Возрастная физиология

Размещено на http://www.allbest.ru/

РЕФЕРАТ

ВОЗРАСТНАЯ ФИЗИОЛОГИЯ

Возрастная физиология - это наука, изучающая особенности процесса жизнедеятельности организма на разных этапах онтогенеза.

Она является самостоятельной ветвью физиологии человека и животных, в предмет которой входит изучение закономерностей становления и развития физиологических функций организма на протяжении его жизненного пути от оплодотворения до конца жизни.

В зависимости от того какой возрастной период изучает возрастная физиология выделяют: возрастную нейрофизиологию, возрастную эндокринологию, возрастную физиологию мышечной деятельности и двигательной функции; возрастную физиологию обменных процессов, сердечно-сосудистой и дыхательной систем, систем пищеварения и выделения, физиологию эмбрионального развития, физиологию детей грудного возраста, физиологию детей и подростков, физиологию зрелого возраста, геронтологию (науку о старении).

Основными задачами изучения возрастной физиологии являются следующие:

изучение особенностей функционирования различных органов, систем и организма в целом;

выявление экзогенных и эндогенных факторов, определяющих особенности функционирования организма в различные возрастные периоды;

определение объективных критериев возраста (возрастные нормативы);

установление закономерностей индивидуального развития.

Возрастная физиология тесно связана со многими разделами физиологической науки и, широко использует данные из многих других биологических наук. Так, для понимания закономерностей формирования функций в процессе индивидуального развития человека необходимы данные таких физиологических наук, как физиология клетки, сравнительная и эволюционная физиология, физиология отдельных органов и систем: сердца, печени, почек, крови, дыхания, нервной системы и т. д.

В то же время открываемые возрастной физиологией закономерности и законы базируются на данных различных биологических наук: эмбриологии, генетики, анатомии, цитологии, гистологии, биофизики, биохимии и др. Наконец, данные возрастной физиологии, в свою очередь, могут быть использованы для развития различных научных дисциплин. Например, важное значение имеет возрастная физиология для развития педиатрии, детской травматологии и хирургии, антропологии и геронтологии, гигиены, возрастной психологии и педагогики.

История и основные этапы развития возрастной физиологии

Научное изучение возрастных особенностей детского организма началось сравнительно недавно - во второй половине XIX в. Вскоре после открытия закона сохранения энергии физиологи обнаружили, что ребенок потребляет в течение суток ненамного меньше энергии, чем взрослый, хотя размеры тела ребенка намного меньше. Этот факт требовал рационального объяснения. В поисках этого объяснения немецкий физиолог Макс Рубнер провел изучение скорости энергетического обмена у собак разного размера и обнаружил, что более крупные животные в расчете на 1 кг массы тела расходуют энергии значительно меньше, чем мелкие. Подсчитав площадь поверхности тела, Рубнер убедился, что отношение количества потребляемой энергии пропорционально именно величине поверхности тела - и это неудивительно: ведь вся потребляемая организмом энергия должна быть выделена в окружающую среду в виде тепла, т.е. поток энергии зависит от поверхности теплоотдачи. Именно различиями в соотношении массы и поверхности тела Рубнер объяснил разницу в интенсивности энергетического обмена между крупными и мелкими животными, а заодно - между взрослыми и детьми. «Правило поверхности» Рубнера стало одним из первых фундаментальных обобщений в физиологии развития и в экологической физиологии. Этим правилом объясняли не только различия в величине теплопродукции, но также в частоте сердечных сокращений и дыхательных циклов, легочной вентиляции и объеме кровотока, а также в других показателях деятельности вегетативных функций. Во всех этих случаях интенсивность физиологических процессов в детском организме существенно выше, чем в организме взрослого. Такой сугубо количественный подход характерен для немецкой физиологической школы XIX в., освященной именами выдающихся физиологов Э.Ф.Пфлюгера, Г.Л.Гельмгольца и других. Их трудами физиология была поднята до уровня естественных наук, стоящих в одном ряду с физикой и химией. Однако русская физиологическая школа, хотя и уходила корнями в немецкую, всегда отличалась повышенным интересом к качественным особенностям и закономерностям. Выдающийся представитель русской педиатрической школы доктор Николай Петрович Гундобин еще в самом начале XX в. утверждал, что ребенок - не просто маленький, он еще и во многом не такой, как взрослый. Его организм устроен и работает иначе, причем на каждом этапе своего развития детский организм прекрасно приспособлен к тем конкретным условиям, с которыми ему приходится сталкиваться в реальной жизни. и идеи разделял и развивал замечательный русский физиолог, педагог и гигиенист Петр Францевич Лесгафт, заложивший основы школьной гигиены и физического воспитания детей и подростков. Он считал необходимым глубокое изучение детского организма, его физиологических возможностей.

Наиболее отчетливо центральную проблему физиологии развития сформулировал в 20-е годы XX в. немецкий врач и физиолог Э.Гельмрейх. Он утверждал, что различия между взрослым и ребенком находятся в двух плоскостях, которые необходимо рассматривать по возможности независимо, как два самостоятельных аспекта: ребенок как маленький организм и ребенок как развивающийся организм. В этом смысле «правило поверхности» Рубнера рассматривает ребенка только в одном аспекте - именно как маленький организм. Значительно более интересными представляются те особенности ребенка, которые характеризуют его как организм развивающийся. К одной из таких принципиальных особенностей относится открытое в конце 30-х годов Ильей Аркадьевичем Аршавским неравномерное развитие симпатических и парасимпатических влияний нервной системы на все важнейшие функции детского организма. И.А.Аршавский доказал, что симпатотонические механизмы созревают значительно раньше, и это создает важное качественное своеобразие функционального состояния детского организма. Симпатический отдел вегетативной нервной системы стимулирует активность сердечно-сосудистой и дыхательной систем, а также обменные процессы в организме. Такая стимуляция вполне адекватна для раннего возраста, когда организм нуждается в повышенной интенсивности обменных процессов, необходимой для обеспечения процессов роста и развития. По мере созревания организма ребенка усиливаются парасимпатические, тормозящие влияния. В результате снижается частота пульса, частота дыхания, относительная интенсивность энергопродукции. Проблема неравномерности гетерохронности (разновременности) развития органов и систем стала центральным объектом исследования выдающегося физиолога академика Петра Кузьмича Анохина и его научной школы. Им была в 40-е годы сформулирована концепция системогенеза, согласно которой последовательность разворачивающихся в организме событий выстраивается таким образом, чтобы удовлетворять меняющимся по ходу развития потребностям организма. При этом П.К.Анохин впервые перешел от рассмотрения анатомически целостных систем к изучению и анализу функциональных связей в организме. Другой выдающийся физиолог Николай Александрович Бернштейн показал, как постепенно в онтогенезе формируются и усложняются алгоритмы управления произвольными движениями, как механизмы высшего управления движениями распространяются с возрастом от наиболее эволюционно древних подкорковых структур головного мозга к более новым, достигая все более высокого уровня «построения движений». В работах Н.А.Бернштейна впервые было показано, что направление онтогенетического прогресса управления физиологическими функциями отчетливо совпадает с направлением филогенетического прогресса. Таким образом, на физиологическом материале была подтверждена концепция Э.Геккеля и А.Н.Северцова о том, что индивидуальное развитие (онтогенез) представляет собой ускоренное эволюционное развитие (филогенез).

Крупнейший специалист в области теории эволюции академик Иван Иванович Шмальгаузен также многие годы занимался вопросами онтогенеза. Материал, на котором И.И.Шмальгаузен делал свои выводы, редко имел прямое отношение к физиологии развития, но выводы из его трудов о чередовании этапов роста и дифференцировок, а также методологические работы в области изучения динамики ростовых процессов, выполненные в 30-е годы, и до сих пор имеют огромное значение для понимания важнейших закономерностей возрастного развития. В 60-е годы физиолог Акоп Арташесович Маркосян выдвинул концепцию биологической надежности как одного из факторов онтогенеза. Она опиралась на многочисленные факты, которые свидетельствовали, что надежность функциональных систем по мере взросления организма существенно увеличивается. Это подтверждалось данными по развитию системы свертывания крови, иммунитета, функциональной организации деятельности мозга. В последние десятилетия накопилось много новых фактов, подтверждающих основные положения концепции биологической надежности А.А.Маркосяна. На современном этапе развития медико-биологической науки также продолжаются исследования в области возрастной физиологии уже с использованием современных методов исследования. Таким образом, физиологическая наука располагает в настоящее время значительной многосторонней информацией, касающейся функциональной деятельности любой физиологической системы детского организма и его деятельности как целого.

Основные закономерности роста развития детей и подростков.

Основная особенность детского и подросткового возраста-- постоянно протекающий процесс роста и развития, в ходе которого осуществляется постепенное формирование взрослого человека. В течение этого процесса увеличиваются количественные показатели организма (размеры отдельных органов и всего тела), а также происходит совершенствование работы органов и физиологических систем, обеспечивающих возможность нормальной жизнедеятельности зрелого человека, основными моментами которой является трудовая деятельность и рождение здорового потомства. От того, как растет и развивается ребенок и подросток, во многом зависит его будущее и, следовательно, этот процесс от момента рождения ребенка и до завершения процессов роста и развития должен находиться под постоянным контролем врачей, родителей и педагогов. И хотя каждый ребенок совершенно индивидуален, некоторые закономерности роста и развития детей являются общими для всех. Развитие ребенка представляет собой безостановочный процесс, в котором все этапы медленных количественных изменений постепенно приводят к резким преобразованиям структур и функций детского организма. Нередко подобные изменения носят резкую скачкообразную форму. Нормальное протекание роста и развития ребенка и подростка свидетельствует о благоприятном состоянии его организма, отсутствии выраженных вредных влияний и, поэтому физическое развитие в этом возрасте является одним из ведущих признаков здоровья, от которого зависят и другие его показатели. Уровень достигнутого физического развития обязательно оценивается врачом при проведении медицинского осмотра и является необходимым критерием общей оценки состояния здоровья ребенка и подростка. Число показателей, определяющих физическое развитие человека, достаточно велико. Для целей медицинской и педагогической практики чаще всего используются относительно легко поддающиеся измерению показатели, называющиеся соматометрическими: длина тела, масса тела, окружность грудной клетки. При наружном осмотре тела выявляются соматоскопические показатели: форма грудной клетки, спины, стоп, осанка, состояние мускулатуры, жироотложение, эластичность кожи, признаки полового созревания. Для оценки функциональных возможностей организма используются физиометрические показатели -- жизненная емкость легких (ЖЕЛ), сила сжатия кисти рук (динамометрия). Все эти показатели учитываются при оценке физического развития детей и подростков, которая должна проводиться комплексно, с использованием всех указанных показателей. Для правильной оценки физического развития ребенка необходимо знать основные закономерности развития детей и подростов и возрастные особенности протекания этого процесса, что позволяет понять и объяснить деятельность отдельных органов и систем, их взаимосвязь, функционирование целостного организма ребенка в разные возрастные периоды и его единство с внешней средой.

Жизненный цикл человека условно делится на три этапа: созревание, зрелый возраст и старение. Провести хронологическую границу перехода организма от одного этапа к другому можно на основе изучения особенностей его роста и развития, взаимодействия с окружающей (в том числе и социальной) средой. Этап созревания характеризуется, прежде всего, достижением половой зрелости, способностью организма и возможностью выполнения детородной функции, что обеспечивает сохранение вида. В сохранении вида заключается биологический смысл индивидуального роста и развития любого живого существа, в том числе и человека. Однако было бы ошибкой судить о зрелости человека только по степени полового развития. Не менее важным признаком является готовность индивида к осуществлению социальных функций, трудовой и творческой деятельности, и в этом социально-общественный смысл его развития. Половое созревание наступает к 13-15 годам. Трудовая зрелость наступает гораздо позднее, обычно к окончанию обучения в школе или ПУ, т. е. в 17-18 лет. Она приходит только с приближением к завершению физического развития и приобретением опыта общественно-социальной активности. В настоящее время наблюдается расхождение во времени наступления половой и трудовой зрелости. Если половая зрелость в современных условиях наблюдается несколько раньше, то трудовая зрелость в условиях современного производства, требующего достаточно высокого уровня подготовки, наоборот, позднее. Поэтому хронологической границей полного созревания организма и наступления зрелости следует считать 20-21 год. Именно, к этому возрасту завершается не только процесс полного созревания и роста, но и накапливаются необходимые знания, формируются нравственные устои, т. е. создаются возможности для выполнения человеком и биологических, и социальных функций. На всем этапе созревания (от момента рождения до полной зрелости) рост и развитие организма протекают в соответствии с объективно существующими законами, главные из которых:

неравномерность темпа роста и развития,

неодновременность роста и развития отдельных органов и систем (гетерохронность),

обусловленность роста и развития полом (половой диморфизм),

генетическая обусловленность роста и развития,

обусловленность роста и развития факторами среды обитания детей,

исторические тенденции развития (акселерация, децелерация).

Неравномерность темпа роста и развития. Процессы роста и развития протекают непрерывно, носят поступательный характер, но их темп имеет нелинейную зависимость от возраста. Чем моложе организм, тем интенсивнее процессы роста и развития. Это наиболее наглядно отражают показатели суточного расхода энергии. У ребенка 1-3 мес. суточный расход энергии на 1 кг массы тела в день составляет 110-120 ккал, у годовалого -- 90-100 ккал. В последующие периоды жизни ребенка снижение относительного суточного расхода энергии продолжается. О неравномерности роста и развития свидетельствуют изменения длины тела детей и подростков. За первый год жизни длина тела новорожденного увеличивается на 47 %, за второй -- на 13 %, за третий -- на 9 %. В возрасте 4-7 лет длина тела ежегодно увеличивается на 5-7 %, а в возрасте 8-10 лет -- лишь на 3 %.

В период полового созревания отмечается скачок роста, в возрасте 16-17 лет наблюдается снижение темпов его прироста, а в 18-20 лет увеличение длины тела практически прекращается. Изменения массы тела, окружности грудной клетки, а также развитие отдельных органов и систем в целом происходят неравномерно. Неравномерность темпа роста и развития организма на этапе созревания является общей закономерностью. Однако в этот период проявляются и некоторые индивидуальные особенности. Встречаются индивидуумы, темп развития которых ускорен, и по уровню зрелости они опережают свой хронологический (календарный) возраст. Возможно и обратное соотношение. В связи с этим термин «возраст ребенка» должен конкретизироваться: хронологический или биологический. Разница между хронологическим и биологическим возрастом может достигать 5 лет. Дети с замедленным темпом биологического развития могут составлять 10-20 %. Таких детей чаще всего выявляют перед поступлением в школу или во время обучения. Отставание биологического возраста у детей проявляется снижением большинства показателей физического развития по сравнению со средневозрастными и сочетается с более частыми отклонениями в опорно-двигательном аппарате, нервной и сердечно-сосудистой системах. Школьники с замедленным темпом биологического развития менее активны на уроках. У них отмечаются повышенная отвлекаемость и неблагоприятный тип изменения работоспособности. В ходе учебного процесса выявляется более выраженное напряжение зрительного, двигательного анализатора и сердечно-сосудистой системы. Наиболее выраженные изменения работоспособности и состояния здоровья наблюдаются у детей с резким отставанием биологического возраста (разница 3 года и более). Ускоренный темп индивидуального развития ребенка приводит к опережению биологического возраста по сравнению с хронологическим. «Опережающее» развитие встречается в коллективах учащихся реже, чем «отстающее». Ускоренное развитие наблюдается чаще у девочек. У школьников с ускоренным темпом индивидуального развития работоспособность ниже, чем у детей, биологический возраст которых соответствует календарному. Среди них больше лиц, страдающих гипертензией и хроническим тонзиллитом, у них выше показатели заболеваемости, чаще и резче проявляются функциональные отклонения. Наибольшая частота отклонений от биологического возраста выявляется среди подростков.

Таким образом, индивидуальные отклонения темпов роста и развития ребенка от средневозрастных обусловливают несоответствие биологического возраста хронологическому, что как в случае опережения, так и особенно отставания требуют внимания со стороны врачей и родителей. Критерии биологического возраста: уровень окостенения скелета, сроки прорезывания и смены зубов, появление вторичных половых признаков, начало менструаций, а также морфологические показатели физического развития (длина тела и ее погодовые прибавки). С возрастом степень информативности показателей биологического возраста меняется. От 6 до 12 лет основными показателями развития являются число постоянных зубов («зубной возраст») и длина тела. Между 11 и 15 годами наиболее информативны показатели годовой прибавки длины тела, а также степень выраженности вторичных половых признаков и возраст наступления менструаций у девочек. В 15 лет и позднее очень важным показателем развития становится появление вторичных половых признаков, а показатели длины тела и развития зубов утрачивают информативность. Уровень окостенения скелета определяется с помощью рентгенографических исследований только при наличии особых медицинских показаний -- при резко выраженных нарушениях развития. Неодновременность роста и развития отдельных органов и систем (гетерохронность). Процессы роста и развития протекают неравномерно. Каждому возрасту свойственны определенные морфофункциональные особенности. Организм ребенка рассматривается как единое целое, однако рост и развитие его отдельных органов и систем происходят неодновременно (гетерохронно). Избирательное и ускоренное созревание обеспечивается за счет тех структурных образований и функций, которые обусловливают выживаемость организма. В первые годы жизни ребенка преимущественно увеличивается масса головного и спинного мозга, что нельзя считать случайным: идет интенсивное формирование функциональных систем организма. Через нервную систему осуществляется связь организма с внешней средой: образуются механизмы адаптации к постоянно меняющимся условиям, создаются оптимальные условия для приема информации и произведения интегративных действий. В противоположность этому лимфатическая ткань в первые годы жизни не развивается, ее рост и формирование происходят в возрасте 10-12 лет. Лишь после 12 лет идут интенсивное развитие половых органов и становление детородной функции. Темпы роста отдельных частей тела также различны. В процессе роста меняются пропорции тела, и ребенок из относительно большеголового, коротконогого и длиннотуловищного постепенно превращается в малоголового, длинноногого и короткотуловищного. Таким образом, интенсивное развитие и окончательное формирование отдельных органов и систем происходят не параллельно. Существует определенная очередность роста и развития тех или иных структурных образований и функций. При этом в период интенсивного роста и развития функциональной системы наблюдается ее повышенная чувствительность к действию специфических факторов. В период интенсивного развития мозга отмечается повышенная чувствительность организма к недостатку белка в пище; в период развития речедвигательных функций -- к речевому общению; в период развития моторики -- к двигательной активности. Способность организма ребенка к конкретным видам деятельности, его устойчивость к разнообразным факторам окружающей среды определяются уровнем созревания соответствующих функциональных систем. Так, ассоциативные отделы коры головного мозга, обеспечивающие его интегральную функцию и готовность к обучению в школе, созревают постепенно в ходе индивидуального развития ребенка к 6-7 годам. В связи с этим форсированное обучение детей в раннем возрасте может отразиться на их последующем развитии. Система, обеспечивающая транспортировку кислорода к тканям, развивается также постепенно и достигает зрелости к 16-17 годам. Учитывая это, гигиенисты предписывают ограничение физических нагрузок детям. Только в подростковом возрасте по достижении морфофункциональной зрелости сердечно-сосудистой и дыхательной систем допускаются длительное выполнение больших физических нагрузок и развитие выносливости. Таким образом, функциональная готовность к отдельным видам учебной, трудовой и спортивной деятельности формируется неодновременно, поэтому должны нормироваться дифференцированно и виды деятельности, и воздействие факторов окружающей среды на различные анализаторы или функциональные системы. Гигиеническая норма на протяжении всего этапа созревания организма меняется в соответствии с изменением возрастной чувствительности к действию фактора. Гетерохронность роста и развития отдельных органов и систем является научной основой дифференцированного нормирования факторов окружающей среды и деятельности детей и подростков.

Обусловленность роста и развития полом (половой диморфизм).

Половой диморфизм проявляется в особенностях обменного процесса, темпа роста и развития отдельных функциональных систем и организма в целом. Так, мальчики до начала полового созревания имеют более высокие антропометрические показатели. В период полового созревания это соотношение меняется: девочки по показателям длины и массы тела, окружности грудной клетки превосходят своих сверстников. Наблюдается перекрест возрастных кривых этих показателей. В 15 лет интенсивность роста у мальчиков возрастает, и мальчики по своим антропометрическим показателям вновь опережают девочек. Образуется второй перекрест кривых. Этот двойной перекрест кривых возрастного изменения показателей физического развития характерен для нормального физического развития. Одновременно наблюдается неодинаковый темп развития многих функциональных систем, особенно мышечной, дыхательной и сердечно-сосудистой. Например, сила кисти руки или мышц -- разгибателей спины у мальчиков всех возрастов выше, чем у их сверстниц. Различия имеются не только в физической работоспособности, но и в психофизиологических показателях. возрастной физиология организм ребёнок

И так, наряду с общими для обоих полов закономерностями роста детей и подростков существуют различия в темпах, сроках и показателях роста и развития мальчиков и девочек. Половой диморфизм учитывается при нормировании физических нагрузок, организации образовательного процесса. Половые различия в росте и развитии организма имеют важное значение при профессиональной ориентации школьников, спортивном отборе и подготовке юных спортсменов. Отечественная гигиеническая наука развивает концепцию о соответствии, прежде всего, учебных нагрузок функциональным возможностям растущего организма и целесообразности его тренировки с целью охраны и укрепления здоровья. В соответствии с этим в нашей стране разрабатываются нормативы деятельности на основе возрастно-полового принципа и даются рекомендации по разумной тренировке растущего организма с тем, чтобы способствовать увеличению его резервных способностей и более полному использованию физических возможностей организма, заложенных природой.

Внутри утробный этапы развития.

Во внутриутробном развитии человека условно выделяют три периода:

1 Период имплантации длится от момента оплодотворения до 2 недель. Для этого периода характерно быстрое планомерное дробление оплодотворенной яйцеклетки, продвижение ее по маточной трубе к полости матки; имплантация (прикрепление зародыша и внедрение в слизистую оболочку матки) на 6-7-й день после оплодотворения и дальнейшее формирование плодных оболочек, создающих необходимые условия для развития зародыша. Они обеспечивают питание (трофобласт), создают жидкую среду обитания и механическую защиту (жидкость плодного пузыря).

2 Эмбриональный период длится с 3-й по 10-12-ю недели беременности. В этот период образуются зачатки всех важнейших органов и систем будущего малыша, происходит формирование туловища, головы, конечностей. Идет развитие плаценты -- важнейший орган беременности, разделяющий два кровотока (матери и плода) и обеспечивающий обмен веществ между матерью и плодом, защиту его от инфекционных и других вредных факторов, от иммунной системы матери. В конце этого периода эмбрион становится плодом, имеющим похожую на ребенка конфигурацию.

3 Плодный период начинается с 3-го месяца беременности и заканчивается рождением ребенка. Питание и обмен веществ плода осуществляется через плаценту. Происходит быстрый рост плода, формирование тканей, развитие органов и систем из их зачатков, формирование и становление новых функциональных систем, обеспечивающих жизнь плода в утробе матери и ребенка после рождения.

После 28-й недели беременности у плода начинает формироваться запас ценных веществ, необходимых в первое время после рождения -- соли кальция, железа, меди, витамин В12 и др. Происходит созревание сурфактанта, обеспечивающего нормальную функцию легких. На внутриутробное развитие воздействуют различные факторы окружающей среды. Наиболее значимое влияние они оказывают на органы, которые в момент воздействия наиболее интенсивно развиваются.

Постнатальный период

Постнатальный период - этап онтогенеза, в процессе которого растущий организм начинает приспосабливаться к влиянию внешней окружающей среды.

Постнатальный период проходит три периода развития:

1. Ювенильный (до полового созревания)

2. Зрелый (или пубертатный, взрослое половозрелое состояние)

3. Синильный (старость) периоды.

У человека постнатальный период условно разделяют на 12 периодов (возрастная периодизация):

1. Новорожденные - от рождения до 10 дней

2. Грудной возраст - от 10 дней до 1 года

3. Раннее детство - от 1 года до 3 лет

4. Первое детство - от 4 лет до 7 лет

5. Второе детство - 8 - 12 лет (мальчики), 8 - 11 лет (девочки)

6. Подростковый возраст - 13 - 16 лет (мальчики), 12 - 15 лет (девочки)

7. Юношеский период - 17 - 18 лет (юноши), 16 - 18 лет (девушки)

8. Зрелый возраст, I период: 19 - 35 лет (мужчины), 19 - 35 лет (женщины)

9. Зрелый возраст, II период: 36 - 60 лет (мужчины), 36 - 55 лет (женщины)

10. Пожилой возраст - 61 - 74 года (мужчины), 56 - 74 года (женщины)

11. Старческий возраст 75 - 90 лет (мужчины и женщины)

12. Долгожители - 90 лет и старше.

Размещено на Allbest.ru