Введение. Основы строения тела человека. Общие физиологические закономерности жизненных процессов. Возрастные изменения
1. Предмет и задачи курса «Анатомии и возрастной физиологии». Связь с другими-науками. 2. Методы исследования анатомии и возрастной физиологии. 3. Понятие об онтогенезе. 4. Основы строения тела человека. 5. Общие физиологические закономерности жизненных процессов. 6. Рост и развитие организма детей и подростков.
Возрастная анатомия рассматривает строение тела человека, его органов в различные периоды жизни, от внутриутробного периода и до старческого возраста, исследует особенности организма в условиях воздействия внешней среды Возрастная физиология – наука об особенностях жизнедеятельности организма, о функциях его отдельных систем, процессах, в них протекающих, и механизмах их регуляции на разных этапах индивидуального развития
Предметом возрастной анатомии и физиологии (физиологии развития ребенка) как учебной дисциплины являются особенности развития физиологических функций, их формирования и регуляции, жизнедеятельности организма и механизмов его приспособления к внешней среде на разных этапах онтогенеза.
Основные понятия возрастной анатомии и физиологии : Организм – сложнейшая иерархически (соподчинено) организованная система органов и структур, обеспечивающих жизнедеятельность и взаимодействие с окружающей средой. Элементарной единицей организма является клетка. Совокупность клеток, сходных по происхождению, строению и функции, образует ткань. Ткани образуют органы, выполняющие определенные функции. Функция – специфическая деятельность органа или системы. Физиологическая система – совокупность органов и тканей, связанных общей функцией. Функциональная система – динамическое объединение различных органов или их элементов, деятельность которых направлена на достижение определенной цели (полезного результата).
Взаимосвязь возрастной физиологии с другими науками. Раздел физиологической науки, изучающий биологические закономерности и механизмы роста и развития, называется возрастной физиологией. Развитие многоклеточного организма от зачатия до смерти – называется индивидуальное развитие, или онтогенез. Закономерности и особенности жизнедеятельности организма на ранних этапах онтогенеза традиционно являются предметом исследования возрастной физиологии (физиологии развития ребенка). Более ранние этапы, относящиеся к внутриутробному развитию, исследует наука эмбриология. Более поздние этапы, от достижения зрелости до старости, изучают нормальная физиология и геронтология.
В периоды интенсивного развития физиология развития тесно взаимодействует с гигиеной, поскольку именно физиологические закономерности чаще всего выступают в качестве теоретических основ гигиенических требований и рекомендаций. Формирование ценности здоровья и здорового образа жизни – задачи педагогической валеологии, которая черпает фактический материал и основные теоретические положения из физиологии развития. Знание основных закономерностей возрастного развития позволяет подойти к решению двух практических задач педагогики и педиатрии. Другой вопрос, имеющий важное значение для практики, – определение временных границ возрастных периодов, или возрастная периодизация онтогенеза.
Для изучения строения тела человека и его функций пользуются различными методами исследований. Для изучения морфологических особенностей человека выделяют две группы методов. Первая группа применяется для изучения строения организма человека на трупном материале, а вторая — на живом человеке. В первую группу входят: 1) метод рассечения с помощью простых инструментов, что позволяет изучать строение и топографию органов; 2) метод скелетироания для выделения скелета или отдельных костей для изучения их строения; 3) метод распиливания замороженных трупов — разработан Н. И. Пироговым, позволяет изучать взаимоотношения органов в отдельно взятой части тела; 4) микроскопический метод — используют для изучения структуры органов при помощи приборов, дающих увеличенное изображение. И другие методы, позволяющие определить внутреннее и внешнее строение и соотношение частей тела.
Ко второй группе относятся: 1) соматоскопический (визуальный осмотр) метод изучения тела человека и его частей — используют для определения формы грудной клетки, степени развития отдельных групп мышц, искривления позвоночника, конституции тела и др.; 2) антропометрический метод — изучает тело человека и его части путем измерения, определения пропорции тела, соотношение мышечной, костной и жировой тканей, степень подвижности суставов и др.; Сюда же относятся и инструментальные методы (параклинические) например: рентгенологический метод и его модификации (рентгеноскопия, рентгенография, ангиография, лимфография, рентгенокимография и др.) — позволяют изучать структуру органов, их топографию на живом человеке в разные периоды его жизни и эндоскопический метод — дает возможность исследовать на живом человеке с помощью световодной техники внутреннюю поверхность пищеварительной и дыхательной систем, полости сердца и сосудов, мочеполовой аппарат.
Для исследования физиологических процессов обычно использовали экспериментальные физиометрические методы. Прежде всего, изучение нормальных показателей жизнедеятельности организма с использованием различных физиологических проб и фиксируя полученные данные: температуру тела, давление, частоту пульса, ЭКГ как в покое, так и при пробах с дозированной нагрузкой. Более сложным является метод катетеризации, когда для изучения и регистрации процессов, которые происходят в протоках экзокринных желез, в кровеносных сосудах, сердце в них водят тонкие синтетические трубки — катетеры и замеры происходят внутри организма.
Также в лабораторных условиях применяются различные формы проведения физиологических экспериментов. Они делится на острый, хронический и в условиях изолированного органа. Острый эксперимент предназначен для проведения искусственной изоляции органов и тканей, стимуляции различных нервов, регистрации электрических потенциалов, введения лекарств и др. Хронический эксперимент применяется в виде целенаправленных хирургических операций (наложение фистул, вживление электродов и др.).
Функцию органа можно изучать и изолировано оторганизма. В таком случае органу создают все необходимые условия для его жизнедеятельности, в том числе подачу питательных растворов в сосуды изолированного органа. Применение компьютерной техники в проведении физиологического эксперимента значительно изменило его технику, способы регистрации процессов и обработку полученных результатов и дало возможность применения метода компьютерного моделирования.
Клеточный Тканевой Органный Системы органов Организм в целом Популяция
Рост – это количественное увеличение биомассы организма за счет увеличения геометрических размеров и массы отдельных его клеток или увеличения числа клеток благодаря их делению. Развитие – это качественные преобразования в многоклеточном организме, которые протекают за счет дифференцировочнных процессов (увеличения разнообразия клеточных структур) и приводят к качественным и количественным изменениям функций организма.
Взаимосвязь роста и развития проявляется, в частности, в том, что определенные стадии развития могут наступать только при достижении определенных размеров тела. Так, половое созревание у девочек может наступить только тогда, когда масса тела достигнет определенной величины (для представителей европейской расы это около 48 кг). Активные ростовые процессы также не могут продолжаться на одной и той же стадии развития бесконечно. Дифференцировочные процессы, или дифференцировка, - это появление специализированных структур нового качества из мало специализированных клеток-предшественниц.
Организм – вполне типичная самоорганизующаяся система, состоящая из блоков. К основным структурно-функциональным блокам можно отнести следующие (каждый блок включает в себя несколько анатомических структур с множеством функций)
1 блок. Информацию о состоянии окружающего мира и о внутренней среде организм получает с помощью датчиков-рецепторов, использующих самые разнообразные физические и химические конструктивные принципы. Так, акустическая информация поступает к нам через причудливый и тонко настроенный слуховой механизм, превращающий механическую энергию колебаний воздуха в электрические импульсы слухового нерва. Информация от всех рецепторов направляется в центр. Сортировка поступающей информации начинается уже на этапе ее приема – ведь нервные окончания различных рецепторов достигают центральной нервной системы на разных ее уровнях, и соответственно информация попадает в различные отделы ЦНС. Тем не менее вся информация может быть использована в процессе принятия решения. 2 блок. Решение необходимо принимать тогда, когда ситуация по каким-то причинам изменилась и требует соответствующих реакций на системном уровне. Решение принимают центральный процессор и блок управления, включающий нервную и гуморальную регуляцию. 3 блок. Эффекторные органы (в первую очередь скелетно-мышечная система), обеспечивающая выполнение приказов «центра».
4 блок. Энергетический блок, обеспечивающий эффекторные и все другие структурные компоненты необходимым субстратом и энергией. Для этого системе необходимо усилить активность кровообращения, дыхания и некоторых других функций, а также мобилизовать доступные запасы питательных веществ. 5 блок. Гомеостатический блок, поддерживающий параметры внутренней среды на необходимом жизненном уровне. 6 блок. Оболочка, выполняющая функции пограничной зоны, защиты и всех видов обмена с окружающей средой. Кожа, выполняющая эту роль в организме человека, - важный элемент его конструкции, поскольку именно в ней сконцентрированы многочисленные датчики, несущие информацию о состоянии внешнего мира, а также и протоки для выведения из организма продуктов обмена и информационных молекул.
Закон абсолютного роста. Закон непрерывного изменения энергии роста. Закон скачкообразного темпа роста. Гетерохрония. Закон осевой симметрии. Закон половой детерминации.
Внутриутробный, дородовой (пренатальный) период. Период эмбриона до 15-16 суток от оплодотворения Период зародыша от 15-16 до 90 суток от оплодотворения Период плода с 90 суток от оплодотворения до родов Родовой период
13 – 15 сутки 44 – 60 сутки 3, 6, 8 месяцы беременности
Внеутробный, послеродовой (постнатальный) период Ранний неонатальный период до 6 дней Период новорожденности от родов до 1 месяца Грудничковый период до года Ясельный период (раннее детство) до 3 лет Дошкольный период (первое детство) до 6 лет
Школьный период Младшая школа до 3 класса Средняя школа до 8 класса Препубертатный 5 класс (с 11 лет) Пубертатный 6-7 класс (с 12 лет) Старшая школа (подростковый период)
1 период – 1 класс 2 период – 4-5 класс 3 период – 8-9 класс 4 период – 11 класс
Юность (16-20 лет) Молодость (20-40 лет) Зрелость (40-60 лет) Преклонный возраст (60-75 лет) Старость с 75 лет Дряхлость с 83 лет
К проблеме возрастной периодизации непосредственно примыкает задача выявления сенситивных и критических периодов развития, т.е. наиболее чувствительных к внешнему воздействию, периодов качественных преобразований морфофункциональной организации отдельных систем. Согласно принципу гетерохронного развития периоды качественных преобразований и соответственно повышенной чувствительности различных физиологических систем и даже разных функций в пределах одной системы приходятся на разные сроки постнатальной жизни.
Так, при изучении интегративной деятельности мозга установлено, что качественные изменения, лежащие в основе реализации различных психических процессов и целостных поведенческих актов, происходят в различном возрасте. Например, качественные изменения в мозговой организации зрительного восприятии происходят на двух этапах развития. Первый наблюдается в младенческом возрасте, когда отмечено расширение сферы корковых областей, вовлекаемых в осуществление сенсорной функции, второй (от 3-4 лет до 6-7 лет) – связан с их специализацией в различных сенсорных и когнитивных операциях. Эти этапы онтогенеза рассматриваются как сенситивные в развитии зрительной функции.
Сенситивным периодом в развитии внимания является возраст от 7 до 9 лет – период, характеризующийся качественными преобразованиями структурно-функциональной организации мозга, обеспечивающими реализацию произвольного внимания. Сенситивным в развитии двигательной функции является возраст 9-10 лет – период, когда в систему регуляции произвольных движений включаются все «этапы» и структуры, обеспечивающие эффективную реализацию деятельности.
В школьном возрасте выделяются два переломных этапа развития, которые можно рассматривать как критические периоды. Это прежде всего возраст 7-8 лет, когда одновременно изменяются базовые механизмы организации высших психических функций, обменные процессы, деятельность всех систем вегетативного обеспечения. Другой критический период развития, наблюдаемый в школьном возрасте, связан с половым созреванием. Начало полового созревания (у девочек 11-12 лет, у мальчиков 13-14 лет) характеризуется резким повышением активности центрального звена эндокринной системы (гипоталамуса), что приводит к резкой смене во взаимодействии подкорковых структур и коры больших полушарий. Результатом этого является значительное снижение эффективности центральных регуляторных механизмов, в том числе определяющих произвольную регуляцию и саморегуляцию.
