Текст книги "Возрастная анатомия и физиология. Основы профилактики и коррекции нарушений в развитии детей"

С момента рождения и до смерти в организме человека постоянно происходят различные возрастные изменения в строении и функции органов и тканей, биохимических процессов в них. Решающее значение для проявления наследственных факторов, определяющих рост и развитие ребенка, имеют обучение и воспитание, питание и гигиенические условия жизни, общение ребенка с окружающей средой, спортивная и трудовая деятельность и другие факторы, составляющие существо социальной жизни человека.

Существует несколько классификаций возрастной периодизации человека. Наиболее распространенной является классификация Н. П. Гундобина, принятая па специальном Международном симпозиуме по возрастной периодизации (Москва, 1965), в основу которой положены некоторые биологические особенности растущего организма ребенка. Выделяются следующие периоды:

Период новорожденности (до 1 месяца жизни);

Грудной возраст (до 1 года);

Раннее детство (1 год – 3 года);

Первое детство (от 4 до 7 лет);

Второе детство: мальчики – от 8 до 12 лет, девочки – от 8 до 11 лет;

Подростковый возраст: мальчики – от 13 до 16 лет, девочки – от 12 до 15;

Юношеский возраст: юноши – от 17 до 21 года, девушки – от 16 до 20 лет.

Жизнь человека – это непрерывный процесс развития. Периоды усиленного роста сменяются некоторым его замедлением, что видно на рис. 1. Из рисунка видно, что наибольшей интенсивностью рост ребенка отмечается в первый год жизни и в период полового созревания.

Рис. 1. Динамика роста человека с возрастом

Рис. 2. Изменение пропорций отделов тела в процессе роста: КМ – средняя линия. Цифры вверху показывают, какую часть тела составляет голова. Деления, отмеченые цифрами справа, – соответствие отделов тела детей и взрослых; цифры внизу – возраст.

С возрастом меняются пропорции тела (рис. 2). У новорожденного голова округлая, большая, шея и грудь короткие, живот длинный, ноги короткие, руки длинные. Мозговой отдел черепа относительно больше лицевого. Позвоночник лишен изгибов, стопы уплощены. Масса мозга составляет 13–14 % от веса туловища.

В грудном возрасте (1-10 дней до 1 года) тело ребенка растет наиболее быстро. Примерно с 6 месяцев начинается прорезывание зубов. За первый год жизни размеры ряда органов и систем достигают размеров, характерных для взрослых.

В период раннего детства (1–3 года) прорезываются все молочные зубы, происходит первое «округление», т. е. увеличение массы тела опережает рост тела в длину, изменяется внешний вид ребенка. Если до трех лет трудно определить, мальчик это или девочка, то после трех лет черты лица принимают вид соответствующего пола. В раннем и первом детстве (4–7 лет) половые отличия, кроме первичных половых признаков, почти не выражены.

В период второго детства (8-12 лет) вновь преобладает рост в ширину, усиливается половое созревание. К концу этого периода усиливается рост тела в длину. Прогрессирует психическое развитие.

В подростковом возрасте (12–16 лет) активизируется рост тела в длину, усиливаются первичные и вторичные половые признаки. У мальчиков появляется волосистость на лице, у девочек – волосы в подмышечной впадине и на лобке, набухают молочные железы.

Из рисунка видно, что пропорции тела имеют свои различия между длиной и шириной тела в разные возрастные периоды. Выделяют три основных периода: от 4 до 6 лет, от 6 до 15 лет, от 15 лет до взрослого состояния. Обращает на себя внимание различие длины ног, рук и туловища в разные возрастные периоды. Наряду с типичными для каждого возрастного периода особенностями имеются индивидуальные особенности развития. Они зависят от состояния здоровья, условий жизни, степени развития нервной системы. Индивидуальные отклонения в развитии проявляются преимущественно на первом году жизни, когда они обусловлены врожденными особенностями и условиями воспитания.

На рост и развитие ребенка большое значение оказывают условия внешней среды. Еще И. М. Сеченов (1952) в работе «Физиология нервной системы» писал, что «организм без внешней среды, поддерживающей его существование, невозможен, поэтому в научное определение «организма» должна входить и среда, влияющая на него, а т. к. без последней существование организма невозможно, то споры о том, что в жизни важнее – среда или тело, – не имеет ни малейшего смысла».

В зависимости от конкретных условий среды процесс развития может быть ускорен или замедлен, а его возрастные периоды могут наступать раньше или позже срока и иметь разную продолжительность.

Акселерация – ускорение физического развития детей и подростков. При акселерации происходит увеличение роста и массы тела, а также более ранние сроки полового созревания. Причины акселерации разнообразны и недостаточно изучены. Многие авторы считают, что большое значение для возникновения акселерации имеют полноценное питание, раннее занятие физкультурой, стимулирующее влияние колебаний от радио-, теле– и электромагнитной аппаратуры, городской шум и транспорт. К акселерации приводит раннее пребывание в ночных клубах, употребление алкоголя и наркотиков, приобщение к ранним формам сексуального развития.

Для педагогики имеет значение понимание различных условий деятельности ребенка, окружающая среда, оказывающая положительное или отрицательное влияние на формирование как физического, так и психического здоровья ребенка.

Ретардация понимается как задержка темпа развития, обусловленная неблагоприятными условиями жизни, инфекцией, травмами, неправильным воспитанием, а также при наличии генных мутаций или патологии внутриутробного развития, под влиянием которых формируется относительная возрастная незрелость и диспропорция созревания. В дальнейшем все это становится основой таких нарушений, как задержка речевого и психофизического развития.

1. Цели и задачи курса «Анатомия и физиология».

2. Значение курса «Анатомия и физиология» для специальной педагогики.

3. Организм человека как единое целое.

4. Возрастной аспект анатомических структур.

5. Значение обмена веществ в организме.

6. Студенты должны рассмотреть и объяснить рисунки динамики развития ребенка и подростка.

7. Значение наследственных признаков для развития плода.

8. Какие анатомические признаки характерны для новорожденного?

9. Как регулируется обмен веществ в организме?

10. Расскажите, какие условия внешнего и внутреннего плана обусловливают акселерацию и ретардацию.

11. Какое значение для специальной педагогики играет понятие «ретардации»?

12. Какие признаки характеризуют физическое и психическое здоровье ребенка?

Глава 2. Строение тела человека

Человеческий организм, представляющий целостную, единую, сложно устроенную систему, состоит из клеток, органов и тканей.

2.1. Клетка

Клетка – это элементарная, универсальная единица живой материи. Клетки определенной ткани имеют постоянное строение, способны получать питание и энергию из внешней среды, поддерживать обмен веществ. Они обладают способностью к размножению, передаче генетической информации, приспособлению к изменившимся условиям внешней и внутренней среды.

Клетки в организме человека могут быть разнообразными по величине, форме и структуре, обусловленные их функцией и расположением. Несмотря на разнообразие клеток, они имеют общие характерные структуры: оболочку, ядро и клеточные включения (рис. 3).

Оболочка клетки, или клеточная мембрана, отграничивает одну клетку от другой или внешней среды. Построена клеточная мембрана из белковых, углеводных и жировых структур, она защищает клетку, выполняет рецепторные и транспортную функции. Через мембрану проходят все питательные вещества, кислород и выводятся из клетки все продукты жизнедеятельности и углекислый газ.

Клеточная мембрана образует межклеточные соединения с соседними клетками. Соединения могут быть простыми и сложными с межклеточным пространством или плотным прилежанием клеток. Передача возбуждения от клетки к клетке передается через синапсы (место соединения клеток).

Цитоплазма – это содержимое клетки, в которой располагаются ядро и различные включения. Внутреннюю среду цитоплазмы образует прозрачная жидкость (гиалоплазма), имеющая вид гомогенного вещества, представляет собой сложную коллоидную структуру, состоящую из белков, нуклеиновых кислот, полисахаридов, ферментов и других компонентов. В цитоплазме синтезируются белки, необходимые для жизни клетки, откладываются гликоген, жировые включения, содержится энергетический запас молекулы АТФ.

Рис. 3. Схематическое изображение объёмного строения животной клетки: 1 – ядро; 2 – ядрышко; 3 – пора в ядерной оболочке; 4 – митохондрия; 5 – эндоцитозное (пиноцитозное) впячивание; 6 – лизосома; 7 – гладкий эндоплазматический ретикулум (сеть); 8 – шероховатый эндоплазматический ретикулум (сеть), на котором расположены рибосомы (9); 10 – комплекс (аппарат) Гольджи с секретируемыми им гранулами, которые выводятся через плазматическую мембрану (11).

В цитоплазме располагаются органеллы, постоянно присутствующие в клетке и выполняющие определенные жизненно важные функции. Органеллы общего назначения наблюдаются во всех клетках. К ним относятся митохондрии, внутренний сетчатый аппарат (комплекс Гольджи), цитоцентр, зернистая и незернистая эндоллазматическая сеть, рибосомы, лизосомы. В клетке имеются также различные включения, к которым относятся гликоген, белки, жиры, углеводы, витамины, пигментные вещества и другие структуры. Описываются также органеллы мембранного и немембранного типа. В клетках определенных тканей встречаются специальные органеллы, как, например, в мышечной ткани – миофибриллы, нервном волокне – нейрофибриллы.

Ядро клетки является обязательным элементом, содержащим генетическую информацию и регулирующим белковый синтез. Генетическая информация заложена в молекулах дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК). При делении клетки эта информация в равных количествах передается дочерней клетке. В ядре имеется собственный аппарат белкового синтеза, контролирующий синтетические процессы в цитоплазме. В ядре на молекулах ДНК воспроизводятся различные виды рибонуклеиновой кислоты (РНК) – информационной, транспортной, рибосомной. Ядро неделящейся клетки чаще имеет сферическую форму и состоит из хроматина, ядрышка, нуклеоплазмы, отграниченные от плазмы ядерной оболочкой. Хроматин интерфазного ядра представляет собой хромосомный материал – разрыхленные, деконденсированные хромосомы. Хромосомы в конденсированном состоянии (плотном) неактивны, они участвуют в распределении и переносе генетической информации в дочерние клетки при клеточном делении. При деконденсированной форме хромосомы находятся в рабочем, активном, состоянии. В это время они участвуют в процессах воспроизведения и повторения нуклеиновых кислот (ДНК и РНК).

В начальных фазах митотического деления клеток хроматин конденсируется, образуя видимые хромосомы. У человека соматические клетки содержат 46 хромосом, из них 22 пары гомологичных хромосом, обеспечивающих деятельность клетки и всего организма, и 2 половые хромосомы. У женщин две парные хромосомы XX, у мужчин – непарные XY.

В результате деления клетки образуются две дочерние, содержащие количество хромосом, одинаковое с исходной клеткой. При этом между дочерними клетками равномерно распределяется цитоплазма и органоиды клетки.

Соматические клетки содержат в ядре 23 пары хромосом. Размножение клеток происходит путем деления. Основным способами деления клеток в человеческом организме являются митоз и мейоз.

Рис. 4. Стадии митоза (показаны конденсация хроматина с образованием хромосом, образование веретена деления и равномерное распределение хромосом и центриолей по двум дочерним клеткам): А – интерфаза; Б – профаза; В – метафаза; Г – анафаза; Д – телофаза; Е – поздняя телофаза. 1 – ядрышко; 2 – центриоли; 3 – веретено деления; 4 – звезда; 5 – ядерная оболочка; 6 – кинетохор; 7 – непрерывные микротрубочки; 8, 9 – хромосомы; 10 – хромосомные микротрубочки; 11 – формирование ядра; 12 – борозда дробления; 13 – пучок актиновых нитей; 14 – остаточное (срединное) тельце.

При митотическом делении клеток происходит увеличение числа клеток, что приводит к росту организма, появление новых клеток возникает при их износе или гибели. Благодаря митотическому делению дочерние клетки получают набор хромосом, идентичный материнскому (рис. 4).

При мейозе, который происходит в половых клетках, в результате их деления образуются четыре новые клетки с половинным (гаплоидным) набором хромосом, что важно для передачи генетической информации. При оплодотворении, т. е. слиянии двух половых клеток, возникает полный (диплоидный) набор хромосом, несущий в себе как отцовские, так и материнские признаки.

У всех клеток при делении наблюдаются изменения, укладывающиеся в рамках клеточного цикла. Клеточным циклом называют процессы, которые происходят в клетках при подготовке к делению и во время деления, в результате которого одна клетка материнская делится на две дочерних. В подготовке клетки к делению (20–30 часов) удваивается масса клетки и всех ее структурных компонентов. Происходит репликация (удвоение) молекул нуклеиновых кислот. Родительская цепь ДНК служит матрицей для синтеза дочерних ДНК, в результате чего каждая из двух дочерних молекул ДНК состоит из одной старой и одной новой цепи. В период подготовки к митозу в клетках синтезируются белки, необходимые для деления клетки, хроматин в это время конденсируется.

Митоз представляет собой период деления материнской клетки на две дочерние, обеспечивающий равномерное распределение клеточного материала, хроматина между двумя дочерними клетками. Длительность митоза – от 30 минут до 3 часов и подразделяется на 4 фазы: профазу, метафазу, анафазу и телофазу. Каждая из фаз имеет определенное значение. Так, в профазе постепенно разрыхляется ядрышко, центриоли (клеточный центр) расходятся к полюсам клеток. В метафазе разрушается ядерная оболочка, хромосомные нити направляются к полюсам. Структурные включения распадаются на мелкие пузырьки и вместе с митохондриями распределяются в обе половины делящейся клетки. В конце метафазы каждая хромосома начинает расщепляться продольной щелью на две новые дочерние хромосомы. В анафазе хромосомы отделяются друг от друга и расходятся к полюсам новой клетки. В телефазе хромосомы, разошедшиеся к полюсам клетки, переходят в хроматин, и начинается продукция РНК, образуется ядерная оболочка, ядрышко. Быстро формируются мембранные структуры будущих дочерних клеток. На поверхности клетки, по ее экватору, появляется перетяжка, которая углубляется, и клетка разделяется на две дочерние клетки.

2.2. Ткани

Клетки и их производные объединяются в ткани. Ткани – это сложившаяся в процессе эволюции совокупность клеток и межклеточного вещества, имеющих общее происхождение, строение и функции. По морфологическим и функциональным признакам выделяют пять типов тканей эпителиальную, соединительную, скелетную, мышечную и нервную.

Эпителий покрывает поверхность тела и внутренние органы, выполняет различные функции. В зависимости от локализации различают покровный и железистый эпителий (рис. 5).

Покровный эпителий занимает в организме пограничное место, отделяя его от внешней среды, выполняет функцию обмена веществ между организмом и внешней средой. Покровный эпителий образует сплошную поверхность, состоящую из плотно прилегающих друг к другу клеток, и располагается на мембране, которая удерживает эпителиальные клетки в определенном положении. Различают однослойный и многослойный эпителий. По мере необходимости многослойный эпителий может истончаться и переходить в однослойный: как, например, многослойный кожный эпителий, выстилающий наружный слуховой проход, переходит в однослойный кожный эпителий, покрывающий барабанную перепонку, или многослойный кожный эпителий, покрывающий наружную поверхность лица, переходит в однослойный эпителий, выстилающий ротовую полость и полость носа, глаза, ушей, внутренних органов.

Рис. 5. Схема строения эпителиальной ткани: А – простой сквамозный эпителий (мезотелий); Б – простой кубический эпителий; В – простой столбчатый эпителий; Г – реснитчатый эпителий; Д – переходный эпителий; Е – неороговевающий многослойный (плоский) сквамозный эпителий.

В покровном эпителии заканчиваются отростки чувствительных нервов, передающих в центральную нервную систему раздражения внешней среды: прикосновение, температуру, давление и боль (поверхностная чувствительность). В толще многослойного эпителия располагаются потовые железы, волосковые луковицы и капилляры. Питание клеток покровного эпителия осуществляется путем диффузии тканевой жидкости из подлежащей соединительной ткани. Многослойный эпителий может быть ороговевающим и неороговевающим.

Ороговевающиеся клетки многослойного эпителия превращаются в роговые чешуйки. По форме клетки эпителия могут подразделяться на плоские, кубические, призматические. У эпителиальных клеток выделяют базальную часть, обращенную в сторону базальной мембраны, и апикальную, обращенную в сторону покровного эпителия. В базальной части клетки располагается ядро, в апикальной – органеллы клетки, включения, в том числе секреторные гранулы у железистого эпителия. В ряде случаев на апикальной стороне эпительной клетки имеются выросты – реснички, располагающиеся в дыхательной системе, задерживающие пылевые частицы.

При повреждении эпителиального покрова клетки способны к делению, что обеспечивает заживление раны. Под многослойным кожным эпителием располагается подкожно-жировая клетчатка. Это специфические жировые клетки, в структуре которых имеются жировые включения. Эти клетки сохраняют тепловую энергию организма. На конечностях и на туловище может быть избыточное отложение жира.

У маленького ребенка кожные покровы очень нежные и легко травмируются, особенно в случаях плохого ухода за ними (так называемые «опрелости» в случаях длительного пребывания в мокрых пеленках), что способствует появлению воспаления, ран и инфицирования (нагноения).

Многослойный кожный эпителий в определенных участках истончается и переходит в однослойный эпителий и слизистую, которая выстилает все внутренние органы и ткани. Слизистая очень тонкая, легко ранимая под влиянием отрицательного воздействия, на ней появляются ссадины, участки воспаления, язвы или раны, полипы (спаянные листочки слизистой, спускающиеся в полость носа, кишечника, матки и др.), приводящие к разрастанию ткани (доброкачественные и злокачественные опухоли).

Соединительная ткань образована клетками и межклеточным веществом, в котором присутствует всегда значительное количество соединительнотканных волокон. Соединительная ткань имеет различное строение, расположение, выполняет различные функции: механические (опорные), трофические (питание клеток, кровь), защитные (фагоцитоз). В соответствии с особенностями строения и функцией межклеточного вещества и клеток выделяют собственно соединительную ткань, а также скелетные ткани и кровь.

Собственно соединительная ткань располагается между органами и тканями, заполняя промежутки между ними, подстилает эпителиальную ткань, сопровождает кровеносные сосуды. Собственно соединительная ткань подразделяется на 1) волокнистую соединительную ткань и 2) соединительную ткань со специальными свойствами (ретикулярную, жировую и пигментную).

Волокнистая соединительная ткань в свою очередь подразделяется на рыхлую и плотную, а последняя – на неоформленную и оформленную. Разделение обусловлено соотношением клеток и межклеточных, волоконных расположением соединительнотканных волокон.

Рыхлая волокнистая соединительная ткань (рис. 6) располагается вокруг кровеносных и лимфатических сосудов, периферических нервов и образует основу многих органов. Основными клеточными элементами являются фибробласты. Межклеточные структуры представлены коллагеновыми и эластичными волокнами, придающими соединительной ткани механические, прочностные, качества. Коллаген характеризуется большой механической прочностью. Эластичные волокна придают эластичность и растяжимость соединительной ткани. Жидкую часть основного вещества составляет тканевая жидкость.

Рис. 6. Строение рыхлой волокнистой соединительной ткани: 1 – макрофаг; 2 – фиброцит; 3 – плазмоцит (плазматическая клетка); 4 – липоцит (жировая клетка); 5 – кровеносный сосуд с эритроцитами; 6 – лейкоциты; 7 – тучные клетки; 8 – нервное волокно; 9 – фибробласт; 10 – эластическое волокно; 11 – коллагеновое волокно.

В рыхлой волокнистой соединительной ткани встречаются подвижные клеточные элементы – макрофаги и тучные клетки (тканевые базофилы), накапливающие в цитоплазме биологически активные элементы (гепарин, серотонин, дофамин), являющиеся регуляторами гомеостаза, выполняющие защитную функцию организма.

К соединительной ткани относятся также специализированные клетки, в том числе клетки крови (лейкоциты) и иммунной системы (лимфоциты и плазматические клетки). В рыхлой волокнистой соединительной ткани присутствуют также жировые и пигментные клетки.

Соединительная ткань со специальным назначением представлена ретикулярной, жировой, пигментной и слизистой тканями.

Ретикулярная (сетевидная) ткань состоит из ретикулярных клеток и волокон, располагается вокруг кровеносных сосудов и органов иммунной системы, создавая окружение для развивающихся в них клеток крови и лимфоидного ряда.

Жировая ткань состоит преимущественно из жировых клеток, выполняя трофическую, терморегулирующую и формообразующую функции. Жир синтезируется самими клетками, которые располагаются в подкожножировой клетчатке, в сальнике, в нервной системе и в других жировых депо. Специфической функцией жировой ткани является обмен веществ в клетках, поддерживая в них энергетический баланс. В случаях голодания жировой запас используется для поддержания жизнедеятельности организма.

Слизистая соединительная ткань в виде крупных отростчатых клеток и межклеточного вещества окружает пупочный канатик, охраняя его от сдавливания.

Пигментная соединительная ткань состоит из большого количества пигментных клеток, содержащих меланин, располагающаяся в радужке глаза, в коже (пигментные пятна).

Кровь является разновидностью соединительной ткани, имеющей жидкое межклеточное вещество – плазму, в которой расположены форменные элементы крови: эритроциты, лейкоциты и тромбоциты. Основной функцией крови является перенос кислорода и питательных веществ к органам и тканям организма и выведение продуктов обмена веществ. Плазма крови представляет собой жидкую часть соединительной ткани, в которой растворены различные белковые вещества (альбумины, глобулины, липопротеиды), соли, углеводы, ферменты, гормоны, витамины и другие необходимые организму вещества.