Лекция 2. Тема: «Закономерности роста и развития детского организма. Наследственность и среда»

План.

1. Закономерности роста и развития детского организма:

   1. - рост и развитие детского организма;

   2. - неравномерность и гетерохронность развития;

   3. - созревание функциональных систем;

   4. - гетерохрония и гармоничность развития.

2. Проблема акселерации развития

3. Организм как единое целое.

4. Наследственность и среда как факторы развития.

Закономерности роста и развития детского организма.

Появление термина "развитие" связано с именем У. Гарвея (1578-1657 гг.), который провозгласил известный принцип "Все живое происходит из яйца". Но как представлял он себе яйцо? В виде взрослого, но многократно уменьшенного организма, окруженного оболочкой. Причем все части такого микроскопического организма Гарвей считал водянистыми, прозрачными и такими спутанными и извитыми, что для того, чтобы стать видимыми, они должны были в буквальном смысле слова развиться, а потом уже стать непрозрачными, плотными. Так что в результате усиленного употребления слово "развиться" утратило свое первоначальное значение "распутаться" и "раскрутится, распрямится".

В настоящее время под развитием в широком смысле слова следует понимать процесс количественных и качественных изменений, происходящих в организме человека, приводящих к повышению сложности организации и взаимодействия всех его систем.

Развитие включает в себя три основных фактора: рост, дифференцировку органов и тканей, формообразование.

При этом под термином "рост" понимается увеличение длины, объема и массы тела детей и подростков, связанное с увеличением числа клеток и количества составляющих их молекул, то есть количественные изменения.

В одних органах и тканях, таких, как кости, легкие, рост осуществляется преимущественно за счет увеличения числа клеток, в других (мышцы, нервная ткань) преобладают процессы увеличения размеров самих клеток.

Дифференцировка органов и тканей - возникновение различий между однородными клетками и тканями, их изменения в ходе развития, приводящие к специализации. Дифференцировка происходит в основном в процессе зародышевого развития, когда из одинаковых неспециализированных эмбриональных клеток образуются органы и ткани с различными по форме и функции клетками. Развивающийся зародыш дифференцируется сначала на зародышевые листки, затем на зачатки основных систем и органов, далее - на большое число специализированных тканей и органов, характерных для взрослого организма. Дифференцировка происходит также в некоторых органах взрослого организма (например, из клеток костного мозга дифференцируются различные клетки крови). Часто дифференцировкой называется и ряд последовательных изменений, претерпеваемых клетками одного типа в процессе их специализации (например, в ходе дифференцировки красных клеток крови эритробласты преобразуются в ретикулоциты, а те - в эритроциты). Дифференцировка выражается в изменении как формы клеток, их внутреннего и внешнего строения и взаимосвязей (например, миобласты вытягиваются, сливаются друг с другом, в них образуются миофибриллы; у нейробластов увеличивается ядро, появляются отростки, соединяющие нервные клетки с различными органами и между собой), так и их функциональных свойств (мышечные волокна приобретают способность сокращаться, нервные клетки - передавать нервные импульсы, железистые - секретировать соответствующие вещества).

Формообразование - возникновение и развитие органов, систем и частей тела организмов как в индивидуальном (онтогенез), так и в историческом, или эволюционном, развитии (филогенез). Изучение особенностей формообразования на разных этапах онтогенеза в целях управления развитием организмов составляет основную задачу биологии развития, а также генетики, молекулярной биологии, эволюционной физиологии и др. и связано с изучением закономерностей наследственности.

Понятие о росте и развитии организмов является одним из фундаментальных понятий в биологии.

Рост и развитие, то есть количественные и качественные изменения, тесно взаимосвязаны и обуславливают друг друга. В этом случае рост, как и другие структурные и физиологические особенности организма являются генетически предопределенными в каждом из возрастных периодов. То есть, рост не представляет собой чего-либо самостоятельного, а лишь сопутствует основным качественным изменениям, характеризующим развивающийся организм. Например, формирование двигательной активности ребенка связано с созреванием нервно-мышечного аппарата, с увеличением мышечной массы и изменением свойств мышечной ткани, увеличением количества межклеточных связей в подкорковых нервных структурах и коре головного мозга, участвующих в осуществлении двигательных функций. Качественное совершенствование двигательных функций, в свою очередь, способствует количественному морфофункциональному созреванию мозговых структур, так как вследствие увеличения двигательной активности ребенка более интенсивно идет формирование новых межклеточных и межзональных связей в подкорковых и корковых образованиях головного мозга. Как и все в природе, всякое количество соответствует некоторому качеству.

К важным закономерностям роста и развития относятся неравномерность и непрерывность роста и развития, гетерохрония с явлениями опережающего созревания жизненно важных функциональных систем и акселерация. К общим биологическим закономерностям роста и развития относят и "энергетическое правило скелетных мышц", сформулированное И.А. Аршавским, и правило "надежности биологической системы", разработанное А.А. Маркосяном.

Рост и развитие всех органов и физиологических систем организма детей и подростков происходит неодновременно и неравномерно, то есть гетерохронно (от греч. гетерос - другой, хронос - время).

Прежде всего развиваются и совершенствуются те органы, функционирование которых необходимо организму. Например, сердце функционирует уже на третьей неделе пренатального развития, а почки формируются значительно позднее.

Существует ряд тканей и органов, развитие которых существенно различается. К ним относятся: мозг, череп, органы размножения, лимфатическая ткань и подкожная жировая клетчатка. Например, рост органов размножения, как внутренних, так и наружных имеет явные отличия. Так, в предпубертатном периоде рост этих органов замедлен, а в период полового созревания, наоборот, ускорен. Мозг развивается раньше других частей тела и имеет характерные особенности в постнатальном периоде. У новорожденных мозг уже достигает 25% своего дефинитивного веса, у 5-летнего ребенка - 90%, у 10-летнего - 95%.

Лимфатическая ткань миндалин, червеобразного отростка, кишечника и селезенки развивается иначе. Данная ткань достигает максимального развития еще до наступления подросткового периода. Затем она подвергается некоторому обратному развитию до уровня, характерного для взрослых.

Гетерохрония развития касается не только различия в темпах роста разных органов и тканей, но и созревания функциональных систем.

Учение о гетерохронии развития функциональных систем и вытекающее из него учение о системогенезе выдвинул П.К. Анохин. По Анохину, под функциональной системой следует понимать широкое функциональное объединение различно локализованных структур на основании получения конечного приспособительного эффекта, необходимого в данный момент. Например, функциональная система дыхания, обеспечивающая продвижение тела в пространстве. В этом случае преобразование одних компонентов организма сдвинуты во времени относительно преобразования других, что обусловливает степень зрелости, а следовательно, и специфику функционирования организма ребенка на разных этапах развития. Вместе с тем, согласно теории П.К. Анохина о системогенезе, гетерохрония возникновения и развития функциональных систем определяет адаптивные возможности организма, обеспечивая определенный приспособительный эффект на каждом этапе онтогенеза.

Структуры, которые в совокупности должны составить к моменту рождения функциональную систему закладываются и созревают избирательно и ускоренно. Например, круговая мышца рта, а также другие мышцы и структуры, обеспечивающие акт сосания, иннервируются задолго до того, как будут иннервированы другие мышцы лица. Сокращение мышц-сгибателей пальцев (хватательный рефлекс у ребенка) обусловлены развитием нервов, иннервирующих мышцы сгибателей пальцев и т.д.

Таким образом, избирательное и ускоренное развитие морфологических образований, составляющих функциональную систему новорожденного, получило название системогенеза. Системогенез как общая закономерность развития особенно четко проявляется на стадии эмбриона.

Гетерохронность развития не отрицает его гармоничности, поскольку неодновременное созревание морфофункциональных систем организма ребенка обеспечивает ему необходимую их подвижность, надежность функционирования целостного организма, оптимальное его взаимодействие с усложняющимися в процессе развития условиями внешней среды.

Гетерохрония является специальной закономерностью, состоящей в неравномерном развертывании наследственной информации. "Благодаря этой наследственно закрепленной особенности созревания обеспечивается основное требование выживания новорожденного, - писал П.К. Анохин, - это гармоническое соотношение структуры и функции данного новорожденного организма с внезапно возникающим воздействием на него экологических факторов".

Таким образом, гармоничность развития характеризуется тем, что на каждом возрастном этапе онтогенеза функциональные возможности организма детей и подростков соответствуют требованиям, предъявляемым к ним со стороны окружающей среды.

Согласно "энергетическому правилу скелетных мышц" особенности энергетических процессов в различные возрастные периоды, а также изменение и преобразование деятельности дыхательной и сердечно- сосудистой систем в процессе онтогенеза находятся в зависимости от соответствующего развития скелетной мускулатуры.

А.А. Маркосян к общим законам индивидуального развития отнес надежность биологической системы. По мнению автора, весь путь от зачатия до естественного конца проходит при наличии запаса жизненных сил и возможностей, что обеспечивает развитие и оптимальное течение жизненных процессов при меняющихся условиях среды. Например, в крови человека находится столько тромбина, что его достаточно для свертывания крови у 500 человек. Бедренная кость выдерживает растяжения в 1500 кг, а большая берцовая кость выдерживает нагрузку в 1650 кг, что примерно в 30 раз больше обычной нагрузки на кость. Фактором надежности нервной системы является огромное количество нервных клеток.