Общие закономерности роста и развития (стр. 1 из 3)

Лекция 3(5,6)

5. Общие закономерности роста и развития.

Организму человека, как и любому живому организму, присущи рост и развитие.

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 дифференцировочных 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. Наименее специализи­рованной можно считать зиготу — зародышевую клетку, образу­ющуюся в результате слияния материнской яйцеклетки с отцов­ским сперматозоидом. Первые этапы развития зиготы представляют собой про­стое увеличение числа неотличимых друг от друга клеток — сначала зигота делится на 2, потом каждая из них еще на 2, т.е. обра­зуется 4 клетки, затем — 8, 16, 32 и т.д. Эти эмбриональные клет­ки называются бластомерами, они похожи, как две капли воды. Однако уже на стадии 32 бластомеров начинают выявляться неко­торые особенности отдельных клеток, связанные с их местополо­жением.

В последние десятилетия убедительно показано, что дифференцировочные процессы не заканчиваются во внутриутробном периоде: многие ткани организма продолжают развиваться, в том числе и путем дифференцировочных процес­сов, вплоть до завершения полового созревания. Особенно дли­телен период созревания возбудимых тканей — нервной и мы­шечной.

Ростовые процессы ве­дут, как правило, к количественным, пропорциональным из­менениям. Дифференцировочные процессы могут приводить к появлению качественных, непропорциональных изменений в деятельности физиологических систем организма.

Энергетические затраты в процессе роста и развития. Даже в период самого интенсивного роста на процессы роста расходуется не более 4—5 % суточного потребления энергии. Видимое глазу изменение размеров и пропорций тела на самом деле представляет собой достаточно легко (с точки зрения энергетики организма) реализуемый процесс. Совершен­но иначе обстоит дело с дифференцировочными процессами, оп­ределяющими динамику качественного развития организма. Ко­личество синтезов, которые протекают в процессе дифференцировок, возможно, не столь велико, но их энергетическая «цена» намного выше. Это связано с тем, что в процессе ростовых синте­зов используются уже готовые, отработанные пути метаболизма, тогда как дифференцировочные процессы требуют организации новых метаболических путей.

Количественные и качественные изменения в деятельности фи­ зиологических систем. Все физиологические функции так или иначе связаны с раз­мерами тела. Но при этом часть из них меняется в онтогенезе пропорционально изменениям массы тела, тогда как другие ме­няются пропорционально изменениям площади поверхности тела. Если же в ходе развития та или иная функция демонстрирует непропорциональное массе или площади поверхности измене­ние, то это свидетельствует о качественном преобразовании ме­ханизмов реализации данной функции.

Чередование периодов роста и дифференцировки служит ес­тественным биологическим маркером этапов возрастного разви­тия, на каждом из которых организм имеет специфические осо­бенности. Иными словами, этапы онтогенеза — не абстракция, а совершенно реальная последовательность событий, неизменно повторяющаяся в процессе развития каждого индивидуума.

Рост и развитие протекают тем интенсивнее, чем моложе ребенок: рост при рождении удваивается к 4,5-5 годам; утраивается к 14-15 го­дам; в младшем школьном возрасте длина тела увеличивается в среднем на 4-5 см. В период полового созревания величина годового прироста длины — 6-8 см.

В основе — закономерность скачкообразности развития , когда постепенное накопление количественных изменений в определенный момент переходит в новое качественное состояние (появление совер­шенной координации движений, более повышенного внимания, ин­тереса к окружающему).

Понятие о «скачке роста». В тех случаях, когда во множестве различных тканей организма одновременно наблюдаются росто­вые процессы, отмечаются феномены так называемых «скачков роста». В первую очередь это проявляется в резком увеличении продольных размеров тела за счет увеличения длины туловища и конечностей.

В постнатальном онтогенезе человека такие «скачки» наиболее ярко выражены

в первый год жизни (1,5-кратное уве­личение длины и 3—4-кратное увеличение массы тела за год, рост преимущественно за счет удлинения туловища),

в возрасте 5—6 лет (так называемый «полуростовый скачок», в результате которого ребенок достигает примерно 70 % длины тела взросло­го, рост преимущественно за счет удлинения конечностей), а также

в 13—15 лет (пубертатный скачок роста как за счет удлинения туловища, так и за счет удлинения конечностей).

Впервые о скачке роста стало известно из исследований графа Ф. де Монбейяра, который в 1759—1777 гг. наблюдал за развитием своего сына, взвешивая его каждые полгода.

В результате каждого скачка роста существенно меняются пропорции тела, все более при­ближаясь к взрослым. Кроме того, количественные измене­ния, выражающиеся в увеличении длины тела и изменении его пропорций, обязательно со­провождаются качественными изменениями функционирования важнейших физиологических систем , которые должны «настро­иться» на работу в условиях новой морфологической ситуации.

Гетерохронность (от греч. — другой, — время) — рост и развитие всех органов и физиологических систем организма детей и подростков происходит гетерохронно (то есть не одновременно и неравномерно). Порядок развития и совершенствования органов зависит от их «нужности» и «полезности» для организма ребенка. Так, например, сердце начинает работать на 3-й неделе пренатального развития, а почки формируются значительно позднее и вступают в действие только у новорожденного ребенка.

П. К.Анохин: «Гетерохрония является специальной закономернос­тью, состоящей в неравномерном развертывании наследственной ин­формации. Благодаря этой наследственно закрепленной особенности созревания обеспечивается основное требование выживания новорож­денного гармоническое соотношение структуры и функции данного новорожденного организма с внезапно возникающим воздействием на него экологических факторов».

Особенности развития человека

■ у человека периоды ускоренного роста чередуются с их замедле­нием;

■ в первый год жизни и в период полового созревания идет наиболее интенсивный рост и развитие организма;

■ во время роста изменяется соотношение длины головы и тела. У новорожденного оно составляет 1:4, у взрослого — 1:8;

■ для развития мышления и двигательной активности очень важен период от 2 до 4 лет. «Маугли» — возвращенные в общество до это­го периода — развиваются до нормального человека, а после этого периода — не могут стать полноценными людьми.

В росте и развитии детей выделяют:

■ первый период вытягивания — первый год жизни, длина тела ре­бенка возрастает на 25см, а его масса увеличивается на 6-7кг;

■ первый период округления — 1-3 года, темпы развития снижа­ются;

■ второй период вытягивания — 5-7 лет — новое нарастание темпов роста, прирост тела 7-10см;

■ второй период округления — 7-10лет — замедление роста;

■ третий период вытягивания — с11-12до15-16 лет — возрастание темпов физического развития в период полового созревания;

■ в последующие годы темпы физического развития снижаются. Рост у женщины останавливается к 18-22 годам, у мужчин — к 20-25годам.

Темпы полового развития и биологически обусловленная продолжительность жизни. Некото­рые представители вида Homosapiens доживают в определенных условиях до 130—140 лет, сохраняя ясность мыслей и относитель­ную трудоспособность. По мнению ряда энтузиастов, человек, если бы не был подвержен каким-то заболеваниям и порокам, мог бы жить до 200 и более лет. Надо признать, что, как ни привлека­тельны эти концепции, они не основаны на современном науч­ном знании. Для млекопитающих, к которым относится и человек, харак­терна такая закономерность: средняя продолжительность жизни примерно в 5 раз больше, чем возраст наступления половой зре­лости. По-видимому, это соотношение установилось в процессе естественного отбора как наиболее адекватное задачам популяционной репродукции. Отсюда следует, что естественный предел продолжительности жизни человека составляет примерно 16 х 5 = 80 лет. Всякий, кто живет дольше этого срока, с полным основанием может считать­ся долгожителем.

Продолжительность жизни детерминирована геномом. На концах хромосомы имеются участки – теломеры , длина которых укорачивается с каждым делением. Для каждой клетки предусмотрено своё количество делений.

Следует подчеркнуть, что все приведенные выше рассуждения имеют смысл только на популяционном уровне и никак не отно­сятся к индивидуальным особенностям темпов биологического созревания. Специальные исследования не выявили значимых кор­реляций между скоростью полового созревания и временем жиз­ни у отдельных людей. Жители южных стран обычно достигают половой зрелости на 1—2 года раньше, чем северяне, но это не значит, что они живут на 5—10 лет меньше.