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

1. Анатомия человека – это наука о формах и строении, происхождении и развитии человеческого организма, его систем и органов. Анатомия человека изучается, путем рассмотрения  различных органов. Анатомияизучает строение тела и его отдельных частей и органов. Знание анатомии необходимо для изучения физиологии, поэтому изучение анатомии должно предшествовать изучению физиологии.

Физиология изучает течение жизненных процессов на уровне всего организма, отдельных органов и систем органов, а также на уровне отдельных клеток и молекул. На современном этапе развития физиологии она вновь объединяется с науками, когда-то отделившимися от неё: биохимией, молекулярной биологией, цитологией и гистологией.

Исторический очерк развития анатомии. Первые сведения о строении тела человека получены в Древнем Египте. Основоположником анатомии является Аристотель (384–322 гг. до н. э.), давший много ценных сведений. 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.

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

В созданных 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.) B. П. Воробьёв (1876–1937 гг.)

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.

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.

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

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

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 Нобелевскую премию.

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.

Анатомия и возрастная физиология изучают особенности строения и функционирования организма человека в различные возрастные 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. Одной из задач гигиены является экспертиза качества пищевых продуктов и предметов бытового обихода.

Гигиенические нормативы 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.

Важную роль в развитии гигиены сыграли основоположники отечественной медицины С. Т. Зыбелин и М. Я. Мудров, 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.

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.

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.

2. В постнатальный период рост и развитие всех органов и систем происходит непрерывно, гетерохронно, с биологической надежностью.

Под развитием в широком смысле слова  понимают  процесс качественных и количественных изменений, протекающих в организме человека. Развитие включает в себя три основных процесса: рост, дифференцировку тканей и органов и формообразование, которые тесно взаимосвязаны между собой.

Под ростом понимают увеличение размеров развивающегося организма, прибавку  массы тела, т. е. количественные изменения. Они связаны с увеличением количества клеток или их размеров. Например, увеличение легких происходит за счет увеличения разветвлений бронхов, количества и объема альвеол. Увеличение мышечной массы происходит за счет увеличения размеров мышечных волокон, в то время как их количество остается неизменным.

Под  развитием понимают качественные преобразования в организме — дифференцировку тканей и органов (в процессе   развития у клеток, вначале однородных, появляются специфические структурные  и функциональные различия, происходит их специализация),  усложнение и совершенствование   функций всех органов и систем, механизмов регуляции функций, формообразование (приобретение организмом  характерных, присущих    ему форм).  Постепенно нарастающие в процессе роста количественные изменения приводят к появлению у ребенка новых качественных особенностей.      Рост и развитие протекают гетерохронно (неодновременно и неравномерно).      Неравномерность роста  проявляется в том, что периоды усиленного роста сменяются периодами снижения темпов роста. Интенсивно, но неравномерно     происходит рост всех органов и длины тела в течение первых трех лет, особенно в первый год. За первый год прибавка в росте составляет в среднем 25 см,  масса тела увеличивается втрое. Второй скачок   роста (полуростовой)наблюдается в 6 — 7 лет, третий (пубертатный) — в подростковом возрасте.

Развитие, как и рост, протекает  неравномерно: в периоды замедления темпов роста   происходит интенсивное развитие организма детей и подростков.

Неодновременность  роста и развития проявляется   в том, что в процессе индивидуального развития созревание различных органов, даже отдельных клеток одного органа происходит не одновременно, а от степени созревания зависят приспособительные реакции ребенка, лежащие в основе    его взаимодействия с окружающей средой. На каждом возрастном этапе максимального развития достигает та система, которая наиболее важна для организма в данный период времени.

Такая гетерохронность роста и развития способствует гармоничному (оптимальному) развитию детского организма, так как постепенно в деятельность включаются новые системы, необходимые для выполнения более сложных функций на каждом возрастном этапе.

В   различные возрастные периоды  отдельные системы ребенка  наиболее чувствительны к развитию, эти периоды называют сенситивными  (sensus — чувство) или критическими (например, критическим периодом для развития речи является возраст до 5 — 6  лет).  Для процесса  созревания сенсорных систем ребенка, его психического развития   необходим приток афферентной информации из окружающей среды. Дефицит сенсорной информации (сенсорная депривация) в раннем постнатальном онтогенезе приводит к нарушению психического развития. До 10 лет  процессы роста и развития не имеют резких половых различий, хотя девочки в некоторой степени обгоняют мальчиков. После 10 лет эти различия выражены в большей степени и девушки приходят к функциональному уровню взрослого организма на 1 — 3 года раньше юношей.

К общим закономерностям индивидуального развития организма А. А. Маркосян предложил отнести биологическую надежность. Органы и системы     организма растут и развиваются при наличии  запаса резервных возможностей (как в технике), что гарантирует  организму, как биологической системе, сохранность и оптимальное протекание физиологических процессов при различных воздействиях. Надежность обеспечивается  рядом морфологических и функциональных особенностей: парностью некоторых органов; наличием депо (запаса) для крови, углеводов, жиров; избыточностью количества нейронов в ЦНС; количества медиаторов, выделяющихся в синапсах при проведении нервных импульсов,  и т. д.

Под физическим развитием понимают совокупность морфологических и функциональных признаков, обеспечивающих выносливость и работоспособность человека. Физическое развитие обусловлено наследственными факторами, но вместе с тем в значительной степени зависит от социально-бытовых условий жизни, степени загрязнения окружающей среды в месте проживания. Физическое развитие является одним из показателей состояния здоровья детей и подростков. Акселерация у современных детей требует систематического изучения уровня физического развития, так как необходимо пересматривать стандарты школьной мебели, спортинвентаря, физических нагрузок, педагогических приемов обучения и воспитания.

Физическое развитие подразумевает не только высокий уровень физической силы, мышечной массы, которые определяются ростом и весом. При оценке физического развития необходимо оценивать состояние сердечно-сосудистой и дыхательной систем, нейрогуморальной системы регуляции.

Индивидуальную оценку физического развития проводят с использованием следующих методов: 1. соматометрии (измерение различных размеров тела человека); 2. соматоскопии (внешний осмотр тела); 3. физиометрии  (исследование функциональных показателей).

Метод соматометрии (антропометрии) - с его помощью оцениваются   не только абсолютные значения роста, отдельных частей тела, веса, окружности грудной клетки, но и их соответствие возрастным нормам, пропорциональность  телосложения, так как с возрастом у детей происходит изменение пропорций тела. Одно из основных требований соматометрии – строгая унификация (единообразие) методов измерения тех или иных показателей развития.

Метод соматоскопии  –   наружный осмотр тела. Этот метод позволяет оценить: особенности телосложения (конститутуцию), его пропорциональность, развитие скелетной мускулатуры, степень жироотложения; вид осанки; форму грудной клетки; форму ног; состояние стопы.

Метод физиометрии  позволяет определить функциональные показатели организма человека.  При изучении физического развития измеряют жизненную емкость легких (спирометрия), мышечную силу рук, становую силу (динамометрия), частоту сердечных сокращений, артериальное давление.

По темпам физического и психического развития среди сверстников по паспортному возрасту существуют значительные различия. Возраст развития или биологический возраст – понятие, отражающее степень морфологического и физиологического состояния организма. Биологический возраст зависит от наследственности и условий среды и образа жизни человека. Моложе своего возраста по паспорту становятся те люди, у которых здоровый образ жизни сочетается с положительной наследственностью. Критериями оценки биологического возраста являются:

1) половая зрелость (степень развития вторичных половых признаков);

2) скелетная зрелость (сроки и степень окостенения костей скелета);

3) зубная зрелость (сроки прорезывания молочных и постоянных зубов, стертость зубов);

4) конституция человека;

5) уровень развития психофизиологических функций;

6) возрастные изменения физиологических систем;

7) степень развития мышечной системы (мышечная сила, выносливость, координация движений);

8) антропометрические показатели.

Женщины в отличие от мужчин стареют медленнее и живут дольше в среднем на 6 – 8 лет.

Наряду с типичным  развитием, характерным для большинства детей каждого возрастного периода, нередко встречаются и отклонения в развитии, которые проявляются в  акселерации  или ретардации.

Акселерация — ускорение роста и развития  организма в постнатальный период. Различают эпохальную и внутригрупповую акселерацию.

Эпохальная акселерация  отмечена в   начале XX века в индустриально развитых странах. Темпы роста и созревания детей значительно ускорились по  сравнению с XIX веком. Массовые обследования физического развития детей и подростков показали, что   акселерация охватывает весь организм. В XX веке у новорожденных длина тела стала больше на 2 — 2,5 см, масса — на 500 и более грамм.  В целом за 100 лет длина тела у дошкольников увеличилась на 10 —12 см, а у школьников — на 10 — 15 см. Половое созревание  наступает в среднем на 2 года раньше, чем XIX веке. Ускорение коснулось и двигательных функций, современные подростки и молодые люди быстрее бегают, выше и дальше прыгают,  большее количество раз подтягиваются на турнике и т. д. Акселерация физического развития стимулировала и психическое развитие детей, но в определенной степени ускорение психического развития обусловлено и научно-техническим прогрессом.

Наблюдения показали, что существенных различий в темпах акселерации детей разных национальностей не обнаружено. Но городские дети подвержены акселерации в большей степени, чем сельские.

Физиологические механизмы эпохальной акселерации до конца не выяснены, предложено несколько гипотез, вскрывающих причины акселерации:

1. Изменение характера питания: современный человек потребляет больше мяса, овощей, фруктов; принимает много лекарств, и особенно антибиотиков, которые в животноводстве используются для увеличения массы тела у скота.

2. Циклические космические изменения солнечной активности, ультрафиолетового облучения, увеличение радиационного фона Земли;

3. Большое количество смешанных браков между людьми из различных регионов, что приводит к обновлению генофонда, умножению генетических различий;

4. Малоподвижный образ жизни, загрязнение окружающей среды, темпы городского образа жизни (на территориях, где людей не коснулась урбанизация,  акселерация  не отмечена).

Внутригрупповая акселерация. В каждой возрастной группе 13— 20 % детей обгоняют в росте и развитии   сверстников. Создание благоприятных   стимулирующих условий обучения, использование особых методик развития восприятия, внимания, речи и т. д. способствует более полной реализации  возможностей ребенка. Но психологи предостерегают против «искусственной интеллектуальной акселерации», когда к ребенку предъявляются завышенные  требования, так как это может привести к нарушению его  высшей нервной деятельности. Показателем соответствия развивающих воздействий  возможностям ребенка является его желание, готовность заниматься. Ускорение   развития требует пересмотра методов обучения и воспитания в различные возрастные периоды; изменения стандартов в школьной мебели, спортинвентаря, инвентаря трудового обучения, поэтому каждые 10 — 15 лет проводятся массовые обследования физического развития детей и подростков. Дети рано взрослеют физически, но уровень работоспособности, социальная зрелость несколько отстают  от их физической зрелости, что должно учитываться педагогами и родителями.

Ученые отмечают, что в конце XX, начале XXI веков темпы акселерации  снизились.

Вторым отклонением от типичного роста и развития является ретардация — отставание (замедление) в развитии, которое наблюдается в среднем у 13— 20 % детей в каждой возрастной группе. У этих детей отмечается дефицит массы тела, общая задержка физического и психического развития,   к 7-летнему возрасту они  не готовы к обучению в школ. У таких детей  труднее и длительнее проходит период адаптации к школе, они не справляются с программой, среди них больше плохо успевающих или неуспевающих детей. Учебные нагрузки вызывают у них перенапряжение нервной системы, что приводит к снижению работоспособности,  ухудшению  в состоянии здоровья, увеличению заболеваемости.

Биологические механизмы отставания в развитии до конца не изучены, ученые полагают, что важная роль принадлежит:

1) наследственным факторам;

2) неблагоприятным факторам внешней среды;

3) социально-гигиеническим факторам (недоедание, отсутствие родительской заботы  в неблагополучных семьях и др.).

3. Онтогенез (от греч. ontos — сущее) — период индивидуального раз­вития организма. Это совокупность преобразований, претерпеваемых организмом от зарождения до конца жизни. Термин введен Э. Геккелем в 1866 г.

Два периода: пренатальный — внутриутробный (с момента зачатия до рождения) и постнатальный — послеутробный (от момента рожде­ния до смерти человека).

В пренатальном выделяют: эмбриональное развитие (эмбрион) — до 1,5-2 месяцев, когда происходит формирование плода; плацентарное развитие (плод) — 3-10 месяцев, когда происходит рост плода.

Характеризуется быстрым ростом и развитием ребенка, питанием его за счет материнского организма, поэтому острые и хронические за­болевания матери, особенности ее питания, психические и физические нагрузки оказывают значительное влияние на течение беременности и, соответственно, развитие будущего ребенка.

В постнатальном выделяют: ранний, зрелый, заключительный этапы развития.

Только что родившийся человек отличается от взрослого рядом качественных особенностей, а не представляет собой его простую уменьшенную копию.

Время, в течение которого развивающийся ребенок достигает фун­кционального уровня взрослого, если учитывать основные физиологи­ческие показатели организма, составляет 16-20 лет.

Следует помнить, что деление детства на периоды не имеет точных границ. Оно вытекает из необходимости обеспечения детям таких усло­вий жизни, питания и умственно-физической деятельности, которые соответствовали бы анатомо-физиологическим возможностям каждой возрастной группы.

На рост и развитие ребенка оказывают влияние как наследственные факторы, так и окружающая среда.

Наследственность—свойство живого организма хранить генетическую информацию и передавать ее от одного поколения к другому. Явление наследственности лежит в основе воспроизведения форм жизни по поколениям, что принципиально отличает живое от неживого. Наследственным аппаратом любой клетки являются молекулы ДНК. Они образуют в ядре клетки специфические структуры – хромосомы. Их число и форма строго постоянны для каждого вида животных и растительных организмов. Каждая пара хромосом специфична и имеет свой порядковый номер. ДНК хромосом содержит в закодированном виде всю наследственную информацию (программу развития будущего организма). Участок молекулы ДНК, в котором закодирована программа развития того или иного признака называется геном. Каждая молекула ДНК содержит сотни генов, их совокупность называется генотипом.

Знание законов наследственности позволяет понять механизмы передачи наследственной информации от родителей детям, закономерности формирования наследственно обусловленных признаков  и роль генов в процессах жизнедеятельности организма. Уменьшение генетического груза наследственных аномалий будет способствовать сохранению наследственной природы человека.

Различают хромосомную и внехромосомную наследственность. Хромосомная наследственность связана с распределением носителей наследственности (генов) в хромосомах. Передача признаков потомству прослеживается при наследовании таких наследственных признаков, которые в потомстве расщепляются по моногенному типу наследования в соответствии с законами Менделя. Законы Менделя являются эмпирическими правилами наследования, и они устанавливают численные соотношения отдельных признаков и их сочетаний, которые проявляются в гибридном потомстве при половом размножении.

Внехромосомная наследственность заключается в наследовании признаков, которые контролируются факторами, локализованными  в митохондриях. Наследственная информация распределяется между дочерними клетками случайно, поэтому четкого менделевского  расщепления в этих случаях не наблюдается. Все системы внехромосомной наследственности взаимодействуют с хромосомными генами или их продуктами.

Углубленное изучение наследственности началось в XIX веке,  а значительный прогресс в этой области был достигнут лишь в XX веке. После открытия Менделем (G. Mendel) в 1865 г. основных законов наследственности стало несомненным, что она определяется материальными факторами, позже получившими название генов. Однако еще в 1750 г. Мопертюи (P. L. М.Maupertuis) и в 1814 г. Адамс (J. Adams) описали некоторые особенности наследования отдельных признаков у человека. В 1875 г. Гальтон (F. Galton) предложил близнецовый метод для разграничения роли наследственности и среды в развитии признаков у человека. Он обосновал генеалогический метод анализа и разработал ряд статистических методов, из которых особенно ценен метод вычисления коэффициента корреляции.

В становлении представлений о природе наследственности большое значение имело создание Т. Морганом (Th. Morgan) и его школой хромосомной теории наследственности, было выявлено, что ген представляет собой материальную структуру в хромосомах ядра клетки.

Наследственная информация, заключенная в генах каждой особи, является итогом исторического развития данного вида и материальной основой будущей эволюции. Наследственность обеспечивает хранение и реализацию информации, в соответствии с которой осуществляются жизнь клетки, развитие особи и ее жизнедеятельность.  Реализация наследственной информации, записанной с помощью генетического кода – чередования нуклеотидов в ДНК зиготы, происходит в результате непрерывных взаимовлияний ядра и цитоплазмы, межклеточных взаимодействий и гормональной регуляции активности генов.

Ребенок получает от родителей по наследству: внешние признаки (форма отдельных частей тела, цвет глаз, тип конституции и др.), группу крови, свойства нервной системы, определенные задатки (мыслительную способность одаренность, память и т. д.), наследственные болезни.

В ходе развития генотип постоянно взаимодействует со средой. Совокупность всех свойств и признаков особи, сформировавшаяся  в результате взаимодействия генотипа с окружающей средой, получила название фенотипа. Некоторые наследственные признаки, например цвет глаз или группа крови, не зависят от условий среды.  В то же время на развитие некоторых количественных признаков,  таких как рост и вес тела, факторы окружающей среды оказывают большое влияние. Проявление эффектов генов, обусловливающих, например, тучность, во многом зависит от питания, поэтому при помощи соответствующей диеты можно в определенной степени бороться с наследственно обусловленной полнотой.

Материальные носители наследственности содержат информацию не только о нормальных, но и о патологических признаках. Так, различного рода мутации – генетический груз, накапливаемый в генофонде человека, являются причиной возникновения большого числа наследственных аномалий, от которых страдают сотни миллионов людей нашей планеты. Мутации в половых клетках могут быть связаны с изменением числа хромосом (увеличением или уменьшением) или с изменением их генного состава, поэтому различают хромосомные и генные болезни.

К генным болезням относятся врожденная глухота, некоторые формы шизофрении, альбинизм, дальтонизм, гемофилия и другие. Для гемофилии характерно то, что болеют ею только мужчины, хотя ген этого заболевания связан с женской половой хромосомой. Вторая половая хромосома в этой паре у женщин содержит «здоровый» ген, который доминирует над «больным» геном, а у мужчин оказывается только «больной» ген.

К числу хромосомных болезней относятся болезнь Дауна (умственная отсталость, связанная с появлением третьей лишней хромосомы в 21 паре), волчья пасть, шестипалость, аномалии глазного яблока (связаны с трисомией в 13–15 парах). Часто лишняя хромосома наблюдается у детей пожилых родителей.

Болезни с доминантным типом наследования или сцепленные  с полом обнаруживаются сравнительно легко. Труднее установить значение наследственности в развитии таких широко распространенных полигенных болезней с наследственным предрасположением, как гипертоническая болезнь, атеросклероз, язвенная болезнь, шизофрения, бронхиальная астма и др. Частота возникновения  и тяжесть течения этих болезней зависят от конкретного сочетания факторов окружающей среды и наследственного предрасположения.

Раннее патогенное влияние на плод не является неизбежным, так как в процессе последующего развития может произойти компенсация нарушений. Зародыши отличаются не только высокой чувствительностью к повреждающим воздействиям, но и весьма большой  способностью к восстановлению нормального развития после возникших нарушений.

К факторам, нарушающим нормальный ход зародышевого развития, могут быть отнесены следующие:

1) местные патологические процессы в слизистой оболочке матки,

2) недостаток снабжения зародыша кислородом и питательными веществами,

3) поступление в кровь плода тех или иных вредных для него веществ (лекарственные препараты, алкоголь, никотин, наркотические препараты и др.).

Голод или недостаток в пище матери витаминов, белков приводят к гибели зародыша или к аномалии его развития. Одним из отрицательных факторов воздействия на развитие организма является  ионизирующее облучение. Наибольшей чувствительностью к лучевому воздействию обладают клетки нервной системы и кроветворных органов эмбриона. Лучистая энергия ведет к повреждению хромосомного набора половой клетки.

Большую опасность для плода представляют инфекционные заболевания матери. Вирусные заболевания, такие как корь, краснуха, оспа, грипп, гепатит, свинка оказывают негативное влияние на развивающийся плод преимущественно в первые месяцы беременности, дизентерия, туберкулез, сифилис, токсоплазмоз – в основном  во вторую и последнюю треть беременности.

Факторы, нарушающие нормальное развитие, воздействуют не только через организм матери, но через отцовский организм.  Для нормального развития любой клетки, в том числе сперматозоидов, требуются благоприятные условия. Неблагоприятные факторы внешней среды (ионизирующее излучение, изотопы в почве, строительных материалах, химические раздражители, алкоголь, наркотики, инфекционные заболевания, неполноценное питание) могут нарушить нормальное развитие половых клеток и вызвать аномалии развития в организме зародыша.

В настоящее время известны более 2000 наследственных болезней, из каждых 100 новорожденных 4–7 детей имеют генетические дефекты.

В последние годы большое значение приобретают медико-генетические консультации, где врачи-генетики проводят точный научный расчет возможности проявления того или иного наследственного заболевания.

Таким образом, исходным условием развития человека являются наследственные факторы, заложенные в генах. О значении наследственных задатков говорят факты раннего проявления особой одаренности у детей, например, музыкального дара, когда о музыкальном воспитании не могло быть речи. Например, Моцарт, будучи четырехлетним ребенком, написал свое первое, очень сложное произведение. Известны исторические факты родовых генных богатств, когда, например,  музыкальная или писательская одаренность проявлялась в течение многих поколений. В родословной Иоганна-Себастьяна Баха насчитывалось 58 музыкантов.

Каждый ребенок имеет свою генетическую основу, генетические задатки, но их реализация в значительной степени зависит от условий среды, то есть от условий жизни ребенка, воспитания и обучения. Поэтому задача родителей и педагогов заключается в своевременном выявлении природных способностей ребенка и создании условий для их дальнейшего развития. Наиболее полно они развиваются в благоприятных условиях внешней среды. Нормальные социально-гигиенические условия жизни, систематические занятия с ребенком, физические упражнения способствуют нормальному физическому и психическому развитию детей. Ребенок должен чувствовать любовь со стороны самых близких людей, для него одинаково вредны как чрезмерное внимание, так и «заброшенность». При отсутствии заботы дети растут ослабленными, часто болеют, отстают в умственном развитии.

Воспитание и обучение в значительной мере обусловливают те изменения, которые претерпевает человек с момента рождения и до наступления зрелости, его мировоззрение, взгляды, мораль, поступки  и все поведение в целом. Влияние внешней среды происходит через совокупность внутренних условий, относящихся к его индивидуальным особенностям. Из среды ребенок черпает для своего развития лишь то, что отвечает его потребностям и интересам. Поэтому на развитие ребенка оказывают влияния не только сами люди и вещи, но и те отношения, которые складываются у ребенка с ними. Если при педагогическом воздействии не учитывать опыт ребенка, особенности его личности и интересы, то педагогические воздействия не имели бы опоры. Так, в процессе обучения высокие достижения школьника зависят не только от мастерства учителя, но и от подготовки самого ученика, от его знаний, умений и навыков, от его способностей и интереса к делу, от взаимоотношений ученика с учителем и друзьями.

4. Регуляция функций – это направленное изменение интенсивности работы органов, тканей, клеток, поддерживающее работу подсистем жизнеобеспечения и подсистем, отвечающих за выполнение специфических функций. Различают нервный, гуморальный и миогенный механизмы регуляции функций организма. Организм имеет механизмы саморегуляции, созданные природой в ходе его эволюции. Они направлены на поддержание энтропии на генетически заданном уровне.

Согласованная деятельность различных систем организма, поддержание относительного постоянства клеточного состава и физико-химических 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:

 имеет точный адресат (возникшие в рецепторах нервные импульсы 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 (см. глава 13.1.).

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

5. Зрительный анализатор представлен на периферии сложным по структуре нервным образованием — сетчаткой, содержащей светочувствительные элементы в виде палочек и колбочек. Специальный светопреломляющий аппарат обеспечивает фокусирование на сетчатке попадающих в глаз лучей. Все эти структуры, окруженные сосудистой и белковой оболочками, составляют глазное яблоко.

Адекватным раздражителем для зрительного анализатора являются световые лучи. Видимые лучи занимают в спектре электромагнитных волн лишь небольшой участок, ограниченный длиной волны от 750 (красные лучи) до 400 миллимикрон (фиолетовые лучи).

Значение зрительного анализатора не исчерпывается простым различием предметов, их освещенности и окрашенности. Зрительные ощущения сопровождаются афферентными импульсами от сухожильно-мышечных рецепторов мускулатуры глаза. Эти импульсы возникают при движениях глазного яблока, а также при деятельности мышц, осуществляющих приспособительные изменения в аппарате глаза (изменения ширины зрачка, выпуклости хрусталика). Благодаря совместному действию зрительного и двигательного анализаторов создается возможность различать также пространственную форму предметов, их величину, движение и расстояние.

Периферический, или рецепторный, отдел зрительного анализатора построен очень сложно. Светочувствительный и светопреломляющий аппараты находятся в глазном яблоке.

Оболочки образуют плотную капсулу глазного яблока, внутри которой находится прозрачное студенистое вещество — стекловидное тело.

Если рассматривать глазное яблоко, то на наружной поверхности его можно видеть фиброзную оболочку, называемусюклерой, или белковой оболочкой. Передний отдел этой оболочки образует прозрачную роговицу. В области заднего полюса глазного яблока белковая оболочка охватывает входящий в глазное яблоко ствол зрительного нерва.

Под склерой лежит сосудистая оболочка, богатая сосудами и пигментом. Кпереди она постепенно переходит в ресничное, или цилиарное, тело, в котором находятся гладкие мышечные волокна, образующие ресничную мьпгдгу. Самый передний отдел сосудистой оболочки, окаймляющий в виде кольцеобразной полоски зрачок, носит название радужной оболочки. В радужной оболочке имеются два рода мышц: кольцевые и радиальные. При сокращении кольцевых мышц происходит сужение зрачка, а при сокращении радиальных — его расширение.

Таким образом, зрачок играет роль диафрагмы, регулирующей силу света, падающего на светочувствительную оболочку глаза. Присутствие в радужной оболочке 1шгментньгх клеток обусловливает цвет глаз.

Аккомодация (от лат. accomodatio — приспособление) — способность глаза к четкому видению на различных расстояниях. Она осуществляется при помощи согласованной работы трех элементов: ресничной (цилиарной) мышцы, ресничной связки и хрусталика.

Нормальное состояние глаза — это аккомодация вдаль, когда мышцы расслаблены. Для того, чтобы рассмотреть предмет вблизи, происходит сокращение ресничной (так называемой цилиарной) мышцы, расслабляются цинновы связки, в результате чего эластичный хрусталик увеличивает свою кривизну (становится выпуклым). Это приводит к возрастанию его оптической силы на 12–13 диоптрий, световые лучи сводятся в фокус на сетчатке и изображение становится четким. При отсутствии стимула к аккомодации ресничная мышца расслабляется, преломляющая сила глаза уменьшается, и он снова фокусируется на бесконечность. Происходит дезаккомодация (или аккомодация вдаль).

Одно из самых важных условий нормальной аккомодации — эластичность хрусталика. К сожалению, эластичность хрусталика меняется с возрастом. Самые высокие аккомодационные свойства у хрусталика — в детстве. С возрастом, эластичность хрусталика уменьшается и постепенно (обычно после 40–45 лет) снижается способность хорошо видеть вблизи, развивается так называемая пресбиопия — возрастная дальнозоркость. В большинстве случаев к 60–70 годам способность к аккомодации утрачивается полностью.

В сумеречное время аккомодация, обеспечивающая зрение вдаль, исчезает. Это обстоятельство является одной из причин плоховидения (некомфортного зрения) в вечернее и ночное время суток. Величина аккомодации в среднем равна 2,0 диоптрии, соответственно, в условиях низкой освещенности гиперметропия (дальнозоркость)уменьшается на 2,0 диоптрии, глаз без аномалии рефракции (эмметропический глаз) становится близоруким, а близорукость увеличивается на 2,0 диоптрии.

Аккомодационную способность глаза выражают в диоптриях или линейных величинах.

• Функциональный покой аккомодации — это отсутствие в поле зрения аккомодационного стимула

• Область аккомодации — это расстояние между самой дальней (зрение вдаль) и ближайшей (зрение вблизи) точками ясного видения.

• Объем аккомодации — это разница в показателях рефракции глаза (в диоптриях) при установке к ближайшей и самой дальней точкам ясного видения.

• Запас (резерв) аккомодации — это неиспользованная часть объема аккомодации (в диоптриях) при установке глаза к точке фиксации.

Показатели аккомодации, полученные при исследовании каждого глаза в отдельности, называют абсолютными. А сразу обоих — относительными, т.к. выполняются при определенной конвергенци (сведении) зрительных осей.

Аккомодация тесно связана с конвергенцией. При одном и том же угле сходимости зрительных линий аккомодационные затраты у пациентов с различной (остротой зрения) не одинаковы. Так, например, у детей с некоррегированной гиперметропией (дальнозоркостью) средней и высокой степени может развиться аккомодационное сходящееся косоглазие.