ТЕМА 6. ЗНАЧЕНИЕ И ВОЗРАСТНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ ОПОРНО-ДВИГАТЕЛЬНОГО АППАРАТА.

План:

Микроструктура мышечного волокна. В мышце различают среднюю часть – брюшко, состоящее из мышечной ткани, и сухожилие, образованное плотной соединительной тканью. Каждая мышца состоит из большого количества волокон поперечно-полосатой скелетной мускулатуры, расположенных параллельно и связанных между собой прослойками рыхлой соединительной ткани, по которым к ним подходят нервные волокна и сосуды. Снаружи поперечно-полосатое мышечное волокно покрыто сарколеммой, внутри в саркоплазме расположены миофибриллы, сократительный аппарат мышечного волокна, а также митохондрии и другие органеллы клеток. Волокно разделено на правильно чередующиеся участки (диски), обладающие разными оптическими свойствами. Одни участки анизотропны, то есть в обыкновенном свете выглядят темными. Другие участки в обыкновенном свете выглядят светлыми – они изотропны.

Каждая миофибрилла в свою очередь состоит из 2800 протофибрилл, представляющий собой длинные цепочки молекул белков миозина и актина. Миозиновые нити вдвое толще актиновых. В состоянии покоя нити расположены таким образом, что тонкие длинные актиновые нити входят в промежуток между толстыми и более короткими нитями миозина. Важным компонентом микроструктуры миофибриллы является наличие многочисленных поперечных мостиков, соединяющих между собой актиновые и миозиновые нити. При сокращении мышечного волокна за счет этих мостиков нити начинают скользить друг по другу, актиновые нити вдвигаются в промежуток между миозиновыми. Причиной скольжения является химическое взаимодействие между актином и миозином в присутствии ионов кальция и АТФ. Наблюдается нечто подобное зубчатому колесу, протягивающего одну группу нитей относительно другой. Роль зубчиков в этом процессе принадлежит поперечным мостикам, за счет которых взаимодействуют между собой молекулы актина и миозина.

Показатели мышц в онтогенезе. На протяжении онтогенеза значительно изменяется общая масса мышечной ткани, причем вес мышц в ходе роста увеличивается значительно интенсивнее, чем вес многих других органов. Например, у новорожденных масса всех мышц составляет 23% массы тела, а в 8 лет – 27%, в 17-18 лет – 44% (у спортсменов, как известно, мышечная масса может достигать 50%).

В ходе онтогенеза происходят значительные изменения в микроструктуре мышц. Рост мышечной массы в постнатальном периоде происходит за счет увеличения не количества, а размеров мышечных волокон. Происходит утолщение миофибрилл и как результат – утолщение мышечных волокон. Стабилизация, прекращение роста мышечных волокон происходит к 18-20 годам, то есть примерно в те же сроки, что и стабилизация роста скелета. А вот в старости происходит противоположный процесс – атрофия мышечных волокон, приводящая к уменьшению их диаметра. Поперечная исчерченность мышечных волокон при старении ослабляется. Перестает быть строго параллельным направление мышечных волокон, появляются неправильно, спирально и даже кольцеобразно расположенные группы мышечных волокон. Развитие гистоструктуры соединительнотканных элементов мышц идет особенно интенсивно в раннем детском возрасте, значительного уровня достигая к 7 годам. В 19-20 лет соединительнотканные элементы мышц являются мощным каркасом как для всей мышцы, так и для каждого мышечного волокна в отдельности. При старении соединительная ткань мышц подвергается атрофическим изменениям. В саркоплазме обнаруживаются жировые включения, а также участки восковидного перерождения.

Существенные изменения в ходе онтогенеза претерпевают ядра мышечных волокон, играющие важную роль в развитии и функционировании ткани. Известно, например, что мышцы эмбриона значительно богаче ядрами, чем мышцы детей и взрослых. Уменьшение количества ядер происходит параллельно с утолщением диаметра мышечного волокна. При старении по мере развития дистрофических изменений количество ядер снова начинает увеличиваться, при этом изменяется также их форма.

Иннервация и кровоснабжение мышечных единиц. Двигательные нервные окончания в мышцах появляются еще задолго до рождения и длительное время после рождения их сеть продолжает развиваться. А вот проприорецепторный аппарат формируется более быстрыми темпами, и опережает в своем развитии моторные окончания. К моменту рождения нервно-мышечное веретено уже имеет хорошо выраженную капсулу, извитые и разветвленные нервные волокна и мышечный стержень. С возрастом меняется не только структура, но и их распределение в мышце. Так, если у новорожденного «веретена» расположены более или менее равномерно, то к 4-11 годам нервно-мышечные веретена обнаруживаются в большей мере в концевых третях, чем в середине. Примерно до 17 лет и старше особенно быстро увеличивается количество мышечных веретен в участках мышц, испытывающих наибольшее растяжение. Кровоснабжение мышц в эмбриональном и в раннем детском возрасте развито уже хорошо, но в отличие от взрослого организма в этом периоде тип ветвления сосудов мышц иной: он бывает рассыпной или переходный, а у взрослого – магистральный. В общем можно отметить, что структура артериального русла мышц формируется уже к рождению.

В ходе онтогенеза существенным образом изменяются и функции мышц. Одним из важных показателей функции мышц является их лабильность. Под лабильностью или функциональной подвижностью Н.Е. Введенский понимал большую или меньшую скорость тех элементарных реакций, которыми сопровождается физиологическая деятельность данного аппарата, в нашем случае мышечного. Мерой лабильности по Введенскому является наибольшее число потенциалов действия, которое возбудимый субстрат способен воспроизвести в 1 сек под влиянием раздражителя. Наиболее низкая лабильность отмечается во внутриутробном периоде. Скелетная мускулатура воспроизводит лишь 3-4 сокращения в секунду, тогда как у взрослого – до 60-80. Во внутриутробном периоде при превышении оптимальной величины частоты раздражения мышца продолжает сокращаться столько времени, сколько длится раздражение, при этом отсутствует свойственное у взрослого состояние пессимума. Пессимальное торможение заключается, как известно, в уменьшении величины тетанического сокращения при очень высокой частоте раздражения мышцы, при этом сила ее сокращения снижается. Возрастные изменения функциональной лабильности мышц во многом связаны с состоянием нервно-мышечных синапсов. На это указывает, например, невозможность реализации истинного пессимума в антенатальном периоде. Кроме того, по мере созревания мионевральных синапсов укорачивается в 4 раза время передачи возбуждения с нерва на мышцу.

При старении пессимальное торможение развивается значительно легче, чем в зрелом возрасте. На это указывает факт того, что у старых крыс пессимум развивается уже при частоте импульсов 60-80, тогда как у молодых животных при той же продолжительности отдельного импульса необходимы частоты 150-200 Гц. Эти данные показывают, что с возрастом снижается функциональная лабильность нервно-мышечного аппарата.

Значительным своеобразием в антенатальном периоде отличается рефлекторная реакция мышц-антагонистов. Вместо типичной для взрослого организма реакции реципрокного торможения в этом периоде сокращение сгибателя сопровождается одновременным сокращением разгибателя. Этот тип рефлекторных мышечных сокращений характеризуется участием не только мускулатуры конечностей, но и дыхательных мышц.

Одной из существенных особенностей функционирования мускулатуры в антенатальном периоде и новорожденных является постоянная активность скелетных мышц. На начальных этапах развития скелетная мускулатура выполняет в основном терморегуляционную функцию. Адекватным раздражителем при этом является снижение температуры ниже индифферентного уровня. В отличие от взрослого у детей скелетные мышцы не расслабляются даже во время сна. Такая постоянная активность скелетных мышц является стимулятором бурного роста мышечной массы, а также и развития рабочих возможностей формирующихся мышц. Двигательная деятельность ребенка в первые месяцы жизни характеризуется так называемой сгибательной гипертонией новорожденных и рядом обобщенных двигательных рефлексов (охватывание, двигательный рефлекс Бабинского). В результате этих движений происходит усиление полного тонуса.

Мощным стимулом развития нервно-мышечного аппарата является возникновение и развитие антигравитационных реакций (удержание головы, поза сидения и стояние). При этом развивается и совершенствуется не только аппарат двигательной активности, возникающие при этом моторно-висцеральные рефлексы вызывают глубокую перестройку деятельности таких систем, как сердечно-сосудистая, дыхательная и т.д. В механизмах развивающихся изменений существенное значение принадлежит усилению тонуса блуждающего нерва.

Быстрота движений характеризует способность выполнять различные действия в наиболее короткий отрезок времени. Развитие этого качества определяется состоянием самого двигательного аппарата и деятельностью центральных иннервационных механизмов, то есть высокий уровень быстроты движений тесно связан с подвижностью и уравновешенностью процессов возбуждения и торможения. С возрастом быстрота движений увеличивается.

Определяя этот показатель по максимальной частоте оборотов педалей велоэргометра, удалось установить, что наибольшее развитие этого качества достигается у детей 14-15 лет. Быстрота движения тесно связана и с другими качествами – силой и выносливостью. Примечательно, что максимальные показатели быстроты вращения педалей зависят от сопротивления движению педалей, так как увеличение нагрузки, прилагаемой в упражнении, приводило к смещению максимальных значений скорости в сторону более старших возрастов. Такая же картина была обнаружена и при увеличении длительности педалирования, то есть когда испытуемым требовалось проявить большую выносливость. Таким образом, быстрота движений на разных этапах онтогенеза зависит от степени функционального развития нервных центров и периферических нервов, что определяет в конечном счете скорость передачи возбуждения от нейронов к мышечным единицам. Исследования показали, что скорость проведения импульсов в волокнах периферических двигательных нервов достигает величин взрослых уже к 5 годам. Это положение подтверждается данными гистологии, показывающими, что строение волокон передних спинномозговых корешков у человека начинает соответствовать строению взрослого организма между 2 и 5 годами, а волокон задних корешков – между 5 и 9 годами.

Выносливость – это способность продолжать работу при развивающемся утомлении. Но несмотря на большую практическую значимость выяснения возрастных особенностей развития выносливости, развитие этой стороны двигательных качеств менее всего изучено.

Статическая выносливость (измеряемая по времени сжимания рукой кистевого динамометра при силе, равной половине от максимального) с возрастом значительно увеличивается. Например, у мальчиков 17 лет выносливость была в 2 раза выше, чем у семилетних, а достижение взрослого уровня происходит только в 20-29 лет. К старости выносливость уменьшается примерно в 4 раза. Примечательно, что в разные возрастные периоды выносливость не зависит от развития силы. Если наибольший прирост силы наблюдается в 15-17 лет, то максимум повышения выносливости происходит в возрасте 7-10 лет, то есть при быстром развитии силы развитие выносливости замедляется.

ТЕМА 7. ВОЗРАСТНЫЕ ОСОБЕННОСТИ СИСТЕМЫ КРОВИ.

Общие свойства крови в онтогенезе. Общее количество крови по отношению к весу тела новорожденного составляет 15%, у детей одного года – 11%, а у взрослых – 7-8%. При этом у мальчиков несколько больше крови, чем у девочек. Однако в покое в сосудистом русле циркулирует лишь 40-45% крови, остальная часть находится в депо: капиллярах печени, селезенки и подкожной клетчатки и включается в кровоток при повышении температуры тела, мышечной работе, при кровопотере и т.п.

Удельный вес крови новорожденных несколько выше, чем у детей более старших возрастов, и составляет соответственно – 1,06-1,08. Установившаяся в первые месяцы плотность крови (1,052-1,063) сохраняется до конца жизни. Вязкость крови у новорожденных в 2 раза больше, чем у взрослых и составляет 10,0-14,8 усл.ед. К концу первого месяца эта величина снижается и достигает обычно средних цифр – 4,6 усл.ед. (по отношению к воде). Величины вязкости крови у лиц пожилого возраста не выходят за пределы нормы (4,5).

Биохимические свойства крови. У человека химический состав крови отличается значительным постоянством. Наибольшие отклонения, если за норму принять содержание веществ в крови взрослых людей, можно отметить в период новорожденности и в старческом возрасте.

Белковый состав крови в течение онтогенеза претерпевает ряд изменений: от момента рождения до зрелости происходит увеличение содержания белков в крови, устанавливаются определенные соотношения в белковых фракциях. Функциональные возможности синтезирующих белки плазмы органов, прежде всего печени, относительно низки в момент рождения, постепенно усиливаются, что приводит к нормализации состава крови.

Содержание липидных фракций новорожденных отличается от спектра этих веществ у более старших детей и взрослых тем, что у них значительно увеличено содержание альфа-липопротеинов и понижено количество бета-липопротеинов. К 14 годам показатели приближаются к нормам взрослого человека. Количество холестерина в крови новорожденных относительно невысоко, и увеличивается с возрастом. При этом отмечается, что при преобладании в пище углеводов уровень холестерина в крови повышается, а при преобладании белков – понижается. В пожилом и старческом возрастах уровень холестерина увеличивается.

Содержание глюкозы в крови детей ниже, чем у взрослых, особенно в первые дни жизни. Например, у грудного ребенка эта величина составляет 70-80 мг%, у детей 12-14 лет – 120 мг%. У взрослого в крови содержится 100-120 мг% глюкозы.

Уровень молочной кислоты у грудного ребенка может на 30% превышать таковой у взрослых, что связано с повышением уровня гликолиза у детей. С возрастом содержание молочной кислоты в крови ребенка постепенно падает. Так, уровень молочной кислоты у ребенка в первые 3 месяца жизни составляет 18,7 мг%, к концу 1 года – 13,8 мг%, а у взрослых – 10,2 мг%.

Форменные элементы крови в онтогенезе. Содержание эритроцитов в мм³ крови также подвержено возрастным изменениям У новорожденного эта величина колеблется от 4,5 млн в мм³ до 7,5 млн, что, по-видимому, связано с недостаточным снабжением кислородом плода в последние дни эмбрионального периода и во время родов. После родов условия газообмена улучшаются, часть эритроцитов разрушается. Кровь новорожденных содержит значительное количество незрелых форм эритроцитов, содержащих ядро.

У детей от 1 до 2 лет наблюдаются большие индивидуальные отличия в числе эритроцитов. Подобный широкий размах в индивидуальных данных отмечается также от 5 до 7 и от 12 до 14 лет, что, по-видимому, находится в прямой связи с периодами ускоренного роста.

Одним важных свойств клеточных мембран является их избирательная проницаемость. Этот факт обусловил то, что при помещении эритроцитов в растворы с различной концентрацией солей, наблюдаются серьезные изменения в их структуре. При помещении эритроцитов в раствор, осмотическое давление которого ниже, чем плазмы (гипотонический раствор), по законам осмоса вода начинает входить внутрь эритроцита, они набухают и их мембраны разрываются, происходит гемолиз. У человека гемолиз начинается при помещении его эритроцитов в 0,44-0,48% раствор NaCl. Способность эритроцитов противостоять гемолизу называется осмотической резистентностью. Она значительно выше у новорожденных и детей грудного возраста, чем у взрослых. Например, максимальная стойкость эритроцитов у грудных детей находится в пределах 0,24-0,32% (взрослых 0,44-0,48%).

Содержание гемоглобина в онтогенезе имеет следующие особенности. В период внутриутробной жизни у плода в первые 6 месяцев преобладает фетальный гемоглобин HbF. Существенным является тот факт, что он обладает более высоким сродством к кислороду и может насыщаться на 60% О₂ при таком напряжении O₂, когда гемоглобин матери насыщается на 30%, то есть при одном и том же напряжении О₂ кровь плода будет содержать больше О₂, чем материнская кровь. Эти особенности гемоглобина плода обеспечивают возможность транспортировать кислород от крови матери к крови ребенка, удовлетворяя потребности тканей в кислороде. К моменту рождения количество HbF снижается и остается на уровне 20%, а 80% составляет HbA. К 4-5 месяцу жизни HbF остается всего 1-2%.

Для детей периода новорожденности характерно повышенное содержание гемоглобина. Но, начиная с первых суток постнатальной жизни количество гемоглобина постепенно падает, причем это падение не зависит от веса ребенка. Количество Hb у детей первого года значительно снижается к 5 месяцу и остается на низком уровне до конца 1 года, с возрастом количество гемоглобина увеличивается.

У лиц пожилого и старческого возраста количество гемоглобина несколько снижается, приближаясь к нижней границе нормы, выведенной для зрелого возраста.

Лейкоформула. Количество лейкоцитов у ребенка первых дней жизни больше, чем у взрослых, и в среднем колеблется в пределах 10-20 тыс.в мм³. Затем количество лейкоцитов начинает падать. Как и для эритроцитов, существуют широкие пределы колебания числа лейкоцитов в первые дни постнатальной жизни от 4600 до 28 тыс. Характерным в картине лейкоцитов у детей этого периода является следующее. Нарастание количества лейкоцитов в течение 3 часов жизни (до 19600), что, по-видимому, связано с рассасыванием продуктов распада тканей ребенка, тканевых кровоизлияний, возможных во время родов, через 6 часов – 20 тыс., через 24 – 28 тыс., через 48 – 19 тыс. К 7 суткам число лейкоцитов приближается к верхней границе взрослых и составляет 8000-11000. У детей 10-12 лет число лейкоцитов в периферической крови колеблется в пределах 6-8 тыс., т.е. соответствует количеству лейкоцитов у взрослых.

Также имеет свои возрастные особенности лейкоцитарная формула (соотношение различных форм лейкоцитов в процентах). Лейкоцитарная формула крови ребенка в период новорожденности характеризуется:

1) последовательным увеличением числа лимфоцитов от момента рождения к концу периода новорожденности (при этом на 5-е сутки происходит перекрест кривых падения нейтрофилов и подъема лимфоцитов);

2) значительным количеством юных форм нейтрофилов;

3) большим количеством юных форм, миелоцитов, бластных форм;

4) структурной незрелостью и хрупкостью лейкоцитов.

У детей первого года жизни при довольно широких пределах колебаний общего числа лейкоцитов наблюдаются и широкие пределы вариаций процентного содержания отдельных форм. Высокое содержание лимфоцитов и малое количество нейтрофилов в первые годы жизни постепенно выравнивается, достигая к 5-6 годам почти одинаковых величин. После этого процент нейтрофилов постепенно растет, а процент лимфоцитов понижается.

Малым содержанием нейтрофилов, а также недостаточной их зрелостью и фагоцитарной активностью отчасти объясняется большая восприимчивость детей младших возрастов к инфекционным заболеваниям.

Формирование иммунитета ребенка. Роль различных факторов в этом процессе. Как известно, под иммунным процессом понимают ответ организма на определенного рода раздражение, на вторжение чужеродного агента – антигена. Защищая организм от вторжения антигенов, кровь вырабатывает особые белковые тела – антитела, которые обезвреживают антигены, вступая с ними в реакцию самого разнообразного характера. При этом активно вырабатываются антитела лимфоциты, при участии и контроле со стороны других иммунных клеток. В эмбриональном периоде антитела в организме плода не вырабатываются, и, несмотря на это, в первые 3 месяца после рождения дети почти полностью невосприимчивы к инфекционным заболеваниям. Это объясняется тем, что плод получает готовые антитела (гамма-глобулины) через плаценту от матери. В грудном периоде часть антител ребенок получает с материнским молоком. Кроме того, невосприимчивость новорожденных детей к некоторым заболеваниям связана с недостаточной зрелостью организма, особенно его НС. По мере созревания организма, его НС, ребенок постепенно приобретает все более стойкие иммунологические свойства. Ко второму году жизни вырабатываются уже значительное количество иммунных тел.

Замечено, что у детей, воспитывающихся в коллективах, быстрее формируются иммунные реакции. Это объясняется тем, что в коллективе ребенок подвергается скрытой иммунизации: попадания от заболевших детей в организм ребенка малых доз возбудителя не вызывает у него заболевания, но активирует выработку антител. Если это повторяется несколько раз, то приобретается иммунитет к данному заболеванию.

К 10 годам иммунные свойства организма хорошо выражены и в дальнейшем они держатся на относительно постоянном уровне и начинают снижаться после 40 лет. Немаловажную роль в формировании иммунных реакций организма играют профилактические прививки.

Возрастные особенности кровообращения. Кровь может выполнять жизненно необходимые функции, только находясь в непрерывном движении. Циркуляция крови в организме составляет сущность кровообращения и обеспечивается деятельностью органов кровообращения: сердца и кровеносных сосудов. Сосудистая система человека как представителя класса млекопитающих состоит из двух кругов кровообращения: большого и малого. Большой круг кровообращения начинается в левом желудочке (с аорты), затем кровь по артериям поступает к тканям и органам, в которых имеется разветвленная капиллярная сеть. Кровь, отдавшая кислород и поглотившая углекислоту и продукты обмена, поступает в вены, заканчивающиеся в правом предсердии. Малый круг предназначен для насыщения крови кислородом и выделения углекислоты. Он начинается в правом желудочке, кровь из которого через легочную артерию попадает в легкие и через легочную вену возвращается в левое предсердие. Такова общая схема системы кровообращения в организме взрослого человека.

Возрастные особенности функционирования сердца. После рождения сердце ребенка растет и увеличивается, в нем происходят процессы формообразования. Сердце новорожденного имеет поперечное положение и шаровидную форму, это объясняется тем, что относительно большая печень делает высоким свод диафрагмы, поэтому сердце новорожденного находится на уровне 4 левого межреберья. Под влиянием сидения и стояния к концу первого года жизни опускается диафрагма, и сердце занимает косое положение. К 2-3 годам верхушка сердца доходит до уровня 5 ребра, а у 10-летних детей границы сердца такие же, как и у взрослых.

Рост предсердий в течение первого года жизни опережает рост желудочков, и только после 10 лет рост желудочков начинает превышать рост предсердий.

Возрастные изменения массы сердца связаны с тем, что масса сердца растет на первом году жизни, к восьми месяцам увеличиваясь вдвое, к трем годам утраиваясь, к 5 – увеличивается в 4 раза, а в 16 лет – в 11 раз.

При этом масса сердца у мальчиков превышает в первые годы жизни этот показатель у девочек, а в 12-13 лет, напротив, в связи с наступлением периода усиленного роста у девочек, его масса становится больше, чем у мальчиков. К 16 годам сердце девочек вновь начинает отставать в массе от сердца мальчиков.

Частота сердечных сокращений у плода колеблется от 120 до 150 в минуту. В первые 2 суток после рождения ЧСС несколько ниже внутриутробного, что объясняется повышением внутричерепного давления, изменением теплопродукции в связи с переходом в среду с более низкой температурой, и наконец, угнетением симпатических влияний. В последующую неделю ЧСС несколько повышается до 120-140 ударов в мин. Впоследствии с возрастом ЧСС уменьшается. Например у детей дошкольного возраста в 6 лет оно составляет 95 уд/мин, у школьников 7-15 лет изменяется в пределах 92-76 в мин 

Замедление ЧСС является результатом изменения лабильности синусного узла и становления более совершенных форм нейрогуморальной регуляции сердца. Усиление тонического влияния блуждающего нерва приводит не только к текущему снижению частоты сердечного ритма, но и изменяет метаболизм синусного узла, приводя к стойкому снижению его лабильности с возрастом.

В возрасте после 60 лет ЧСС несколько снижается, развивается "ригидность", "косность" сердечного ритма, которая отчетливо видна в условиях различных нагрузок. Замедление ритма сокращений, в данном случае, связана со снижением лабильности синусного узла, а его "косность" - с ослаблением влияния экстракардиальных нервов на сердце.

ТЕМА 8. ВОЗРАСТНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ ОРГАНОВ ДЫХАНИЯ.

Формирование основных функциональных единиц дыхательных путей и легких. Развитие легких у человеческого зародыша начинается на 3 неделе эмбрионального существования. Между 5-й неделей и 4-м месяцем жизни зародыша формируются бронхи и бронхиолы, к моменту рождения количество легочных сегментов уже такое же, как и у взрослого.

Основной структурной единицей легкого у ребенка (также, как и у взрослого) является ацинус. У новорожденных ацинус недостаточно дифференцирован. Дифференцировка происходит еще долгое время после рождения. Так, например, у новорожденного число альвеол 24 млн, а их диаметр – 0,05 мм, что в 12 раз и соответственно в 4 раза меньше, чем у взрослых. Если вес легких новорожденного – 50 г, то к 1 году возрастает в 3 раза, к 12 – в 10 раз и у взрослого – в 20 раз.

Легкие ребенка бедны эластическими волокнами, особенно в окружности альвеол и в стенках легочных капилляров, между дольками легких и альвеолами обильно развита рыхлая соединительная ткань, богатая кровеносными сосудами. До 3 лет происходит усиленная дифференцировка отдельных элементов легких, от 3 до 7 лет ее темп замедляется. К 7-8 годам заканчиваются процессы дифференцировки бронхов. Особенно усиленный рост и совершенствование органов дыхания наблюдается в пубертатном периоде (12-16 лет). В течение этого периода носовые ходы, гортань, трахея и общая поверхность легких достигает максимального развития. Увеличивается просвет трахеи и бронхов, развиваются их мышечные и эластические волокна.

В пубертатном периоде увеличивается объем легких за счет увеличения объема альвеол (их количество достигает уровня взрослого к 8 годам. В то же время объем легких и поверхность альвеол еще значительно меньше, чем у взрослых.

В связи с трудностью определения ЖЕЛ (жизненной емкости легких) у новорожденных, у них обычно определяют ЖЕ крика, считая, что при очень сильном крике объем выдыхаемого воздуха почти равен ЖЕЛ. Таким образом смогли определить ЖЕЛ в первые минуты после рождения: она составила 56-110 мл.

У детей обычно ЖЕЛ измеряют с 4-6 лет. В значительной степени она зависит от физического развития, возраста, пола и др. С возрастом ЖЕЛ увеличивается, причем наибольший прирост отмечается в 12-17 лет (период полового созревания), к 17 годам достигая величины для взрослого человека. Частота дыхания в мин у детей первого года жизни составляет 29-60. У детей 1-2 лет эта величина составляет 35-40, у 2-4-летних 25-35, у 4-6-летних – 23-26 циклов в минуту. У детей школьного возраста происходит дальнейшее урежение дыхания (до 18-20 раз). Большая частота дыхания у ребенка обеспечивает высокую легочную вентиляцию.

Объем дыхательного воздуха (ДО) у ребенка в 1 месяц составляет 30 мл, в 1 год – 70 мл, в 6 лет – 156 мл, в 10 – 230 мл, в 14 лет – 300 мл, и лишь к 16-17 годам достигает величины взрослого человека.

Минутный объем дыхания – это количество воздуха, которое вдыхает человек в 1 минуту. У новорожденного МОД – 650 - 700 мл, к концу первого жизни – 2700 мл, к 6 годам – 3500 мл, у взрослого человека – 5000-6000 мл.

В процессе роста и развития организма с увеличением резерва вдоха увеличивается и максимальная вентиляция легких или максимальная произвольная вентиляция (МПВ), т.е. максимальная возможность дыхательного аппарата. Для его определения человека просят дышать как можно чаще и глубже в течение 15 сек. Значение МПВ во временном периоде увеличивается, достигая к 16-17 лет уровня взрослого человека. Примерно с 11 лет прирост МПВ у девочек начинает отставать от такового у мальчиков.

МПВ у дошкольников в 10 раз больше чем МОД; в пубертатном периоде в 13 раз; в среднем у взрослого – в 20-25 раз. Это показывает, что в процессе роста и развития организма резервы внешнего дыхания увеличиваются.

Тема 9. Возрастные изменения системы пищеварения, выделения и обмена веществ. Возрастные особенности пищеварительной и выделительной систем

Жизнь невозможна без поступления из окружающей среды определенных питательных веществ. Их живые организмы получают в виде пищи. Поэтому начальный этап ассимиляции пищи у человека и животных заключается в превращении исходных пищевых структур в компоненты, лишенные видовой специфичности, пригодные для их всасывания и использования в реакциях основного обмена.

При этом наибольшую роль играют пищеварительные ферменты, содержащимся в соках пищеварительных желез. Характерным свойством ферментов является их высокая специфичность, то есть они действуют на вещество или группу веществ определенного физического состава и строения, на определенный тип химической связи в молекуле. Процесс пищеварения начинается в органах пищеварительной системы, ротовой полости, желудке и кишечнике.

Динамика развития структурных элементов пищеварительной системы человека. В эмбриогенезе основные структурные элементы пищеварительной системы оформляются рано, например, у человека уже к 3-4 месяцу внутриутробной жизни. Источником питания плода при этом являются вещества, поступающие через плаценту из крови матери. У новорожденных органы пищеварительной системы не достигают еще своей окончательной форм и расположения. Пищевод не имеет изгибов, сформировавшихся сужений. Желудок веретенообразной формы и залегает почти вертикально, кишечник относительно короткий. С возрастом наблюдается опускание подвижных его отделов.

Формирование зубов. Процесс пищеварения начинается с измельчения, перетирания пищи в ротовой полости с помощью зубов, жевательных движений челюстей и языка, а под влиянием выделяющейся слюны совершается ее размельчение, разжижение и ферментативная обработка.

Зубы закладываются и развиваются в толще челюсти. Еще в утробном периоде развития закладываются зачатки постоянных зубов. На 6-8 месяце жизни начинают прорезаться временные или молочные зубы. В течение второго года жизни, а иногда и начала третьего заканчивается прорезывание 20 молочных зубов. Молочные зубы нежные и хрупкие, поэтому это необходимо учитывать при организации питания детей. На смену молочным зубам в 6-7 лет постепенно растут постоянные зубы. Прорезывание постоянных зубов заканчивается к 14-15 годам. Исключения составляют зубы мудрости, появление которых задерживается до 25-30 лет, а в 15% случаев они на верхней челюсти отсутствуют вообще. Так как постоянные зубы в течении нескольких лет находятся под молочными зубами, то следует обратить внимание на состояние полости рта и зубов у детей школьного и дошкольного возраста. По данным ВОЗ 7-9 человек из обследованных нуждаются в лечении зубов по причине кариеса.

Функциональные особенности слюноотделения. Измельченная механически пища в полости рта смешивается со слюной. В ротовую полость открываются протоки трех пар крупных слюнных желез: околоушные, нижнечелюстные и подъязычные. Более мелкие слюнные железки расположены по всей слизистой оболочке ротовой полости и языка. Наиболее интенсивно масса желез возрастает с 6 месяцев постнатального периода, то есть с началом перехода на смешанное питание. При этом относительное количество соединительной ткани и протоков в детских слюнных железах выше, чем у взрослых.

Основными белковыми компонентами слюны являются ферменты, муцин, лизоцим. Из пищеварительных ферментов в слюне содержатся: амилаза А, расщепляющая углеводы до мальтозы, и мальтаза, расщепляющая дисахариды до глюкозы. Белок слюны муцин делает слюну клейкой, что облегчает проглатывание пищи. Лизоцим способен растворять оболочки бактерий, то есть обладает бактерицидным действием, что способствует быстрому заживлению ран в ротовой полости. Секреция слюны начинается сразу после рождения. При этом до сих пор остается открытым вопрос о физиологическом значении секреции слюны в раннем периоде постнатальной жизни. Казалось бы, что при питании молоком, то есть не нуждающейся в смачивании и предварительной обработке амилазой слюны пищей, организм не имеет нужды в слюне.

Удаление у новорожденных крысят всех главных слюнных желез или просто перевязка их протоков ведет к гибели животных в течении 5 дней, и этого не происходит, если хотя бы одна из желез остается неповрежденной. Механизм данного эффекта был неизвестен. И лишь сравнительно недавно было выяснено, что слюна, в данном случае, необходима как вещество-герметик для ротовой полости при сосании. Она приклеивает сосок к языку и стенкам ротовой полости, что создает необходимое для всасывания молока отрицательное давление. Если крысенку с удаленными слюнными железами перед кормлением смазать губы вазелином, то он остается жив и полноценно развивается. Вероятно, этот фактор имеет значение не только у крыс.

Количество выделяемой слюны в начальном периоде постнатальной жизни невелико, однако уже сразу имеются различия между объемами не стимулированной и стимулированной сосанием секреции смешанной слюны. У новорожденного ребенка, например, натощак общее количество слюны – 0,01-0,1 мл/мин, а при сосании оно возрастает до 0,4 мл/мин. Объем вырабатываемой слюны значительно меняется с возрастом. У человека 8-29 лет количество смешанной слюны возрастает, что объясняется общим увеличением массы вырабатывающей слюну паренхимы слюнных желез. У лиц пожилого возраста наблюдается снижение секреции слюны, что связано с атрофическим процессом, в ходе которого часть вырабатывающих слюну элементов замещается соединительной тканью и жиром.

У человека максимальная амилололитическая активность слюны отмечается в возрасте 2-9 лет с последующим снижением до старости. Содержание амилазы в сухом веществе в слюне в 2-9 лет относительно невелико, оно возрастает к 20-29 годам с последующим уменьшением в старческом возрасте.

Пищеварение в желудке. Попадая в желудок, пища подвергается дальнейшему расщеплению под действием желудочного сока. (Размельченные и химически обработанные слюной пищевые массы в смеси с желудочным соком образуют химус). Железы, вырабатывающие желудочный сок, расположены в толще слизистой оболочки желудка. Различают три типа клеток желудочных желез: главные, вырабатывающие ферменты желудочного сока (пепсин и химозин), обкладочные, выделяющие HCl, добавочные слизистые. Таким образом, желудочный сок человека представляет собой бесцветную жидкость с кислой реакцией, с содержанием слизи, ферментов и соляной кислоты. Кислота способствует набуханию и денатурации белков, необходима для работы пепсина. Слизь предохраняет желудок от механических и химических повреждений.

Состав желудочного сока соответствует количеству и качеству пищи. В желудке пища находится в зависимости от ее количества и состава от 4 до 10 часов. Для защиты от самопереваривания желудка пепсин вырабатывается железами в неактивной форме в виде пепсиногена, активируемого действием HCl или готовым пепсином. Его функция заключается в расщеплении белков до альбумоз и пептидов. Химозин, иначе называемый сычужным ферментом, вызывает створаживание молока в желудке. Особенно много обнаруживается химозина в желудочном соке детей после молочного вскармливания, тогда как у старших детей створаживание происходит под влиянием пепсина и HCl. Липаза расщепляет жиры до глицерина и жирных кислот и действует в желудке лишь на эмульгированные жиры, входящие в состав молока.

Желудок грудных детей имеет горизонтальное положение и расположен почти весь в левом подреберье. Только когда ребенок начинает ходить, желудок занимает более вертикальное положение.

С возрастом меняется форма желудка. У детей до 1,5 лет она округлая, до 2-3 лет грушевидная а к 7 годам приближается к форме взрослого человека. Вместимость желудка с возрастом увеличивается. Если у новорожденного она составляет 30-35мл, то к концу первого года достигает 300-350 мл, то есть увеличивается в 10 раз. В 10-12 лет вместимость желудка 1,5 л. Мышечный слой желудка у детей разного возраста развит слабо, особенно в основной области желудка - области дна. Недоразвитие мышечного слоя дна желудка и относительно широкий вход в него у детей грудного возраста является причиной срыгивания и рвоты.

У человека в раннем постнатальном периоде уровень секреции желудочного сока невысокий, сок содержит относительно мало HCl. У мальчиков и девочек до 10 лет динамика изменений кислотности сока после эвальдовского завтрака круто нарастает, после 10 лет несколько замедляется и в 14-16 лет достигает максимальной величины. Примерно в это же время появляются и половые отличия. Старость влечет за собой значительное снижение объема секреции фундальных желез и менее выраженное падение концентрации HCl. Относительно низкое содержание HCl в желудочном соке детей дошкольного возраста ведет к снижению его бактерицидных свойств и проявляется в склонности детей к желудочно-кишечным заболеваниям.