Илл. Кэтрин Борн, МА
Рис. 1 5,2, Плод в конце третьего триместра
Жиз н ь от рожден ия до смерти_ |
_ |
_ |
_ |
_ |
Млекопитающие имеют общую картину развития от рождения до старе ния, и развитие людей в основном происходит по этой схеме. В дополнение к типичной последовательности событий (рождение живого несамостоятель ного детеныша, позднее развитие репродуктивной системы, увеличение во лосяного покрова с возрастом и т.д.), у млекопитающих эта схема имеет не которые "правила", которые связывают размер животного с темпами разви тия. Как правило, чем крупнее млекопитающее, тем дольше период развития. Люди находятся на этой кривой именно там, где вы ожидаете их увидеть.
Все виды млекопитающих имеют видоспецифическую версию этой схе мы, конечно же, закодированную в геноме. В геноме человеческого рода закодирован длительный период несамостоятельности младенцев, а также нетипично длинная продолжительность жизни после окончания репродук тивного возраста у женщин.
Праздник жизни: воспроизводство и развитие
Изменения после рождения
Выбор момента рождения - это компромисс между анатомическими пот ребностями большого мозга и необходимостью прямохождения. Плод рожда ется немного раньше, чем, вероятно, было бы идеальным с точки зрения его развития. Став более узким и менее гибким, таз женщины не может обеспе чить роды более крупного плода, так как он должен выдерживать перерас пределение веса и сохранять подвижность при ходьбе. Эволюция удостои ла нас компромиссом: периодом в несколько недель, когда ребенок все еще развивается так, как это делают другие млекопитающие до рождения, хотя он уже полностью отделился от матери. Эволюция неуклонно продолжает поддерживать этот компромисс.
Новорожденный претерпевает при рождении ряд изменений, чтобы иметь возможность выжить вне матки и адаптироваться к жизни в новой, холодной, сухой, появившейся абсолютно внезапно окружающей среде.
»Первый вдох. Газообмен кислорода и углекислого газа у плода
осуществляется через плаценту. При рождении легкие новорож денного не расправлены и содержат некоторое кол ичество око лоплодной жидкости. Через 1 О секунд после родов центральная нервная система новорожденного реагирует на внезапное измене ние температуры и окружающей среды, стимулируя первый вдох. Легкие расправляются и начинают работать самостоятельно, а жид кость поглощается легкими или выкашливается.
»Терморегуляция. Почти так же быстро, как начинают функциони
ровать легкие, температурные рецепторы на коже новорожден ного активи руют генерацию метаболического тепла посредством
мышечных движений (дрожь) и сжига ния запасов бурого жира. В организме взрослых бурого жира очень мало, но его достаточно
много у младенцев. Он выделяет тепло, "сжигая" хранящиеся в нем липиды.
»Пищеварительная система. Пищеварительная система новорож
денного начи нает работать в ограниченном режиме сразу после рождения. Новорожденный может переваривать молозиво и груд ное молоко. Но даже несмотря на это, пищеварительной системе может понадобиться несколько недель, чтобы войти в норму и на чать эффективно функционировать.
У плода функцию места хранения сахара (гликогена) и железа вы полняет печень. После рождения печень начинает брать на себя другие функции. Она начинает разрушать отходы, такие как избы точные эритроциты.
ГЛАВА 1 5 Изменения и развитие организма... |
401 |
»Мочевыделительная система. Почки плода начинают производить
мочу к концу первого триместра беременности. Новорожденный обыч но мочится в течение первых 24 часов. Возможности почек резко возрастают через две недели после рождения. Поч ки по степенно становятся способными поддерживать баланс жидкости и электролитов в организме.
Иммунитет. Иммунная система начинает развиваться у плода и про должает развитие в первые несколько лет жизни ребенка. Развитие иммунитета является активной областью исследований; есть еще очень многое, чего мы не понимаем. Матери передают свои антите ла через эмбриональное кровообращение и при кормлении грудью. Грудное молоко также содержит компоненты, которые способству ют развитию собственной иммунной системы ребенка.
Младенчество и детство
Длительное младенчество и детство человека - это одно из чудес биоло гического мира.
Все системы органов растут и развиваются в младенчестве почти так же быстро, как и во время развития плода. (Все, кроме репродуктивной систе мы. См. следующий раздел "Пубертатный возраст".) Чтобы описать вехи фи зического развития только в первый год, потребуется целая книга такого же размера. Просто глядя на годовалого ребенка, а затем на фотографии этого же младенца при рождении, уже можно многое увидеть.
Вес большинства младенцев удваивается или утраивается в первый год жизни. Помимо увеличения размеров всех тканей и органов, новые клетки тщательно дифференцируются и наращивают функциональность согласно геномной программе человека. Скелет ребенка изменяет размер, пропор ции и строение, принимая все атрибуты прямохождения. Рот приобретает возможность осуществлять тонкий контроль мышц, необходимый для слов и поцелуев. Во второй половине первого года ребенок начинает применять свойственный человеку отстоящий большой палец к повседневным задачам (собирать игрушки и разбрасывать их снова). Мозг растет в размерах и, что не менее важно, астрономически возрастает количество и сложность связей в мозге.
Ребенок ясельного возраста (от 1 года до 3 лет) учится контролировать сфинктеры. Начинается социальная жизнь. Активные игры координируют развитие костно-мышечной и нервной систем. Постепенно усиливаются ме ханизмы гомеостаза.
Праздник жизни: воспроизводство и развитие
В целом от младенчества до подросткового возраста каждый день ребенок становится все больше, сильнее и умнее. Ребенок все лучше контролирует свое тело на сознательном и физиологическом уровне. Как правило, в воз расте 6 лет ребенок свободно владеет хотя бы одним разговорным языком. У детей в предподростковом возрасте (от 10 лет до полового созревания) проявляется свойственная человеку гиперобщительность.
И все же несовершеннолетние продолжают оставаться зависимыми. Хотя большинство детей отнимают от груди до достижения двухлетнего возраста и они могут ходить на довольно длинные дистанции к 1 О годам, они, по большей части, еще не могут самостоятельно обеспечить себя жильем и пи щей. За них это делают их родители или другие взрослые люди.
Зато их физическое и умственное развитие направлено на освоение уни кального аспекта человеческой жизни, называемого культурой. Для этого че ловеческим детенышам понадобится около 20 лет интенсивного обучения. В период человеческой эволюции выживание любого человека зависело пре жде всего от выживания родственной группы индивида. Эффективное учас тие в культуре всегда было для людей лучшим способом повысить вероят ность их собственного выживания и выживания тех, кто несет их гены.
Пубертатный возраст
Вмладенчестве и детстве не развивается только одна система органов - репродуктивная. Она остается в состоянии временного прекращения функ ций с раннего развития плода до полового созревания - первой части стадии развития, которая называется пубертатным возрастом.
Впериод полового созревания мужская и женская репродуктивная сис тема выходит из состояния временного прекращения функций. У девочек это обычно происходит в возрасте от 11 до 14 лет; у мальчиков - на пару лет позже. Половое созревание заканчивается, когда репродуктивная систе
ма становится достаточно зрелой, чтобы создавать жизнеспособные гаметы (т.е. воспроизводство становится физически возможным). Гормоны играют очень большую роль в этом сложном процессе, и прежде чем все аспекты репродуктивной системы начнут слаженно функционировать, может пройти несколько лет.
Гормоны, вырабатываемые в подростковом возрасте, обусловливают фи зические и неврологические изменения в женском и мужском организмах. Частые гормональные скачки вызывают, среди прочих неудобств, появление прыщей (акне) и провоцируют эмоционально дискомфортные перепады на строения. "Исполнительные" функции мозга (способность к вынесению суж дений, самоконтролю и оценке рисков) часто нарушаются.
ГЛАВА 1 5 Изменения и развитие организма... 403
Для периода полового созревания характерны всплески роста, и рост про должается в течение всего пубертатного возраста. Кости удлиняются, мышеч ная масса увеличивается, и все органы достигают почти взрослого размера. Растут и развиваются первичные и вторичные половые органы. Происходит перераспределение жира и мышц. Подростки могут поддерживать высокий уровень физической активности, чему способствует образование миллионов новых митохондрий. Подростковые циклы сна и бодрствования могут силь но отличаться от циклов детей и взрослых.
Женское половое созревание
В женском организме начинаются циклы яичников и матки (см. главу 14), что становится очевидным при начале менструации. После овуляции у жен щины возможно наступление беременности. Во время полового созревания также развивается грудь.
Другие изменения, которые происходят в женском организме во время по лового созревания, включают рост волос в подмышечных и лобковой облас тях, а также перераспределение жира по женскому типу: больше на бедрах и груди.
Мужское половое созревание
Гормоны, вырабатываемые у мальчиков в передней доле гипофиза, позво ляют им вырабатывать тестостерон и, как результат, регулярно вырабатывать сперму. Тестостерон определенным образом воздействует на тело человека. Он вызывает рост волос на лице и грудной клетке и наращивание мышечной массы, рост волос в подмышечных и лобковой областях, а также делает во лосы на руках и ногах темными и грубыми. Голосовые связки утолщаются и удлиняются, из-за чего голос становится грубее. Пенис и яички увеличива ются в размерах. У мужчин развиваются более широкие плечи и более узкие бедра, чем у женщин.
АНАТОМ ИЯ И КУЛЬТУРА
Почти все, что касается человеческого развития, более или менее "типично" для млекопитающих: детеныши рождаются живыми, готовыми дышать возду хом и сосать молоко из молочных желез своих матерей. Что касается разме ра, то человеческие детеныши находятся внутри очень широкого диапазона свойственных младенцам млекопитающих размеров (между землеройкой и китом). Некоторые младенцы млекопитающих готовы бегать со своим стадом уже в возрасте одного дня, но большинство детенышей млекопитающих до
вольно беспомощны длительное время. |
404 |
ЧАСТЬ |
5 |
П раздник жизни: воспроизводство и развитие |
|
В развитии человека (онтогенез) есть только одна очень странная вещь, и это исключительно длительная продолжительность незрелости. По сравнению с другими известными видами, и даже с ближайшими родственниками с эволю ционной точки зрения, человеческому ребенку нужно очень много времени, чтобы вырасти. Эволюция этой отличительной черты была предметом многих научных исследований и предположений в области антропологии, эволюцион ной биологии, психологии и генетики по крайней мере со времен Дарвина.
Согласно имеющемуся консенсусу, длительное детство человека продлевает развитие мозга, давая ему время, чтобы усвоить сложность культуры. Люди яв ляются гиперсоциальным видом, и обучение культуре считается абсолютным требованием для выживания. Период между отлучением от груди и взрослой жизнью посвящен изучению разговорной речи, невербальной коммуникации и других аспектов культуры. Даже пища, которую едят люди, должна быть под готовлена в соответствии с требованиями социальной группы.
Анатомия и культура развиваются вместе на протяжении миллионов лет. Все системы органов адаптированы к культуре, а человек является существом абсо лютно социальным. Люди никогда не были независимы от социальной группы.
Молодость
Как правило, молодость - это период хорошего здоровья и способности к быстрой адаптации. На этом этапе многие люди завершают борьбу своих родителей за эволюционный успех (т.е. они сами становятся родителями). У некоторых людей уровень энергии может оставаться высоким в 30, 40 и 50 лет. Однако после завершения роста потребность в энергии снижается, и взрослые должны уменьшать потребление калорий, чтобы избежать накоп ления жира в организме, который может стать дополнительной нагрузкой на некоторые системы органов.
В эти годы начинается постепенное физическое старение. Под влиянием генетических и экологических факторов в артериях начинают накапливаться повреждения, костной ткани разрушается немного больше, чем производит ся, и то же самое происходит со структурными белками кожи. Масса мышц медленно и незаметно снижается. Накапливаются повреждения от повторя ющихся травм, вредных привычек и плохих генов.
Зрелость (средний возраст)
Для большинства людей молодость заканчивается где-то в 40-50 лет. Клеточные циклы, во время которых заменяются клетки и восстанавливаются ткани, замедляются. Ускоряется потеря костной и мышечной массы. Однако
в большинстве случаев эти потери не являются критическими, их можно |
ГЛАВА 1 5 |
Изменения и развитие организма... 405 |
смягчить с помощью медикаментозной терапии или корректировки образа жизни (диета, физические упражнения, солнцезащитный крем и т.д.).
У мужчин снижается репродуктивная способность. У женщин она вообще исчезает при менопаузе, обычно в возрасте около 50 лет. Уменьшается про изводство некоторых гормонов, вызывая анатомические и физиологические изменения, как серьезные, так и незначительные.
Однако мозг продолжает развиваться в когнитивном плане. Недавние ис следования мозга показывают, что более взрослый мозг анализирует некото рые вещи лучше, чем молодой мозг, включая принятие финансовых решений, вынесение социальных суждений (интуитивные суждения о том, кому дове рять) и распознавание категорий. Зрелый мозг лучше видит картину событий в целом и способен следить за аргументами в споре. Обычно это пиковые годы профессионального успеха. Кроме того, во всех профессиональных и этнических группах чувство благополучия достигает пика, когда люди до стигают зрелого возраста.
Чрезвычайным аспектом развития человека является продолжительность этого периода. После утраты способности к зачатию женщины обычно про живают еще три десятилетия - треть жизненного цикла, что не свойственно никаким другим животным! Многие исследователи видят матрицу эволюци онных причинно-следственных связей, объединяющих естественный отбор и культурную эволюцию, в самом существовании вашей бабушки.
Старость
Ожидаемая продолжительность жизни после окончания репродуктивного возраста в значительной степени зависит от генов.
Физиологическое старение происходит постепенно и охватывает весь ор ганизм. Части тела уже не работают так же хорошо, как раньше, и их со стояние продолжает ухудшаться. Для одних людей это короткий этап жизни после долгой, здоровой зрелости. Другим не так везет.
Вчастности, иммунная система работает уже не так эффективно, и непол ноценные клетки, которые были бы немедленно устранены в 35-летнем воз расте, теперь могут избежать иммунного надзора и стать злокачественными.
Возрастные изменения в крупных артериях, а также совокупный ущерб малым сосудам могут вызвать проблемы с артериальным давлением.
Внаше время малоподвижный образ жизни и хроническое чрезмерное потребление калорий оказывают весьма негативное воздействие на все ос новные системы. Тем не менее мозг продолжает развиваться. Исследования неоднократно доказывали, что при правильных условиях мозг у взрослых людей продолжает производить новые клетки и устанавливать новые связи
между нейронами до 100 |
406 ЧАСТЬ 5 |
П раздник |
лет.
жизни: воспроизводство и развитие
В табл. 15.1 перечислены некоторые из общих возрастных изменений сис тем организма.
Таблица 1 5.1 . Возрастные изменения систем организма и сопутствующие им последствия для здоровья
Система тела |
Изменение |
Последствия |
Сердечно-сосудистая |
Сердце увеличивается |
Существует повышенный |
система (см. главу 9) |
в размерах |
риск тромбоза (закупорка |
|
|
сосудов сгустками крови) |
|
|
и сердечного приступа |
|
Жир осаждается внутри и |
|
вокруг сердечной мышцы |
|
Сердечные клапаны стано |
|
вятся более толстыми и ме |
|
нее гибкими |
|
Учащается максимальный |
|
пульс и пульс в состоянии |
|
покоя |
|
Снижается производитель |
|
ность сердца |
|
Артерии увеличиваются в |
|
диаметре и теряют эластич |
|
ность |
Пищеварительная |
Возможна потеря зубов |
система |
|
(см. главу 1 1 ) |
|
Замедляется перистальтика
В кишечнике формируются мешковидные выпячивания (заболевание, известное как
дивертикулез)
Печени требуется больше времени для метаболизма алкоголя и наркотиков
Развивается варикозное расширение вен
Повышается кровяное давление
Существует повышенный риск развития грыжи пищеводного отверстия, изжоги, язвы желудка, запоров, геморроя и кам ней в желчном пузыре
У пожилых людей повы шается риск заболеть раком толстой кишки и поджелудочной железы
ГЛАВА 1 5 Изменения и развитие организма... 407
Система тела |
Изменение |
Нервная система |
Клетки мозга отмирают и не |
(см. главу 7) |
замещаются новыми |
|
Кора головного мозга |
|
уменьшается в размерах |
|
Снижается выработка ней |
|
ротрансмиттеров |
Репродуктивная |
Женщины: в возрасте от 45 |
система |
до 55 лет начинается мено |
(см. главу 1 4) |
пауза, прекращаются циклы |
|
яичников и матки, поэтому |
|
яйцеклетки больше не вы |
|
деляются, а гормоны, такие |
|
как эстроген и прогестерон, |
|
больше не производятся |
|
Мужчины: возможное сни |
|
жение уровня тестостерона |
|
после 50 лет, увеличенная |
|
предстательная железа, сни |
|
жение производства спермы |
Дыхател ьная система |
Уменьшается дыхател ьный |
(см. главу 1 О) |
объем легких |
|
Утолщение капилляров, по |
|
теря эластичности в мышцах |
|
грудной клетки |
Скелетная система |
Хрящ кальцинируется, ста |
(см. главу 5) |
новится твердым и хрупким |
|
Резорбция кости происхо- |
|
дит быстрее, чем создание |
|
новой кости (потеря костно- |
|
го матрикса) |
Продолжение табл. 15. 1
Последствия
Ухудшается память, способность к обучению и рассуждениям
Замедляются рефлексы
У старых людей раз вивается болезнь Альцгеймера
Потеря сенсорного вос приятия (обоняние, зре ние, слух и т.д.)
Наблюдается остеопороз,
кожа становится морщи нистой, существует повы шенный риск сердечного
приступа
Импотенция и снижение полового влечения
Снижается эффективность газообмена
Увеличивается риск ин фекционных заболеваний, таких как пневмония
Кости становятся тоньше и слабее
Требуется больше време- ни для заживления кос- тей, если они ломаются
Повышается риск остео пороза
ГЛАВА 1 5 Изменения и развитие организма... 409
