийомів статистичної обробки даних дозволяє отримувати таким методом досить надійні і доказові результати, але тільки в тому випадку, якщо обстежувані віково-статеві групи (вибірки) досить великі.  За сучасними статистичними критеріями, для надійності висновків, отриманих в поперечних дослідженнях, необхідно, щоб вибірка (тобто група обстежуваних однієї статі і віку) становила не менше 20-30 чоловік. При розробці гігієнічних нормативів вважається необхідним, щоб вибірка складала не менш 100 чоловік одного віку і статі. Недолік цього методу полягає в тому, що дослідник ніколи не може чітко визначити темп змін досліджуваних їм показників: він бачить тільки результати, отримані в окремих «точках» вікової шкали, відповідних віку обстежених дітей, але не може з упевненістю судити про динаміку процесів, що відбуваються.  Метод поздовжнього дослідження застосовується тоді, коли потрібно скласти уявлення саме про динаміку процесу та індивідуальних особливостях цієї динаміки. Цей метод полягає в тривалому (багато місяців, іноді - роки) спостереженні за одними і тими ж дітьми. Регулярно (частота залежить від використовуваних методик та процедур) дітей обстежують за допомогою стандартного набору методик, що дозволяє докладно розглянути динаміку що відбуваються в організмі вікових змін. Завдяки цьому вибірка для поздовжнього дослідження може бути зовсім невеликим. Міжнародні наукові журнали визнають групу в 5-6 чоловік достатньою для проведення подібних досліджень. У деяких випадках навіть спостереження за одним єдиним дитиною дозволяють виявити дуже важливі закономірності. Так, крива зростання людини вперше була побудована в XVII ст. на основі спостережень за хлопчиком з багатої дворянської французької сім'ї, що проводилися протягом 18 років одним і тим же лікарем, який опублікував згодом отримані результати. У подальшому такі криві зростання будували багато дослідників, але нічого принципово нового вони додати не змогли, якщо не вважати індивідуальних особливостей та наслідків акселерації (прискорення росту і розвитку дітей в XX ст.). Метод поздовжнього спостереження дуже складний в організації і доріг, однак ці його недоліки з лишком окупаються повнотою отриманої наукової інформації.  Для оцінки росту і розвитку дитини використовується набір методик, які традиційно застосовуються біологічними та медичними науками. Перше місце в таких дослідженнях займають антропометричні та фізіометріческіе показники.  Антропометрія - це вимірювання морфологічних характеристик тіла, що дозволяє кількісно описати його будову. Маса і довжина тіла, окружність грудної клітини і талії, обхват плеча і гомілки, товщина шкірно-жирової складки - усе це (і багато чого іншого) традиційно вимірюють антропологи з допомогою медичних ваг, ростоміром, антропометрії та інших спеціальних пристосувань. Саме такого роду показники використовуються для оцінки фізичного розвитку дітей.  Поряд з антропометричними майже настільки ж часто вимірюють фізіометріческіе показники. До них відносяться життєва ємність легень, сила стиску кисті, станова сила та інших Ці показники відображають одночасно і рівень анатомічного розвитку, і деякі функціональні можливості організму.  У віковій фізіології широко застосовують фізіологічні та біохімічні методи дослідження.  Фізіологічні методи дозволяють судити про функціональні можливості організму і динаміці протікання тих чи інших функціональних процесів у ньому. Для цього використовуються різні прилади, що дозволяють кількісно реєструвати самі фізіологічні процеси, або ті чи інші їх фізичні прояви (наприклад, електричні потенціали, що виробляються клітинами організму в процесі їх функціонування).  Сучасна фізіологія використовує широкий арсенал фізичних приладів, що дозволяють вивчати відбуваються в організмі процеси, недоступні безпосередньому спостереженню. Наприклад, запис дихальних рухів (спірограма) і дослідження швидкостей повітряних потоків на різних етапах дихального циклу (пневмотахометрія) - найважливіші прийоми дослідження функції дихання. Одночасно за допомогою спеціальних газоаналізаторів вимірюють вміст газів у видихуваному повітрі і на цій підставі точно розраховують швидкість споживання організмом кисню і виділення вуглекислого газу. Роботу серця вивчають за допомогою електрокардіографії, ехокардіографії або механокардіографіі. Для вимірювання кров'яного тиску використовують спеціальні манометри, а швидкість протікання крові по судинах тіла вимірюють за допомогою механічних або електричних плетизмографии. Величезний прогрес у дослідженнях функції мозку досягнуто завдяки вивченню електроенцефалограми - електричних потенціалів, що виробляються клітинами мозку в процесі їх життєдіяльності. У дослідницьких цілях іноді застосовують рентгенівські, ультразвукові, магніторезонансні та інші методи. Сучасні фізіологічні прилади зазвичай обладнані спеціалізованими комп'ютерами і програмним забезпеченням, які значно полегшують роботу дослідника і підвищують точність і надійність отриманих результатів.

Водно-сольовий обмін. Для життєдіяльності організму вода грає набагато більшу роль, ніж інші складові частини їжі. Справа в тому, що вода в організмі людини є одночасно будівельним матеріалом, каталізатором всіх обмінних процесів і терморегулятором тіла. Загальна кількість води в організмі залежить від віку, статі та маси. У середньому в організмі чоловіка міститься понад 60% води, в організмі жінки - 50%.  Вміст води в дитячому організмі значно вище, особливо на перших етапах розвитку. За даними ембріологів, вміст води в тілі 4-місячного плода досягає 90%, а у 7-місячного - 84%. В організмі новонародженого об'єм води становить від 70 до 80%. У постнатальному онтогенезі вміст води швидко падає. Так, у дитини 8 міс. вміст води становить 60%, в 4,5 річну дитину - 58%, у хлопчиків 13 років - 59%, а у дівчаток цього ж віку - 56%. Більший вміст води в організмі дітей, очевидно, пов'язано з більшою інтенсивністю обмінних реакцій, пов'язаних з їх швидким ростом і розвитком. Загальна потреба у воді дітей та підлітків зростає в міру росту організму. Якщо однорічному дитині необхідно в день приблизно 800 мл води, то в 4 роки - 1000 мл, в 7-10 років - 1350 мл, а в 11-14 років - 1500 мл.  Мінеральний обмін. Роль мікроелементів зводиться до того, що вони є тонкими регуляторами обмінних процесів. З'єднуючись з білками, багато мікроелементів служать матеріалом для побудови ферментів, гормонів і вітамінів.  Потреби дорослого і дитини мінеральних речовин значно відрізняються, недолік мінеральних речовин в їжі дитини більш швидко призводить до різних порушень обмінних реакцій і відповідно до порушення росту і розвитку організму. Так, норма споживання кальцію в організмі однорічної дитини становить 1000 мг на день, фосфору - 1500 мг. У віці від 7 до 10 років потреба в мікроелементах збільшується, кальцію потрібно 1200 мг на день, фосфору - 2000 мг. До кінця періоду статевого дозрівання потреба в мікроелементах трохи знижується.  Вітаміни. Вони потрібні для нашого організму в дуже малих кількостях, але їх відсутність призводить організм до загибелі, а недолік у харчуванні або порушення процесів їх засвоєння - до розвитку різних захворювань, званих гіповітамінозами.  Відомо близько 30 вітамінів, які впливають на різні сторони обміну речовин, як окремих клітин, так і всього організму в цілому. Це пов'язано з тим, що багато вітамінів є складовою частиною ферментів. Отже, відсутність вітамінів викликає припинення синтезу ферментів і відповідно порушення обміну речовин.  Людина отримує вітаміни з їжею рослинного і тваринного походження. Для нормальної життєдіяльності людині з 30 вітамінів необхідно обов'язково надходження 16-18. Особливо важливе значення мають вітаміни В _1, В _2, В _12, РР, С, А і D. До одного року норма потреби вітаміну А становить 0,5 мг, В ₁ - 0,5 _мг, В2 - 1 мг, РР - 5 мг, В ₆ - 0,5 мг, С - 30 мг і D - 0,15 мг. У період від 3 до 7 років норма потреби вітаміну А становить 1 мг, В ₁ - 1,5 _мг, В2 - 2,5 мг, РР - 10 мг, В ₆ - 1,5 мг, С - 50 мг, а потреба у вітаміні D залишається такою ж - 0,15 мг. На момент статевого дозрівання норма потреби вітаміну А становить 1,5 мг, В ₁ - 2 _мг, В2 - 3 мг, РР - 20 мг, В ₆ - 2 мг, С - 70 мг і D - 0,15 мг.  Зростаючий організм має високу чутливість до нестачі вітамінів в їжі. Найбільш поширеним гіповітамінозом серед дітей є захворювання, зване на рахіт. Воно розвивається при нестачі в дитячому харчуванні вітаміну D і супроводжується порушенням формування скелета. Зустрічається рахіт у дітей до 5 років.  Слід також відзначити, що надходження в організм надлишкової кількості вітамінів може викликати серйозні порушення його функціональної діяльності і навіть привести до розвитку захворювань, що одержали назву гіпервітамінозу. Тому не слід зловживати препаратами вітамінів і включати їх в харчування тільки за рекомендацією лікаря.