Vozrastnaya_anatomia_i_fiziologia

ПРЕДИСЛОВИЕ

Учебное пособие «Возрастная анатомия и физиология» состоит из 14 разделов, содержит основные сведения морфо-функциональных особенностей организма детей и подростков и соответствует Государственному образовательному стандарту высшего профессоинального образования.

В учебном пособии рассматриваются закономерности роста и развития детей в различные возрастные периоды, сенситивные периоды развития ребенка, изменения функций сенсорных, моторных и висцеральных систем организма на разных возрастных этапах.

Знания морфо-функциональных особенностей растущего организма являются базой для изучения психологических и педагогических дисциплин.

Изучение возрастных особенностей систем организма возможно при хорошем знании строения и функционирования их у взрослого человека. Поэтому в каждом разделе вначале рассматриваются вопросы общей анатомии и физиологии, а затем – анатомии и физиологии детей и подростков.

Профессиональное использование знаний возрастных анатомофизиологических особенностей детского организма позволит будущему педагогу оптимизировать учебно-воспитательную работу в школе, что будет способствовать развитию умственных и физических способностей учащихся. Для сохранения и укрепления здоровья школьников, сохранения работоспособности в процессе учебных занятий в учебное пособие введены некоторые вопросы школьной гигиены.

Авторы второго издания учебного пособия с благодарностью учтут любые критические замечания и пожелания по усовершенствованию данного издания.

– 11 –

– 12 –

ГЛАВА 1.

ВВЕДЕНИЕ. УРОВНИ ОРГАНИЗАЦИИ ЖИВОЙ СИСТЕМЫ

1.1. ПРЕДМЕТ И ЗАДАЧИ ВОЗРАСТНОЙ АНАТОМИИ И ФИЗИОЛОГИИ

Анатомия и физиология – важнейшие биологические науки о строении и функциях организма человека.

Анатомия человека – это наука о формах и строении, происхождении и развитии человеческого организма, его систем и органов. Анатомия человека изучается, как правило, путем рассмотрения различных органов. Первые сведения о строении тела человека получены в Древнем Египте. Анатомические знания в то время были необходимы в связи с потребностями оказания врачебной помощи при травмах и ранениях, а также в связи с бальзамированием. Основоположником анатомии является Аристотель (384–322 гг. до н. э.), давший много ценных сведений. Греческие врачи Александрийской школы впервые описали сердечные клапаны, двенадцатиперстную кишку, правильно поняли значение нервов, научились их отличать от сухожилий. В индийских ведах (1 тыс. лет. н. э.) указывается, что у человека 500 мышц, 90 сухожилий, 900 связок, 300 костей, 107 суставов, 24 нерва, 400 сосудов, 9 органов. В эпоху Возрождения анатомией интересовались крупнейшие ученые и художники. Леонардо да Винчи произвел более 30 вскрытий человеческих трупов и оставил 13 томов анатомических рисунков. А. Везалий в 1543 году опубликовал свою книгу «О строении человеческого тела». В 1628 году У. Гарвей открыл круги кровообращения.

– 13 –

ВРоссии первые данные о строении тела появились в середине XVII века, когда на русский язык была переведена книга А. Везалия.

Всозданных Петром I госпитальных школах в начале XVIII века было впервые в России введено преподавание анатомии. Первыми анатомами России стали М. И. Шага (1712–1762 гг.) и А. П. Протасьев (1726–1796 гг.). П. Ф. Лесгафт (1837–1909 гг.) является создателем теоретической анатомии и основоположником изучения анатомии применительно к задачам физической культуры и спорта.

B. П. Воробьёв (1876–1937 гг.) создал первый отечественный «Атлас анатомии человека».

Для удобства изучения строения тела человека материал анатомии излагается по системам органов, объединенных общей функцией, строением и развитием – систематическая анатомия. Анатомия подразделяется на остеологию учение о костях, артросиндесмологию – учение о соединениях костей, миологию – учение о мышцах, спланхнологию – учение о внутренностях (органах дыхания, пищеварения, выделения и размножения), ангиологию – учение о кровеносной и лимфатической системах, неврологию – учение о нервной системе, эндокринологию – учение о железах внутренней секреции, эстезиологию – учение об органах чувств. Раздел анатомии, изучающий изменения формы и строения органов, закономерно возникающие в различные возрастные периоды жизни человека, называется возрастной анатомией.

Кроме рассечения трупов в анатомических исследованиях используют киносъемку, рентген, компьютерные методы и др.

Физиология – наука, изучающая закономерности функционирования живых организмов, их отдельных систем, органов, тканей и клеток, взаимосвязь и изменение функций в разных условиях окружающей среды и при различных состояниях организма.

Основным физиологическим методом исследования является эксперимент. Он может быть острым и хроническим. Острый опыт или вивисекция (vivus – живой, sectio – рассекание – живосечение) проводится на живом организме с применением обезболивающих средств, с целью изучения функций организма, действия на него различных веществ, разработки методов лечения. В хронических опытах животные заранее подвергается соответствующей операции в стерильных условиях и после полного выздоровления на них в течение длительного времени изучаются функции в нормальных условиях жизни (например, наложение фистул при изучении функций органов пищеварения, вживление электродов, выведение протоков желез и др.).

Сведения о физиологии впервые получены от древнегреческого врача Гиппократа и философа Аристотеля. Как наука физиология

– 14 –

берет начало от работ английского врача У. Гарвея, который дал представление о большом и малом кругах кровообращения и о сердце как о двигателе крови в организме. Достижения в физиологии неотъемлемы от успехов анатомии. Например, обнаружение в XVII веке лимфатических сосудов итальянским ученым Г. Азелли и датским анатомом Т. Бартолином дало возможность установить существование лимфообращения.

И. М. Сеченова по праву называют «отцом русской физиологии». Его научная деятельность многогранна. Он разрабатывал вопросы физиологии труда. Изучая процесс утомления, впервые научно обосновал и установил значение активного отдыха. Огромное значение имеют работы И. М. Сеченова (1829–1905 гг) по изучению функций центральной нервной системы. И. М. Сеченов вошел в историю науки как великий ученый – мыслитель, дерзнувший подвергнуть анализу естествоиспытателя самую сложную область природы – явления сознания высших отделов головного мозга.

Экспериментально-хирургические методики исследований В. А. Басова, Л. Велла, Л. Тири, Р. Гейденгайна, И. П. Павлова и его учеников позволили изучить функции органов пищеварения.

Развивая идею И. М. Сеченова о рефлексах головного мозга, И. П. Павлов открыл условные рефлексы и создал учение о высшей нервной деятельности.

Научная деятельность И. П. Павлова развивалась в трех основных направлениях: изучение проблем физиологии кровообращения (1874–1889 гг.), физиологии пищеварения (1889–1901 гг.), высшей нервной деятельности (1901–1936 гг.). В 1904 году И. П. Павлов получил международную награду – Нобелевскую премию. В 1935 году Международный физиологический конгресс присвоил ему звание «старейшины физиологов мира».

Одной из основных задач физиологии человека является изучение регулирующей и интегрирующей роли нервной системы в организме.

Учение о витаминах также является достижением отечественной физиологи. Работы ученого Н. И. Лунина показали необходимость для нормальной жизнедеятельности определенных веществ, которые в 1912 году К. Функ назвал витаминами.

Физиологию подразделяют на несколько, в значительной степени самостоятельных, но тесно связанных между собой научных дисциплин. Обычно выделяют общую и частную физиологию, сравнительную и эволюционную, специальную и прикладную (в том числе и возрастную) физиологию.

Возрастная анатомия и физиология изучают особенности строения и функционирования организма человека в различные воз-

– 15 –

растные периоды жизни; закономерности роста и развития организма детей и подростков.

Гигиена – медицинская наука, изучающая влияние окружающей среды на здоровье человека, его работоспособность, и разрабатывающая оптимальные требования к условиям жизни и труда. Гигиена создает основы текущего и предупредительного санитарного надзора, санитарных мероприятий по оздоровлению условий труда и отдыха человека. Одной из задач гигиены является экспертиза качества пищевых продуктов и предметов бытового обихода. Современная гигиена разрабатывает нормативы воздушной среды населенных мест и промышленных предприятий, воды, продуктов питания, материалов одежды, обуви с целью сохранения здоровья человека и предупреждения заболеваний для увеличения продолжительности жизни.

Гигиенические нормативы, необходимые для сохранения здоровья человека, создаются на основе знаний анатомии и физиологии.

Из общей гигиены выделились ее разделы: коммунальная гигиена, гигиена питания, гигиена труда, гигиена детей и подростков (или школьная гигиена), военная гигиена, радиационная гигиена и др.

Гигиена детей и подростков наука, изучающая взаимодействие организма ребенка с внешней средой с целью разработки гигиенических нормативов и требований, направленных на охрану и укрепление здоровья.

Гигиена, как и любая другая наука, прошла долгий путь развития. Известны санитарные предписания в своде законов Древней Индии, в которых указывалось на необходимость смены белья и одежды, ухода за кожей и зубами, запрещение в излишествах пищи.

Важную роль в развитии гигиены сыграли основоположники отечественной медицины С. Т. Зыбелин и М. Я. Мудров, которые обобщили и разработали систему гигиенических мероприятий по предупреждению многих болезней.

Ф. Ф. Эрисман (1842–1915 гг.) и В. Г. Хлонин (1863–1929 гг.) разработали нормативы школьной гигиены и умственного труда. Л. П. Доброславин (1842–1879 гг.) и Ф. Ф. Эрисман являются первыми гигиенистами в России. Ф. Ф. Эрисман впервые предложил модель школьной парты.

Важное место в работе врачей в области гигиены детей и подростков отводится мероприятиям по профилактике утомления и переутомления, по разработке наиболее благоприятных режимов учебных и производственных занятий для учащихся. Врачи школьных отделов санитарно-эпидемиологических станций контролируют физическое состояние и развитие детей и подростков, правильную организацию физкультурных занятий, учебную нагрузку.

– 16 –

Студентам педагогического вуза знания анатомии, физиологии и гигиены детей и подростков необходимы для понимания основных закономерностей роста и развития детского организма, сохранения здоровья и правильной организации учебно-воспитательного процесса в учебных учреждениях.

1.2. УРОВНИ ОРГАНИЗАЦИИ ОРГАНИЗМА

Организм человека сложная саморегулирующаяся система взаимосвязанных между собой структурных элементов, объединенных в несколько уровней организации. Различают следующие уровни: клеточный, тканевый, органный, системный и организменный.

Между собой эти уровни организации находятся в иерархических (соподчиненных) отношениях.

1.Клеточный уровень. Клетка – структурно-функциональная единица живого организма. Она является биологической системой и для нее характерны обмен веществ, рост, развитие и размножение.

2.Тканевый уровень. Совокупность клеток, имеющая общее происхождение, сходное строение и выполняющая одинаковые функции образует ткань. Различают четыре основных типа ткани: эпителиальную, соединительную, мышечную и нервную. Каждая ткань имеет специфические особенности строения и выполняет определенные функции.

•Эпителиальная ткань – это пограничная ткань, покрывающая снаружи органы и выстилающая изнутри полости внутренних органов и образующая железы внешней и внутренней секреции. Эти ткани выполняют защитную, всасывательную (эпителий кишечника), секреторную функции.

•Соединительная ткань, включающая несколько разновидностей: собственно соединительные ткани (волокнистые, ткани со специальными свойствами – жировая, ретикулярная, слизистая и пигментная ткань), скелетные ткани (хрящевая, костная). К соединительной ткани также относятся кровь и лимфа (жидкая соединительная ткань). Основные функции видов соединительной ткани – опорная, трофическая (питательная), защитная, поддержание постоянства внутренней среды организма (гомеостаза).

•Мышечные ткани (поперечно-полосатые скелетные, поперечнополосатая сердечная и гладкие мышцы) обеспечивают сокращение мышц и двигательные реакции человека: перемещение тела или его отдельных частей в пространстве, ритмическую

–17 –

Слои ткани, которые покрывают, выстилают и разделяют внутренние органы называются оболочками. В организме человека различают следующие основные типы оболочек.

Слизистые оболочки обычно выстилают внутреннюю поверхность полых органов. Они содержат специальные клетки, выделяющие слизь.

Слизистые оболочки дыхательных путей содержат клетки с ресничками, которые находятся в непрерывном движении и выводят инородные тела (пылинки, соринки) с кашлем и чиханием.

Синовиальные оболочки покрывают поверхности суставов и сухожилий.

Серозные оболочки окружают органы грудной клетки и желудок. Серозные оболочки обеспечивают защиту от трения с соседними органами. В грудной клетке имеются две серозные оболочки, которые называются плеврой. В брюшной полости все органы покрыты серозной оболочкой, известной под названием брюшина.

Особая категория – это мозговые оболочки, которые покрывают спинной и головной мозг.

Каждая клетка организма человека, а также сложные клеточные структуры заключены в оболочки и разделены ими.

3.Органный уровень. Несколько тканей, объединяясь в единый комплекс, образуют орган, но какая-то из тканей в нем преобладает и определяет его главную функцию. Органы занимают определенное положение в теле, имеют определенное строение и форму и выполняют определенную функцию, необходимую для существования целостного организма.

4.Системный уровень. Несколько органов, совместно выполняю-

щих определенную функцию, образуют физиологическую систему (сердечнососудистая, дыхательная, пищеварительная, нервная и др. системы). Среди всех физиологических систем организма особое место занимает нервная система, потому что она регулирует и согласует между собой деятельность всех систем, обеспечивает приспособление организма к меняющимся условиям среды.

– 18 –

5.Организменный уровень. Живой организм, состоящий из отдельных клеток, тканей, органов, систем представляет собой единое целое («систему систем» по И. П. Павлову), в котором деятель-

ность всех этих структур строго согласована, подчинена единому целому и обеспечивает нормальную жизнедеятельность в условиях непрерывно изменяющейся внешней среды.

Системы органов в организме функционируют не изолированно друг от друга, а в определенный период объединяются между собой для достижения полезного организму результата. Такое временное объединение органов и систем, принадлежащих к различным физиологическим системам, П. К. Анохин (академик, нейрофизиолог) назвал функциональной системой.

1.3. РЕГУЛЯЦИЯ ФУНКЦИЙ ОРГАНИЗМА

Согласованная деятельность различных систем организма, поддержание относительного постоянства клеточного состава и физикохимических свойств внутренней среды (гомеостаза) обеспечивается нервным и гуморальным механизмами регуляции функций.

Гуморальный механизм регуляции (от латинского humor – жидкость) филогенетически более древний и связан со способностью клеток изменять интенсивность жизнедеятельности в зависимости от изменения физико-химических параметров среды. Гуморальный механизм регуляции функций осуществляется через кровь, в нее поступают различные по природе и физиологическому значению химические вещества: продукты обмена веществ, гормоны, медиаторы, биологически активные вещества. Током крови они разносятся ко всем органам (не имеют определенного адресата) и действуют на те или иные клетки органов (в зависимости от их чувствительности к данному химическому веществу), вызывая активизацию или торможение их функциональной деятельности. Но гуморальный механизм не может обеспечить быструю перестройку деятельности организма, быстрые адаптивные реакции, так как химические вещества разносятся по организму кровью, а скорость кровотока невелика (в аорте она составляет 0,5 м/сек, в капиллярах – 0,5 мм/сек).

В процессе эволюции сформировалась нервная система и возник второй, более молодой и более совершенный нервный механизм регуляции функций организма. Нервный механизм в отличие от гуморального обеспечивает быструю сигнализацию нервной системы об изменениях во внешней или внутренней среде и осуществляет быстрые адекватные реакции на эти изменения. Нервный механизм обладает преимуществами перед гуморальным механизмом:

– 19 –

•имеет точный адресат (возникшие в рецепторах нервные им-

пульсы по определенным нервным волокнам поступают в определенный отдел ЦНС, а от нее – к определенным органам);

•высокую скорость проведения нервных импульсов – от 3 до 120 м/сек.

Нервный и гуморальный механизмы регуляции функций тесно взаимосвязаны между собой. Гуморальные факторы оказывают влияние на деятельность нервных клеток ЦНС, она в свою очередь изменяет деятельность органов. С другой стороны – образование и поступление в кровь гуморальных веществ регулируется нервной системой.

Таким образом, в организме существует единая нервногуморальная система, обеспечивающая саморегуляцию функций, без чего невозможно существование организма.

– 20 –