47804

Вікова фізіологія. Опорний конспект лекцій

Конспект

Биология и генетика

Навпаки в наркоманів та алкоголіків біологічний годинник набагато випереджає хронологічний: зовні вони виглядають на 10 років старшими за свій вік мають мляву мускулатуру опущені плечі ледве пересуваються; пам’ять та інші розумові процеси сповільнені емоції знебарвлені. На відміну від паспортного віку де міжвіковий інтервал дорівнює одному рокові біологічний або анатомофізіологічний вік обіймає ряд років життя людини протягом яких відбуваються певні біологічні зміни. Формування людського організму продовжується після...

Украинкский

2013-12-03

10.52 MB

252 чел.

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ В УКРАЇНІ

Волинський державний університет імені Лесі Українки

Біологічний факультет

Кафедра фізіології людини і тварин

Дмитроца О.Р., Швайко С.Є.

ВІКОВА ФІЗІОЛОГІЯ

Опорний конспект лекцій

Луцьк – 2010

УДК 612.014 (042)3

ББК 28.073 я 73 – 1

В 43

Рецензенти:  

Білецька М.Г.,  кандидат біологічних наук, доцент кафедри

зоології Волинського державного університету

імені Лесі Українки

Вержбицька О.М., кандидат медичних наук, лікар функціональної

діагностики Волинського обласного дитячого

територіального медичного об’єднання

Рекомендовано до друку вченою радою

Волинського державного університету імені Лесі Українки

(протокол № 11 від 31 травня  2007 р.)

Дмитроца О.Р., Швайко С.Є.

В 43  Вікова фізіологія: Опорний конспект лекцій. – Луцьк –

Посібник побудовано як курс лекцій з урахуванням завдань навчального курсу „Вікова фізіологія”, передбачених програмою вищих навчальних закладів. У методичному виданні на основі сучасних досягнень науки висвітлюються основні закономірності індивідуального розвитку людського організму. Показано вплив спадковості та факторів зовнішнього середовища на ріст та розвиток людини. Крім того, до кожної теми подані запитання для самоконтролю та словник термінів.

Посібник пропонується  для студентів природничих спеціальностей вищих навчальних закладів.

УК 612.014 042)3

ББК 28.073 я 73 – 1

Дмитроца О.Р., Швайко С.Є., 2010

Волинський державний університет імені Лесі Українки

ЗМІСТ

ВСТУП

Предмет вікової фізіології. Фізіологія наука про функції або процеси життєдіяльності, які відбуваються в живому організмі та мають пристосувальне значення.

Сучасна фізіологія внаслідок наукового прогресу та постійної диференціації представлена складним комплексом загальних та спеціальних наукових дисциплін: загальна фізіологія, порівняльна та еволюційна фізіологія, фізіологія людини, фізіологія тварин, вікова фізіологія і т.д.

Вікова фізіологія – це самостійна наука, завданням якої є вивчення закономірностей становлення і розвитку фізіологічних функцій організму в процесі онтогенезу.

Онтогенез це індивідуальний розвиток організму з моменту запліднення до смерті. В онтогенезі людини виділяють два відносно самостійні етапи розвитку: пренатальний і постнатальний (схема 1.). Перший розпочинається з моменту запліднення і триває до народження дитини; другий – від моменту народження до завершення індивідуального життя (смерті).

Схема 1. Періоди онтогенезу

Зв’язок вікової фізіології з іншими науками. Вікова фізіологія безпосередньо пов’язана з багатьма розділами фізіологічної науки і широко використовує дані багатьох біологічних наук: ембріології, генетики, анатомії, цитології, гістології, біофізики, біохімії та ін. Так, для розуміння закономірностей формування функцій у процесі індивідуального розвитку людини необхідні дані таких фізіологічних наук, як фізіологія клітини, фізіологія окремих органів і систем: серця, печінки, нирок, крові, дихання, нервової системи і т.д.

Дані вікової фізіології, в свою чергу, можуть бути використані для розвитку різних наукових дисциплін. Наприклад, важливе значення має вікова фізіології для розвитку педіатрії, дитячої травматології та хірургії, антропології та геронтології, гігієни, вікової психології та педагогіки.

Методи вивчення вікової фізіології. Вікова фізіологія наука експериментальна. Вчені, що займаються проблемами вікової фізіології, користуються трьома основними методами наукового дослідження: спостереженням, природнім та лабораторним експериментами.

Метод спостереження є основним у пізнанні навколишньої дійсності та широко використовується в будь-якому науковому дослідженні. Проте, взятий ізольовано від методів лабораторного та природного експериментів, він не дозволяє розкрити істотність фізіологічних явищ та процесів в організмі дитини, що росте. Перевагою експерименту перед пасивним спостереженням є те, що експериментатор для вивчення фізіологічного явища або процесу підбирає або штучно створює спеціальні умови, в яких найбільш повно проявляються кількісні та якісні характеристики цих явищ та процесів.

Природній експеримент є проміжною формою між спостереженням та лабораторним експериментом. Він проводиться у звичайних (природних) умовах життєдіяльності організму, лише відповідно до поставлених мети та завдань дослідження. Так, для встановлення змін зору в учнів упродовж навчальної діяльності, визначають у них функціональні особливості зору до початку шкільних занять та в кінці навчального дня, тобто в природних умовах їх навчальної діяльності.

Метод лабораторного експерименту відрізняється від природного тим, що дослідник здійснює вивчення будь-якої функції організму в спеціально організованих умовах. Активно змінюючи ці умови, можливо цілеспрямовано викликати те чи інше фізіологічне явище, або процес, та визначати його кількісні та якісні характеристики.

У віковій фізіології широко використовується метод функціональних навантажень, або проб, що є різновидом лабораторного експерименту. Вивчення функцій у цьому випадку здійснюють з допомогою дозованих функціональних навантажень шляхом зміни інтенсивності або тривалості певного подразника. При цьому як фізіологічний показник в залежності від завдання та мети дослідження можуть вивчатись будь-які функції організму.

У фізіологічному експерименті використовують найрізноманітніші функціональні проби: проби із затримкою дихання, температурні подразнення, зміни положення тіла у просторі (так звані ортостатичні проби) і т.д. Досить поширеним є дозовані фізичні та розумові навантаження. Наприклад, реєструють частоту серцевих скорочувань (ЧСС) у підлітка в спокої, потім після пробігу 100 м визначають даний показник з оцінкою пристосувальних (адаптивних) можливостей серцево-судинної системи обстежуваного до даного фізичного навантаження. Як дозовані розумові навантаження використовують вирішення впродовж певного часу арифметичних задач або прикладів. У таких випадках в обстежуваних також визначають фізіологічні показники до і після навантаження. В результаті можна визначити у школярів рівень розумової працездатності та стійкості до розумової втоми.

Всі методи вікової фізіології використовуються у тісному взаємозв’язку з так званими методами „поперечних” та „повздовжніх” зрізів.

Метод  „поперечних зрізів”  необхідний вченим для створення „вікових норм” для тих чи інших функцій дітей та підлітків, що пов’язано з досліджуванням великих груп обстежуваних різного віку та статі та встановленням для кожної групи найбільш типових, тобто середніх, рівнів функціонального розвитку (наприклад, визначення частоти серцевих скорочень у хлопців та дівчат різних вікових груп).

Метод „поперечних зрізів” дозволяє здійснити порівняння індивідуальних особливостей розвитку функції дітей та підлітків з усередненими даними, що характерні для даної підгрупи. Однак, при такому підході створюються труднощі для діагностики та прогнозу індивідуального розвитку функцій.

Недоліки методу „поперечних зрізів” дозволяє подолати метод „повздовжніх досліджень” (метод довжинника). Суть даного методу полягає в проведенні обстежень на одних і тих же обстежуваних у процесі їх індивідуального розвитку. Так, використовуючи цей метод, можна прослідкувати розвиток функцій зору одного і того ж обстежуваного від народження до зрілості.

У віковій фізіології важливим є метод телеметрії, що дозволяє з допомогою легких передаючих радіотехнічних приладів реєструвати деякі функції дитячого організму на віддалі. Метод телеметрії дозволив отримати цінну фізіологічну інформацію про функції організму дітей та підлітків у природних умовах: в грі, навчанні, трудовій та спортивній діяльності. Це дозволяє більш ефективно використовувати дані вікової фізіології для оптимізації процесів навчання та виховання дітей.

При експериментальних досліджуваннях у віковій фізіології широко застосовують хронічні та гострі  досліди на тваринах.

У гострих дослідах, які проводять тільки на тваринах, фізіологічні процеси вивчають під час хірургічних операцій. У хронічних – спочатку за допомогою хірургічних втручань роблять доступ до того органа чи тканини, що цікавить дослідника, встановлюють датчики, які дають змогу вимірювати різні фізіологічні процеси, і тільки після видужання тварини проводять дослідження. Крім того, існує багато хронічних дослідів, які не потребують хірургічних втручань. Зміни фізіологічних процесів у цих дослідах вивчаються за допомогою датчиків, встановлених на поверхні тіла людини або тварини. Хронічні методи дослідження мають переваги над гострими, адже при цьому фізіологічний процес вивчається в природних умовах і протягом тривалого часу.

Гострі та хронічні досліди необхідні як для більш глибокого вивчення фізіологічних явищ та процесів, так і у випадках, коли застосоване подразнення може здійснити на організм шкідливий вплив. При цьому дані експериментів використовують при вивченні функцій людини з великою обережністю. Особливо це стосується тих функціональних особливостей, еволюція яких у людини здійснювалась якісно іншим шляхом. Мова перш за все йде про вищу нервову діяльність та функціональні особливості опорно-рухової системи.

Проведення експериментальних досліджень у віковій фізіології здійснюється з допомогою найскладнішої оптичної, радіотехнічної, електронної апаратури, комп’ютерної томографії, що дозволяють одночасно вивчати десятки різноманітних функцій. Такий методичний підхід можна назвати комплексним. У зв’язку з цим виникла необхідність у своєчасній фіксації та математичній обробці результатів дослідження, що стало можливим із застосуванням електронно-обчислювальної техніки та математичної статистики.

Розвиток вікової фізіології. Розвиток наук анатомії та фізіології бере початок з античного світу. Славнозвісний лікар античної медицини Гіппократ (V ст. до н.е.) зберігає віками почесне ім’я „батька медицини“, висвітливши своїми працями шляхи вивчення людини, план її дослідження, завдання діагнозу, припущення, терапії.

Починаючи з Х-ХП ст., монахи-цілителі лікарського монастиря, що існував при Києво-Печерській лаврі, передавали медичні знання, зокрема анатомічні та фізіологічні, від покоління до покоління. Після організації Києво-Могилянської академії (1694 р.) в Україні розпочалася підготовка кадрів, які багато зробили для розвитку анатомії на науковій основі.

Засновником наукової анатомії був професор Падуанського університету Андреас Везалій (1514–1564), який на підставі численних розтинів трупів у 1543 р. видав книжку „Про будову людського тіла“ з систематизованим описом органів тіла людини.

Виникнення функціонального напряму в анатомії пов’язано з ім’ям Уїльяма Гарвея (1578–1657), який на підставі проведених спостережень та експериментів у 1628 р. видав свою знамениту працю „Анатомічне дослідження про рух серця і крові у тварин“, в якій  описав схему кровообігу від серця через артерії і до серця через вени. Це відкриття стало початком розвитку фізіології як науки. Згодом (1661) Марчело Мальпігі (1628–1694) на підставі мікроскопічних досліджень дійшов висновку, що артерії та вени з’єднуються між собою капілярами, довівши цим правильність уявлень про існування замкнутої системи кровообігу.

Розвитку анатомії та фізіології в XVII–XVIII ст. допомагали легалізований в ряді країн розтин трупів, поширення досконалих методів дослідження, відкриття університетів у країнах Європи, введення анатомічної термінології. Серед вчених-анатомів цього періоду слід відзначити Ф. Рюйша (1638–1731), який першим організував постійний музей анатомічних препаратів, удосконалив бальзамування трупів тощо.

У Росії анатомія починає свій розвиток за Петра І. Поштовх до розвитку вчення про здоров’я дітей дав геніальний російський вчений-енциклопедист М.В. Ломоносов (1711–1765 pp.), який першим звернув увагу на надзвичайно високу смертність серед дітей.

У 1834 р. у Петербурзі відкрито перший шпиталь для дітей. Це сприяло глибокому вивченню патології дитячого віку і виділенню серед лікарів спеціалістів-педіатрів. Основоположником вітчизняної педіатрії як науки вважається Степан Хомич Хотовицький (1796–1885 pp.). Ґрунтуючись на великому власному досвіді й обізнаності у світовій літературі, він написав перший посібник „Педіатрика“ (1847). Свій посібник С.Х. Хотовицький побудував на глибокому знанні анатомії і фізіології дитячого організму. В ньому він доводив, що в процесі розвитку в організмі дитини відбуваються зміни не лише кількісного, а й якісного характеру. Вчений подав чіткий опис різних форм патології дитини, детально обґрунтував засоби запобігання їх, способи догляду, дієту дітей раннього віку.

У розвитку педіатрії велика роль належить професору Московського університету Н.Ф. Філатову (1817–1902 pp.), авторові багатьох визначних праць з педіатрії, зокрема посібника „Семіотика і діагностика дитячих хвороб“ (1890).

На початку ХХ ст. сформувалася нова самостійна фізіологічна дисципліна – вікова фізіологія. Одночасно виділився її спеціальний розділ – фізіологія дітей та підлітків. Важливу роль у формуванні цього розділу належить російському педіатру та фізіологу М.П. Гундобіну (1860 – 1908), який узагальнив багаточислені дослідження в галузі анатомії та фізіології дитячого організму в монографії „Особливості дитячого організму“ (1906).

У кінці XIX – початку XX в. інтенсивно досліджувалися питання статевого розвитку дітей і підлітків (Н.В. В’яземський, В.М. Бехтерєв, В.Я. Канель і ін.), медико-біологічні проблеми стомлення і розумової працездатності школярів (А.С. Віреніус, А.В. Владимирський та ін.); детально розроблялася проблема фізичного виховання дітей (П.Ф. Лестгафт). У подальші роки одержали розвиток наукові дослідження у галузі медико-біологічних проблем шкільної педагогіки, були створені науково-дослідні інститути та лабораторії, що займаються питаннями фізіології дитячого організму, з’явилися фізіологічні школи з онтогенетичною спрямованістю (А.Г. Іванов-Смоленський, М.І. Красногорський, А.В. Нагірний, И.А. Аршавський, А.А. Маркосян та ін.).

Особливе значення для виявлення фізіологічної основи процесів навчання і виховання мало вивчення закономірностей не тільки фізичного, але і психологічного розвитку дитини. Починаючи з робіт М.І. Красногорського (1907), увага багатьох фізіологів була спрямована на вивчення функціональних особливостей мозку і вищої нервової діяльності дітей і підлітків (В.М. Бехтерєв, Н.А. Щелованов, А.Г. Іванов-Смоленський, Н.И. Касаткін, Л.А. Орбелі, А.Р. Лурія, Н.А. Кабанов, А.А. Волохов, М.М. Кольцова й ін.), на розвиток механізмів відчуття та сприйняття, процесів уваги і пам’яті, мови і мислення (В.М. Бехтерев, А.Г. Іванов-Смоленський, Е.Л. Голубєва, Н.І. Касаткін, И.А. Аршавський, К.В. Шулейкіна, Г.М. Нікітіна, А.А. Маркосян, Д.А. Фарбер, Н.В. Дубровинська).

Особливо слід відмітити діяльність видатного анатома, фізіолога, клініциста та педагога В.М. Бехтерєва (1857–1927). Значну кількість його робіт було присвячено вивченню матеріальних основ психічної діяльності людини та закономірностей її розвитку у дітей та підлітків. Багато уваги Бехтерєв надавав медико-біологічним питанням оптимізації навчання та виховання дітей, особливо раннього віку. У 1908 р. уперше в історії педагогічної освіти В.М. Бехтерєв ознайомив майбутніх педагогів з анатомо-фізіологічними особливостями дітей та підлітків.

Петербурзькому лікареві К.А. Раухфусу (1835–1915 pp.) належить розроблення основ санітарної статистики захворювання дітей, побудови дитячих лікарень. Він перший застосував систему боксів-ізоляторів.

Велику боротьбу з дитячою смертністю і роботу з підготовки лікарів-педіатрів провів в Україні професор І.В. Троїцький (1856–1923 pp.). Він опублікував 101 працю з профілактики дитячих захворювань, дозування лікувальних засобів для дітей, зі шкільної гігієни.

В Україні при Харківському університеті розробку проблеми вікової фізіології розпочав О.В. Нагорний (1887–1953). У 1923 р. виходить його перша теоретична робота присвячена проблемам онтогенезу. До 1940 р. нагромаджується колосальний фактичний матеріал, який викладено в монографіях О.В. Нагорного „Проблеми старіння та довголіття“ (1940), О.В. Нагорного, В.В. Нікітіна, І.Н. Буланкіна „Проблеми старіння та довголіття“ (1963), які стали класичними роботами і мали великий вплив на всіх, хто займався проблемами геронтології в нашій країні.

У 90-х роках ХХ ст. проблем вікової нейро- та психофізіології вивчались у Волинському державному університеті імені Лесі Українки під керівництвом доктора медичних наук, професора Леоніда Самійловича Гіттіка (1926–2004). Досліджувалися мозкові механізми прогностичної (С.Є. Швайко), математичної (Н.О. Козачук), орієнтувально-дослідницької (Л.О. Шварц) діяльності, вікові  та статеві аспекти сприйняття та обробки інформації (А.Г. Моренко, А.І. Поручинський), які лежать в основі активної творчої діяльності школярів. Проводились дослідження нейрофізіологічних механізмів довільної та мимовільної уваги (О.Р. Дмитроца) у дітей середнього шкільного віку.

На даний час на кафедрі фізіології людини і тварин біологічного факультету  Волинського державного університету імені Лесі Українки продовжуються наукові дослідження з вікової нейро- та психофізіології під керівництвом доктора біологічних наук, професора Ігоря Ярославовича Коцана. Колектив фізіологів працює над держбюджетною темою „Регуляторні механізми і системна організація психофізіологічної активності людини (віковий аспект)“.

ФАКТОРИ ТА ОСНОВНІ ЗАКОНОМІРНОСТІ

РОСТУ ТА РОЗВИТКУ ОРГАНІЗМУ

Організм людини – єдине ціле. Організм людини складається з клітин, що утворюють тканини, з яких побудовані органи. Злагоджену роботу організму забезпечує тісний взаємозв’язок його органів. Органи, що виконують пов’язані між собою функції, складають фізіологічну систему органів. Система органів – це анатомічні та функціональні об’єднання кількох органів, які беруть участь у виконанні якого-небудь складного акту діяльності. Наприклад, ротова порожнина, глотка, стравохід, шлунок, кишечник, печінка, підшлункова залоза входять до складу травної системи. За своїм функціональним призначенням в організмі людини розрізняють дихальну, кровоносну, травну, опорно-рухову, статеву, нервову, видільну, ендокринну та сенсорні системи.

Найбільше значення має нервова система, яка об’єднує і регулює діяльність всього організму та визначає його поведінку у зовнішньому середовищі.

Нерідко дві або кілька систем органів називають апаратом. Наприклад, скелетна і м’язова система становлять опорно-руховий апарат.

В організмі людини є і так звані функціональні системи – сталі або тимчасові об’єднання систем органів з метою виконання певної функції. Наприклад, дихальна і кровоносна системи об’єднуються в єдину функціональну, щоб забезпечити весь організм киснем. Так само функціонально об’єднуються між собою травна і кровоносна системи – з травних шляхів поживні речовини розносяться кров’ю по організму і живлять усі клітини та тканини.

Постійні анатомічний і функціональний взаємозв’язки і „співпраця” різних клітин, тканин, органів і систем органів створюють надзвичайно складну, унікальну систему – організм людини.

 Організм – це самостійно існуюча одиниця органічного світу, що є саморегулюючою системою і реагує як єдине ціле на різноманітні зміни зовнішнього середовища.

Організм як саморегулююча система. Організм людини побудований з клітин, з яких складаються тканини і органи. Діяльність кожного органу й організму, в цілому, залежить від діяльності органів дихання, травлення, кровообігу, виділення, які забезпечують нормальний перебіг процесів обміну речовин. Взаємний зв’язок між органами і системами органів здійснюється в організмі через нервову і гуморальну системи.

Основною функцією живого організму є обмін речовин і енергії, що є єдністю двох протилежних процесів: асиміляції та дисиміляції.

Асиміляція – це зміни і засвоєння речовин, що надходять в організм із зовнішнього середовища, утворення складних хімічних сполук із простіших, творення, синтез речовин, необхідних для живого організму. Дисиміляція – це розпад, розщеплення складних органічних сполук на простіші речовини із вивільненням енергії. Частина більш простих речовин, які утворюються в процесі дисиміляції, використовується в процесах синтезу, кінцеві продукти обміну речовин виводяться з організму.

Будь-якому організмові потрібні певні умови існування, до яких у нього виробляється пристосування в процесі розвитку. Середовищем існування для клітин організму є внутрішнє середовище (кров, лімфа, тканинна рідина).

Склад і властивості внутрішнього середовища підтримуються на відносно постійному рівні, що створює умови для життєдіяльності всього організму. Сталість хімічного складу і фізико-хімічних властивостей внутрішнього середовища організму називають гомеостазом (У. Кеннон, 1932 р.). Гомеостаз підтримується безперервною роботою систем органів кровообігу, дихання, травлення, виділення тощо, надходженням у кров біологічно активних хімічних речовин, які забезпечують взаємодію клітин і органів. Забезпечують гомеостаз переважно дві системи – нервова та ендокринна, які разом складають нейрогуморальну систему регуляції функцій організму.

Завдяки цьому в організмі відбувається саморегуляція фізіологічних функцій, що підтримує необхідні для організму умови існування.

Саморегуляція – універсальна властивість організму, яка включається тоді, коли виникає відхилення від певного постійного рівня будь-якого життєво важливого фактора зовнішнього чи внутрішнього середовища. Наприклад, рівень глюкози в крові може зменшуватися через недостатнє надходження її з їжею або внаслідок витрат при інтенсивній роботі. Зниження кількості глюкози в крові, незалежно від того, зовнішньою чи внутрішньою причиною воно викликане, запускає фізіологічні механізми, що підвищують її рівень. Таким чином, зміни стану системи спричиняють реакції, які відновлюють норму. Відхилення регульованого параметра в інший бік – збільшення кількості глюкози – призводить до включення механізмів, що зменшать її рівень.

Звичайно, саморегуляція можлива лише за певних зовнішніх умов. Так, при недостатньому надходженні їжі в організмі розщеплюються запасні поживні речовини, наприклад, глікоген. Якщо ж усі внутрішні джерела глюкози будуть вичерпані, а їжа ззовні не надходитиме, організм може загинути.

Регуляція функцій в організмі. В організмі людини (як у будь-якому складному організмі) всі органи, тканини та клітини пов’язані в єдине ціле.

Філогенетично більш давньою формою зв’язку є гуморальний. У різних клітинах організму в процесі обміну речовин утворюються хімічні сполуки. Деякі з цих сполук мають високу біологічну активність, наприклад, гормони. Потрапляючи в кров, вони розносяться нею по всьому організму і впливають на діяльність інших клітини, тканини, органів. Так здійснюється взаємодія між клітинами й окремими органами, забезпечується діяльність організму як єдиного цілого.

З розвитком і ускладненням організму в здійсненні взаємозв’язку між окремими його частинами і в забезпеченні всієї його діяльності першорядну роль починає відігравати нервова система, яка формується.

Нервова система об’єднує та зв’язує всі клітини і органи в єдине ціле, змінює та регулює їхню діяльність, здійснює зв’язок організму з навколишнім середовищем. Центральна нервова система й її провідний відділ – кора великого мозку –  досить тонко і точно. сприймаючи зміни навколишнього середовища, а також внутрішнього стану організму, своєю діяльністю забезпечують розвиток і пристосування організму до мінливих умов існування.

Нервовий і гуморальний механізм регуляції взаємопов’язані. Активні хімічні речовини, які утворюються в організмі, здатні впливати на нервові клітини, змінюючи їхній функціональний стан. Утворення і надходження в кров багатьох активних хімічних речовин перебуває в свою чергу під регулюючим впливом нервової системи. Нервова система впливає на функції ряду органів не тільки через нервові імпульси, які надходять до органів по нервових провідних шляхах, а й за допомогою хімічних речовин, що утворюються в клітинах організму, надходять у кров під впливом нервової системи. У зв’язку з цим правильніше говорити про єдину нервово-гуморальну систему регуляції функцій організму.

Поняття про ріст і розвиток дитячого організму. Впродовж життя в організмі людини безперервно відбуваються процеси росту і розвитку.

Рістзбільшення розмірів організму людини або окремих його частин і органів унаслідок збільшення кількості клітин шляхом поділу, їх лінійного розтягування та внутрішньої диференціації.

Розвиток – якісні зміни, що приводять до формування людського організму або його різних частин і органів. Розвиток у широкому розумінні – це процес кількісних і якісних змін, що відбуваються в організмі людини, і які призводять до підвищення рівнів складності організації і взаємодії усіх його систем. Розвиток включає в себе три основних фактори: ріст, диференціювання органів і тканин, формоутворення, які знаходяться між собою в тісному взаємозв’язку та взаємозалежності.

Під час росту збільшується кількість клітин, маса тіла та антропометричні показники. В одних органах (наприклад, кістки, легені) ріст відбувається переважно за рахунок збільшення кількості клітин, а в інших (м’язи, нервова тканина) – переважають процеси гіпертрофії (збільшення розмірів) самих клітин.

Паралельно з ростом відбувається розвиток організму, тобто морфологічна диференціація і функціональна спеціалізація певних тканин і частин тіла. Цей якісний фактор визначається змінами структури, складу і функцій організму, змінюється нерівномірно до формування дитини як дорослого індивіду.

Ріст – це збільшення загальної маси у процесі розвитку, яка призводить до постійного збільшення розмірів організму.

Ріст забезпечується наступними механізмами: 1) збільшення розмірів клітини; 2) зростанням числа клітин; 3) накопиченням неклітинної речовини, продуктів життєдіяльності клітин.

Ріст відбувається на рівні клітин, тканин, органів та цілого організму, що і віддзеркалюється збільшенням маси індивідууму.

Розрізняють два типи росту: обмежений і необмежений. Необмежений ріст триває впродовж усього періоду онтогенезу аж до смерті (наприклад,  у риб). При обмеженому рості ріст відбувається лише в певні періоди онтогенезу, а згодом уповільнюється та гальмується.

Однією з важливих характеристик росту є його диференційованість, тобто швидкість росту неоднакова в різних ділянках організму і на різних стадіях розвитку.

Швидкість загального росту людського організму також залежить від стадії розвитку, що призводить до певної диспропорційності на ранніх етапах онтогенезу. Максимальна швидкість характерна для перших чотирьох місяців ембріонального розвитку, що пояснюється інтенсивним поділом клітин. У міру росту плоду кількість мітозів зменшується у всіх тканинах і після шести місяців внутріутробного розвитку майже не утворюються нові м’язи та нервові клітини.

Регуляція росту складна: важливе значення мають генетична конструкція і фактори зовнішнього середовища.

Індивідуальні відмінності у процесі росту і розвитку можуть варіювати в широких межах. Існування індивідуальних коливань процесів росту і розвитку стало основою для введення такого поняття, як біологічний вік, або вік розвитку (на відміну від паспортного віку).

Фактори, що впливають на індивідуальний розвиток (онтогенез), розділяються на спадкові (ендогенні) та фактори середовища (екзогенні, або фактори зовнішнього середовища, в основному, соціально-економічні). Розмежувати їх досить важко, тому що вони взаємодіють у єдиному комплексі.

Серед розмірів тіла виділяють тотальні і парціальні. Тотальні (загальні) розміри – основні показники фізичного розвитку людини. До них відноситься довжина і маса тіла, окружність грудей. Парціальні (часткові) розміри тіла є складовими тотального розміру і характеризують величину окремих частин тіла.

Пропорції тіла людини вираховуються у відсотках за даними вимірами повздовжніх та поперечних розмірів між крайніми точками, що встановлені на різних виступах скелету. Гармонійність пропорції тіла є одним із критеріїв при оцінці стану здоров’я людини. При диспропорції в будові тіла можна припускати порушення ростових процесів та його причини (ендокринні, хромосомні). На основі вираховування пропорцій тіла та анатомії виділяють три основні типи тілобудови людини: мезоморфний, брахіморфний, доліхоморфний.

До мезоморфного типу (нормостеніки) відносяться люди, анатомічні особливості яких наближаються до усереднених параметрів норми (з урахуванням віку, статі і т.п.). У людей брахіморфного типу тілобудови  (гіперстеніки) переважають поперечні розміри, добре розвинута мускулатура, не дуже високий зріст. Серце розташоване поперечно завдяки високо розташованій діафрагмі. У гіперстеніків легені більш короткі і ширші, петлі тонкої кишки розташовані переважно горизонтально. Особи доліхоморфного типу (астеніки) відрізняються перевагою повздовжніх розмірів, мають відносно довші кінцівки, слабо розвинуті м’язи і тонкий прошарок жиру, вузькі кістки. Діафрагма розташована нижче, тому легені довші, а серце розташоване майже вертикально.

Період дозрівання забезпечує, під дією зазначених факторів, формування визначеної конституції людини. Конституціякомплексна біологічна характеристика людини, варіант адаптивної норми, що відображає резистентність організму до факторів середовища. Конституцію складають найважливіші параметри статури, фізіологічні і психофізіологічні показники.

Гетерохронність та гармонійність розвитку. Ріст і розвиток організму включають процеси, протягом яких із заплідненої яйцеклітини розвивається  індивідуум. У цей час значна частина фізіологічних показників наближається до рівня, характерного для дорослої людини. Так, наприклад, підвищується активність травних ферментів, удосконалюються органи чуття та нервова система, розвиваються захисні механізми проти інфекції та ін.

Важливою ознакою перетворювальних процесів є виникнення високої чутливості до певних умов середовища – сенситивний період. Це пов’язано з тим, що для швидкого розвитку функції їй необхідний притік адекватної сенсорної інформації. Відсутність або дефіцит її може виявитися фатальною для становлення функції.

Вивчення вікової динаміки розвитку окремих органів і тканин до народження лягло в основу уявлень про органогенез і гістогенез – вчення про послідовний розвиток органів і тканин (серця, судин, скелетної і гладенької мускулатури й ін.). На певному історичному етапі такий підхід до вивчення людини зіграв свою позитивну роль і дозволив встановити закономірності розвитку органів і тканин в процесі онтогенезу. Проте, вивчення формування функцій в цілому організмі з урахуванням рівня дозрівання органів і систем, а також їх взаємного впливу і взаємодії для досягнення загального позитивного для організму результату стало можливим лише при створенні П.К. Анохіним теорії системогенезу (1968).

Згідно концепції системогенезу, в основі індивідуального розвитку організму лежать декілька визначальних принципів. Основним у класичному системогенезі є принцип гетерохронії, або неодночасного дозрівання не тільки органів, але і різних фрагментів одного і того ж органу.

Розвиток організму, його органів і систем з моменту народження до настання зрілості протікає гетерохронно, тобто нерівномірно: періоди прискорення росту та розвитку чергуються з їх сповільненням. Швидше ростуть і розвиваються ті органи або системи органів, функціонування яких життєво необхідні для існування організму на даному етапі розвитку. Так, у новонародженого до моменту народження сформована система живлення рідкою їжею (молоком). Показано, що першими дозрівають м’язи обличчя, що забезпечують акт смоктання, і відповідні їм ділянки ядер черепно-мозкових нервів. Коловий м’яз рота іннервується прискорено і задовго до того, як будуть іннервовані інші м’язи обличчя. Прискореного розвитку зазнає не тільки коловий м’яз рота, а й інші м’язи і ті структури центральної нервової системи, які забезпечують акт смоктання. В той же час розвиток функціональних систем, в яких на даний момент життя не має необхідності, затримується: наприклад, розвиток функціональної системи живлення твердою їжею. Таким чином, у процесі росту і розвитку фізіологічні функції адаптуються до особливостей існування організму, тобто відбувається його індивідуальна адаптація до умов навколишнього середовища.

Найдетальніше за показниками гетерохронії вивчені структури центральної нервової системи. Так, показано, що першими в ембріогенезі дозрівають нервові клітини стовбурової частини мозку, що забезпечують формування самостійної функціональної системи живлення і дихання плоду.

Функціональні системи дозрівають нерівномірно, включаються поетапно, змінюються, забезпечуючи організму пристосування в різні періоди онтогенетичного розвитку.

Структури, які в сукупності повинні становити до моменту народження функціональну систему, закладаються і дозрівають вибірково і прискорено. З усіх нервів руки насамперед і найповніше розвиваються ті, що забезпечують скорочення м’язів – згиначів пальців, які беруть участь у виконанні хватального рефлексу. Такий вибірковий і прискорений розвиток морфологічних утворень, які становлять повноцінну функціональну систему, що забезпечує новонародженому виживання, називається системогенезом.

Гетерохронний розвиток можна прослідкувати на прикладі дозрівання функціональної системи живлення і хапальної реакції новонароджених. До моменту народження нервові клітини спинного, довгастого і середнього мозку, а також м’язи, пов’язані із смоктанням і хапанням, дозрівають раніше і синхронно, не дивлячись на топографічну віддаленість один від одного.

Онтогенетична гетерохронія закладки і розвитку окремих елементів однієї системи або різних функціональних систем є результат філогенетичної гетерохронії. Під впливом природного добору еволюційно молодша функція, що краще забезпечує пристосованість організму до умов середовища і його виживання від покоління до покоління, починає розвиватися швидше. Загальна закономірність гетерохронії розвитку як в онтогенезі, так і у філогенезі полягає у тому, що в коротші терміни дозрівають функціональні системи, що найбільш значимі для виживання організму на певній стадії його розвитку.

Гетерохронність розвитку не заперечує його гармонійність, оскільки неодночасне дозрівання морфофункціональних систем організму дитини забезпечує їй необхідну їх рухливість, надійність функціонування цілісного організму й оптимальної (гармонійної) взаємодії з ускладненими в процесі розвитку умов зовнішнього середовища.

Отже, гармонійність розвитку характеризується тим, що на кожному віковому етапі онтогенезу функціональні можливості організму дітей та підлітків відповідають тим вимогам, які ставляться до них з боку довкілля.

При використовуванні закономірностей системогенезу у віковій фізіології вагоме значення має концепція переходу локальної реакції плоду людини в більш загальні в процесі онтогенезу, що запропонована А.А. Волоховим (1968). Так, локальні реакції, що спостерігались в пренатальний період, є „вправами” елементів майбутньої функції. Прикладом можуть бути ранні локальні скорочення м’язів плоду до того, як вони почнуть підтримувати позу і забезпечувати рухи. Такі скорочення покращують кровообіг, сприяють надходженню кисню в тканини і видаленню продуктів метаболізму і в той же час стимулюють розвиток м’язового апарату.

В основу вікової концепції І. А. Аршавського (1982) закладено уявлення про загальний енергетичний баланс організму і його стан, рівноважний з середовищем. Основна функція організму – накопичити та втримати енергію, протистояти „витоку“ енергетичних ресурсів організму при м’язовій активності. Це явище має місце не тільки в період раннього онтогенезу, але і при старінні. Чим досконаліший енергетичний баланс, тим краще врівноважені анаболічні та катаболічні процеси, тим менше організм піддається надлишковому катаболізму (і як його результат – окисленню) і тим триваліше його існування. Особливості енергетичних процесів у різні вікові періоди, а також зміна і перетворення діяльності дихальної та серцево-судинної системи в процесі онтогенезу перебувають у залежності від відповідного розвитку скелетної мускулатури.

Відхилення в розвитку певної функціональної системи, що призводять до патології, можуть бути компенсовані при її вправлянні (А.О. Бадалян, 1981 р.) Об’єктивною закономірністю розвитку дитячого організму є відносна незрілість деяких функціональних систем, які можуть піддаватися перенапруженню у зв’язку з їх формуванням за принципом мінімального забезпечення. Корекція вад розвитку виявляється найуспішнішою, якщо вона проводиться максимально рано, з урахуванням терміну включення органу в системну організацію функцій.

Великий внесок у розуміння можливостей організму, що росте, внесла концепція надійності біологічної системи, висунута А.А. Маркосяном (1974). Під надійністю біологічної системи розуміють такий рівень регулювання процесів в організмі, коли забезпечується оптимальний перебіг з його екстреною мобілізацією резервних можливостей і взаємозамінності, яка гарантує пристосування до нових умов, і з швидким поверненням до початкового стану.

Надійність біологічних систем пов’язана з розвитком регулювання і залученням тих елементів фізіологічного процесу, які здатні забезпечити оптимальну діяльність організму і його систем. Одним з механізмів створення надійності вважається надмірність структур і функцій. Приведемо декілька прикладів: у період внутріутробного розвитку в яєчниках закладається від 4000 до 200000 первинних фолікулів, а за весь репродуктивний період у жінки дозріває всього 500–600 фолікулів. Інший приклад надмірної функції: частота серцевих скорочень при крику дитини рівна 200 уд./хв. і відповідає роботі серця дорослого спортсмена при максимальних м’язових навантаженнях. У крові людини міститься стільки тромбіну (ферменту, що бере участь у зсіданні крові), що його досить для зсідання крові у 500 людей. Стегнова кістка витримує розтягнення в 1500 кг, а велика гомілкова кістка не ламається під масою 1650 кг, що в 30 разів перевищує звичайне навантаження. Велику кількість нервових клітин розглядають як один із можливих факторів надійності нервової системи та ін.

Надмірність структури і функції можна бачити на всіх рівнях       організації – від молекулярного до системного, що свідчить про великі резервні можливості організму.

Таким чином, живий організм – це найбільш складне явище природи. Як біологічна система, він відображає в собі діалектичну й біологічну двоїстість: граничну цілісність, автономію в навколишньому світі й у той же час нерозривний, постійний зв’язок із ним, без якого не можливе самооновлення всього живого. Регулюють життєві функції організму людини у цілому, а також окремих його органів та систем, узгоджують їхню діяльність, підтримують сталість внутрішнього середовища нервова, імунна системи, а також система залоз внутрішньої секреції (ендокринна). Ці системи тісно взаємопов’язані між собою і впливають на діяльність одна одної. Завдяки цьому в організмі відбувається саморегуляція фізіологічних функцій, що підтримує необхідні для організму умови існування. У процесі росту і розвитку фізіологічні функції адаптуються до особливостей існування організму, тобто відбувається його індивідуальна адаптація до умов навколишнього середовища.

Питання для самоконтролю:

  1.  Предмет вікової фізіології, зв’язок з іншими біологічними дисциплінами. Методи вивчення вікової фізіології. Історія розвитку вікової фізіології.
  2.  Поняття про організм. Регуляція функцій в організмі.
  3.  Поняття про ріст і розвиток.
  4.  Гетерохронність та гармонійність розвитку.
  5.  Принцип системогенезу та випереджаючого розвитку органів та функціональних систем у дітей та підлітків.

Література для поглибленого вивчення:

  1.  Ермолаев Ю.А. Возрастная физиология. М.: Высшая школа, 1985. - 384 с.
  2.   Леонтьева Н.Н., Маринова К.В. Анатомия и физиология детского организма: (Основы учения о клетке и развитии организма, нервная система, опорно-двигат. аппарат): Учеб. для студентов пед. ин-тов по спец. № 2111 «Педагогика и психология (дошк.)». – 2-е изд., перераб. – М.: Просвещение, 1986. – 287 с.: ил.
  3.   Любимова З.В. и др. Возрастная физиология. В 2 ч. Ч. 1: Учебник / З.В. Любимова, Н.В. Маринова, А.А. Никитина. – М.: ВЛАДОС, 2004. -  304 с.
  4.   Маруненко І.М., Неведомська Є.О., Бобрицька В.І. Анатомія і вікова фізіологія з основами шкільної гігієни: Курс лекцій для студентів небіологічних спеціальностей вищих педагогічних навчальних закладів. – К.: Професіонал, 2004. – 480 с.
  5.   Медична біологія / За ред.. В.П. Пішака, Ю.І. Мажори. Підручник. – Вінниця: НОВА КНИГА, 2004. – 656 с.: іл. ISBN 966-7890-35-X.
  6.  Тарасюк В.С., Титаренко Г.Г., Паламар І.В., Титаренко Н.В. Ріст і розвиток людини / За редакцією професора В.С. Тарасюка. – Київ.: Здоров’я. – 2002. – 456 с.
  7.  Филатова С.А., Безденежная Л.П., Андреева Л.С. Геронтология. – Ростов Н/Д: Феникс, 2004. – 512 с. (Серия “СПО„).

ОСНОВНІ ЕТАПИ ІНДИВІДУАЛЬНОГО РОЗВИТКУ ЛЮДИНИ

Основи вікової періодизації. У процесі росту та розвитку організму виникають специфічні анатомічні та функціональні особливості, які дістали назву вікових. Відповідно до цього життєвий цикл людини розподілений на періоди, або етапи, між якими немає чітко окреслених меж, і вони значною мірою умовні. Проте, вичленення таких періодів необхідне, бо діти одного календарного віку по-різному реагують на розумові та трудові навантаження; при цьому їхня працездатність може бути більшою чи меншою, що важливо для розв’язання ряду практичних питань організації навчально-виховного процесу в школі, а також при проведенні вільного часу.

Вік людини відлічується з моменту народження і до смерті організму. Його умовно поділяють на певні періоди, між якими немає чітких меж. Розрізняють вік хронологічний (паспортний) та біологічний.

Хронологічний вікце період (у роках, місяцях, днях), прожитий від дня народження до певного відлічуваного моменту. Біологічний вік визначається сукупністю анатомічних і фізіологічних особливостей організму, що відповідають віковим нормам для даної популяції. Не завжди біологічний вік збігається з хронологічним. Наприклад, у людей, що ведуть здоровий спосіб життя, мають оптимістичні погляди, біологічний „годинник“ відстає від хронологічного: вони виглядають молодшими за своїх ровесників, мають більшу м’язову силу, активнішу психічну діяльність. Навпаки, в наркоманів та алкоголіків біологічний “годинник” набагато випереджає хронологічний: зовні вони виглядають на 10 років старшими за свій вік, мають мляву мускулатуру, опущені плечі, ледве пересуваються; пам’ять та інші розумові процеси сповільнені, емоції знебарвлені.

Біологічний вікце міра старіння організму, його здоров’я, тривалість життя, що передує. Визначення біологічного віку дозволяє розмежувати фізіологічне та передчасне старіння. Чим більше календарний вік людини випереджує біологічний, тим повільніші темпи його старіння, тим більшою буде тривалість її життя. У довгожителів біологічний вік менший календарного.

На відміну від паспортного віку, де міжвіковий інтервал дорівнює одному рокові, біологічний (або анатомо-фізіологічний) вік обіймає ряд років життя людини, протягом яких відбуваються певні біологічні зміни.

Біологічний вік можна визначити за певними ознаками морфологічної зрілості:

-    ступенем розвитку вторинних статевих ознак;

- скелетної зрілості – почерговість і терміни окостеніння скелета (рентгенологічно у скелеті визначають час появи точок окостеніння і появи нерухомого з’єднання кісток);

-  зубної зрілості (терміни прорізування молочних і постійних зубів).

При оцінці біологічного віку враховують також фізіологічні та біохімічні показники (рівні основного й інших видів обміну речовин, особливості серцево-судинної, дихальної, нейроендокринної й інших систем) та рівень психічного розвитку індивіду.

При визначенні біологічного віку показники розвитку дитини зіставляються із стандартними показниками, характерними для даної вікової, статевої й етнічної групи. При цьому важливо враховувати найбільш інформативні показники, характерні для кожного вікового періоду: наприклад, в пубертатному періоді таким показником стає розвиток вторинних статевих ознак і відповідні цьому нейроендокринні зміни.

На даний час немає єдиної схеми періодизації постнатального онтогенезу, тому що вона повинна відображати біологічні (морфологічні, фізіологічні, біохімічні та ін.), психологічні та соціальні аспекти розвитку і старіння організму, котрі у різні періоди життя мають різну інформативність. Необхідно зауважити, що періодизація – це умовний поділ єдиного процесу для зручності його вивчення, насправді індивідуальний розвиток – це неперервний процес і одна його стадія непомітно і плавно переходить у наступну.

У нашій країні при медико-біологічних дослідженнях використовують схему періодизації онтогенезу, прийняту на VІІ конференції з проблем вікової морфології, фізіології та біохімії (1965) та подану у таблиці 1. Існує періодизація і за соціальними принципами (табл.2).

Поняття про онтогенез. Онтогенез це індивідуальний розвиток особини від її зародження до смерті (Геккель, 1866). У теперішній час цим терміном позначають весь період індивідуального розвитку живої істоти від моменту запліднення яйцеклітини до природного закінчення індивідуального життя.

Таблиця 1

Вікова періодизація за біологічними ознаками

Назва вікового періоду

Тривалість (роки)

хлопчики / чоловіки

дівчата / жінки

Період новонародженості

Перших 4 тижні

Грудний період

4 тижні – 1 рік

Раннє дитинство

1–3 роки

Перше дитинство

4–7

Друге дитинство

8–12

8–11

Підлітковий період

13–16

   12–15     .

Юнацький період

17–21

16–20

Зрілий вік, 1-й період

22–35

21–35

Зрілий вік, 2-й період

36–60

36–55

Похилий вік

61–74

56–74

Старечий вік

75–90

Довгожителі

90 і більше

Таблиця 2

Вікова періодизація за періодами навчання (соціальний принцип)

Назва вікового періоду

Тривалість (роки)

Перед дошкільний (ясельний)

до 3-х

Дошкільний вік (молодший, середній, старший)

3–7

Шкільний вік

  •  молодший
  •  середній
  •  старший

7–10

11–14

15–17

Онтогенез людини поділяють на 2 етапи – до народження (ембріональний, внутріутробний, пренатальний) і після народження (позаутробний, постембріональний, постнатальний). Процес онтогенезу людини можна розділити на 4 основні періоди: внутріутробний розвиток, дитинство, дорослий стан, старість.

Пренатальний (антенатальний) онтогенез. Внутріутробний період розвитку людини (пренатальний онтогенез) починається з утворення зиготи і закінчується народженням дитини. Перші 3 місяці складають зародковий (ембріональний) період, а з 3-го міс. до народження – плодовий період. Організм, що розвивається, до 3-го міс. вагітності називається зародком, або ембріоном, а з 3-го міс. – плодом. У процесі розвитку у зародку відбуваються: розмноження клітин, їх спеціалізація (диференціювання), зростання, переміщення, або міграція, окремих клітин і клітинних мас, утворення органів.

Виділяють такі етапи ембріонального розвитку: а) запліднення – утворення зиготи; б) дроблення – утворення бластули; в) гаструляція – утворення зародкових листків; г) гісто- і органогенез – утворення тканин і органів зародка.

Виділяють п’ять періодів внутріутробного розвитку.

Гермінальний період (або власне зародковий) триває 1 тиждень – від утворення зиготи до імплантації бластоцита в слизову оболонку матки. Поживні речовини із слизової оболонки труби надходять в зиготу в процесі її дробіння у досить малих кількостях або зовсім не надходять, так як живлення здійснюється за рахунок енергетичних запасів протоплазми самої зиготи.

Період імплантації продовжується 2 доби. У цей період під впливом тератогенних чинників зародок може загинути і запліднена яйцеклітина не розвиватиметься. У разі хромосомних аберацій і мутантних генів можуть формуватись важкі вади розвитку.

Ембріональний період триває 5–6 тижнів. Харчується зародок завдяки жовточному мішку. Відбувається процес органогенезу майбутньої дитини. Негативний вплив тератогенних чинників призводить до виникнення ембріопатій – вад розвитку. Термін вагітності від 3 до 7 тижнів вважається критичним періодом розвитку ембріона.

Ембріофетальний період триває 2 тижні. У цей період формується плацента, що в основному збігається із закінченням закладки внутрішніх органів. Від правильного формування плаценти залежить подальший розвиток плода.

Фетальний період починається від 9 тижня ембріогенезу, у ньому виділяють 2 підперіоди.   

Ранній фетальний підперіод – від 9-го до 28-го тижня ембріогенезу. Характеризується інтенсивним ростом і диференціюванням клітин в органах плода. Вплив негативних чинників призводить до порушення росту, гіпоплазії органів, дисплазії тканин. У відповідь на інфікування відбуваються проліферативні реакції з розростанням сполучної тканини, що призводить до розвитку цирозу та фіброзу. Можливе переривання вагітності, народження незрілої або недоношеної дитини. Патологічні зміни плода в цей період об’єднуються під терміном “ранні фетопатії”.

Пізній фетальний підперіод починається після 28-го тижня вагітності й триває до початку пологів. Негативні чинники в цей період не викликають порушень формування внутрішніх органів, але можуть викликати передчасні пологи.

Пізній фетальний період переходить в інтернатальний, який починається від моменту регулярних пологових переймів до перев’язування і перерізування пуповини, у цей період можливі пологові травми.

Умови дозрівання і розвитку плода мають велике значення, бо харчування організму плода, який інтенсивно розвивається і ріст його збільшується в 5000 разів, відбувається за рахунок материнського організму.

 Розвиток нового організму починається з процесу запліднення (злиття сперматозоїда та яйцеклітини), яке, зазвичай, проходить в матковій трубі. Статеві клітини при злитті утворюють якісно новий одноклітинний зародок – зиготу, що володіє всіма властивостями обох статевих клітин. З цього моменту починається розвиток нового (дочірнього) організму.

Оптимальні умови для злиття яйцеклітини та сперматозоїда створюються протягом 12 годин після овуляції. Об’єднання ядра сперматозоїда із ядром яйцеклітини призводить до утворення в одноклітинному організмі (зиготі) характерного для людини диплоїдного набору хромосом (46). Стать майбутньої дитини визначається комбінацією хромосом в зиготі і залежить від статевих хромосом батька: при заплідненні яйцеклітини сперматозоїдом зі статевою хромосомою Х утворюється комбінація статевих хромосом ХХ, характерна для жіночого організму; при заплідненні яйцеклітини сперматозоїдом зі статевою хромосомою Y – комбінація статевих ХY, характерна для чоловічого організму.

Перший тиждень розвитку зародка – це період дроблення (ділення зиготи) на дочірні клітини. Дроблення зиготи відбувається в декілька стадій, тривалістю від кількох хвилин до кількох годин: на перше дроблення витрачається близько 24 год., на кожне подальше – по 12 год. Безпосередньо після запліднення протягом перших 3–4 днів зигота ділиться та одночасно просувається по матковій трубі в сторону порожнини матки. В результаті ділення зиготи утворюється багатошаровий міхурець – бластула з порожниною всередині (від греч. blastos – паросток). Стінки цього міхурця утворені клітинами двох видів: великими та дрібними. Із зовнішнього шару дрібних клітин формуються стінки міхурця – трофобласт. У  подальшому клітини трофобласта утворюють зовнішній шар оболонок зародка. Великі темні клітини (бластомери) утворюють скупчення – ембріобласт (зародковий вузлик, зачаток зародка), який розташований досередини від трофобласта. Із цього скупчення клітин (ембріобласта) розвиваються зародок та дотичні до нього позазародкові структури (окрім трофобласта). Між поверхневим шаром (трофобластом) і зародковим вузликом накопичується невелика кількість рідини. До кінця 1-го тижня розвитку (6–7-ий день вагітності) зародок потрапляє в матку та занурюється (імплантується) в її слизову оболонку; імплантація триває близько 40 годин (як правило, відбувається у верхній частині матки на передній або задній її поверхні). Поверхневі клітини зародка, що утворюють міхурець – трофобласт (від грец. trophe – живлення), виділяють фермент, що розрихлює поверхневий шар слизової оболонки матки, яка уже підготовлена до занурення в неї зародка. На трофобласті формуються війки (вирости), що  вступають у безпосередній контакт із кровоносними судинами материнського організму. Багаточисленні війки трофобласта збільшують поверхню його зіткнення з тканинами слизової оболонки матки. Трофобласт перетворюється в поживну оболонку зародка – війчасту оболонку (хоріон). Спочатку хоріон має війки з усіх сторін, потім ці війки зберігаються лише на стороні, оберненій до стінки матки. В цьому місці із хоріону та прилеглої до нього слизової оболонки матки розвивається новий орган – плацента (дитяче місце).  Плацента – орган, який пов’язує материнський організм з зародком та забезпечує його живлення.

Другий тиждень життя зародка – це стадія, коли клітини ембріобласта розділяються на два прошарки (дві пластинки), із яких утворюються два міхурця. Із зовнішнього шару клітин, що прилягають до трофобласту, утворюється ектобластичний (амніотичний) міхурець. Із внутрішнього шару клітин (зачатку зародка, ембріобласта) формується ендобластичний (жовточний) міхурець. Закладка (“тіло”) зародка знаходиться в місці дотику амніотичного міхурця до жовточного. В цей період зародок представлений двошаровим щитком, який складається із двох листків: зовнішнього зародкового (ектодерми), і внутрішнього зародкового (ентодерми). Ектодерма обернена в сторону амніотичного міхурця, а ентодерма прилягає до жовточного міхурця. На цій стадії можна визначити поверхні зародка: дорсальна поверхня прилягає до амніотичного міхурця, а вентральна – до жовточного. Порожнина трофобласта навколо амніотичного та жовточного міхурців рихло заповнена тяжами клітин позазародкової мезенхіми. До кінця 2-го тижня довжина зародка становить усього 1,5 мм. У цей період зародковий щиток у своїй задній (каудальній) частині потовщується, де в подальшому починають розвиватись осьові органи (хорда, нервова трубка).  

Третій тиждень життя зародка є періодом утворення трьохшарового щитка (зародка). Клітини зовнішньої, ектодермальної пластинки зародкового щитка зсуваються до заднього його кінця. В результаті утворюється клітинний валик (первинна смужка), витягнутий у напрямку повздовжньої осі зародка. В головній (передній) частині первинної смужки клітини ростуть та розмножуються швидше, в результаті чого утворюється невелике підвищення – первинний вузлик (вузлик Гензена). Місце первинного вузлика вказує на краніальний (головний кінець) тіла зародка.

Швидко розмножуючись, клітини первинної смужки і первинного вузлика проростають у сторони між ектодермою та ентодермою, так утворюється серединний зародковий листок – мезодерма. Клітини мезодерми, що розташовані між листками щитка, називаються внутрізародковою мезодермою, а ті, що вийшли за його межі, – позазародковою.

Частина клітин мезодерми в межах первинного вузлика особливо активно росте в передньому напрямку від головного та хвостового кінців зародка, проникає між зовнішнім та внутрішнім листками та утворює клітинний тяж – спинну струну (хорду). Наприкінці 3-го тижня розвитку в передній частині зовнішнього зародкового листка проходить активний ріст клітин – утворюється нервова пластинка, яка незабаром прогинається, формуючи повздовжню нервову борозну. Краї борозни потовщуються, зближуються та зростаються одна з одною, замикаючись у нервову трубку, що дає початок нервовій системі. Ектодерма з’єднується над утвореною нервовою трубкою та втрачає з нею зв’язок.

У цей же період із задньої частини ентодермальної пластинки зародкового щитка в позазародкову мезенхіму (в так звану амніотичну ніжку) проникає пальцеподібний виріст – алантоїс, який у людини визначених функцій не виконує. По ходу алантоїса від зародка до війок хоріону проростають кровоносні пупкові (плацентарні) судини. Тяж, в якому містяться кровоносні судини, що з’єднують зародок з позазародковими оболонками (плацентою), утворює черевне стебельце.

Таким чином, до кінця 3-го тижня розвитку зародок людини має вигляд трьохшарової пластинки, або трьохшарового щитка. В ділянці зовнішнього зародкового листка лежить нервова трубка, а глибше – спинна струна, тобто з’являються осьові органи зародка людини. До кінця 3-го тижня розвитку довжина зародка становить 2–3 мм.

Четвертий тиждень життя – зародок починає вигинатись в поперечному та повздовжньому напрямках. Зародковий щиток стає опуклим, а його краї відмежуються від амніону, що оточує зародок глибокою борозною – тулубною складкою. Тіло зародка із плоского щитка перетворюється в об’ємний, ектодерма покриває тіло зародка зі всіх сторін.

Із ектодерми в подальшому утворюється нервова система, епідерміс шкіри та її похідні, епітеліальні покриви ротової порожнини, анального відділу прямої кишки, піхви. Мезодерма дає початок внутрішнім органам (окрім похідних ентодерми), серцево-судинній системі, органам опорно-рухового апарату (кісткам, суглобам, м’язам), власне шкірі.

Ентодерма, що знаходиться всередині тіла зародка людини, згортається у трубку та утворює ембріональний зачаток майбутньої кишки. Вузький отвір, що з’єднує ембріональну кишку з жовточним мішком, в подальшому перетворюється в пупкове кільце. Із ентодерми формуються епітелій та усі залози травної системи і дихальних шляхів.

Ембріональна (первинна) кишка спочатку замкнена спереду та ззаду. В передньому та задньому кінцях тіла зародка з’являються занурення ектодерми – ротова ямка (майбутня ротова порожнина) та анальна (відвідникова) ямка. Між порожниною первинної кишки та ротовою ямкою наявна двохшарова (ектодерма і ентодерма) передня (рото-глоткова) пластинка (мембрана). Між кишкою та задньопрохідною ямкою є клоакальна (відвідникова) пластинка (мембрана), також двохшарова. Передня (рото-глоткова) мембрана переривається на 4-му тижні розвитку. На 3-му місяці переривається задня (відвідникова) мембрана.

В результаті вигинання тіло зародка стає оточеним вмістом амніона – амніотичною рідиною, яка виконує роль захисного середовища (запобігає  ушкодженням, в першу чергу механічним (струси).  Жовточний мішок росте повільніше та на 2-му місяці внутрішньоутробного розвитку має вигляд невеликого мішечка, а потім повністю редукується (зникає). Черевне стебельце подовжується, стає відносно тонким і в подальшому отримує назву пупкового канатика.  

Впродовж 4-го тижня розвитку зародка продовжується диференціюватись мезодерма. Дорсальна частина мезодерми, розташована по боках від хорди, утворює парні потовщені виступи – соміти. Соміти сегментуються, тобто діляться на метамерні ділянки, тому дорсальну частину мезодерми називають сегментованою. Сегментація сомітів проходить поступово в напрямку спереду назад. На 20-й день розвитку утворюється третя пара сомітів, до 30-го дня їх уже 30, а на 35-й день – 43–44 пари. Вентральна частина мезодерми на сегменти не розділена, а утворює з кожної сторони дві пластинки (несегментовану частину мезодерми). Медіальна (вісцеральна) пластинка прилягає до ентодерми (первинної кишки) і називається спланхноплеврою, латеральна (зовнішня) пластинка прилягає до стінки тіла зародка, до ектодерми – соматоплевра. Із спланхно- і соматоплеври розвиваються епітеліальний покрив серозних оболонок (мезотелій), а також власна пластинка серозних оболонок та підсерозна основа. Мезенхіма спланхноплеври використовується також на побудову всіх шарів травної  трубки, окрім епітелію та залоз, що формуються із ентодерми. Простір між пластинками несегментованої частини мезодерми перетворюється в порожнину тіла зародка, яка розділяється на черевну, плевральну та перикардіальну порожнини.

Мезодерма на межі між сомітами і спланхноплеврою утворює нефротоми (сегментарні ніжки), із яких розвиваються канальці первинної нирки, статеві залози. Із дорсальної частини мезодерми – сомітів – утворюється три зачатки. Передньомедіальна ділянка сомітів (склеротом) дає початок скелетній тканині, з якої розвиваються хрящі та кістки осьового скелету – хребта. Латеральніше від неї є міотом, із якого розвивається скелетна мускулатура. В задньолатеральній частині соміта знаходиться ділянка – дерматом, із тканин якої утворюється сполучнотканинна основа шкіри – дерма.

В головному відділі на кожній стороні зародка із ектодерми на 4-му тижні формуються зачатки внутрішнього вуха (спочатку слухові ямки, потім слухові міхурці) та майбутній кришталик ока. В цей же час перебудовуються вісцеральні відділи голови, які навколо ротового потовщення утворюють лобовий та верхньощелепний відростки. Позаду (каудальніше) цих відростків знаходяться контури нижньощелепної та під’язикової (гіоїдної) вісцеральної дуг.

На передній поверхні тулуба зародка помітні підвищення: серцевий, а за ним – печінковий бугри. Поглиблення між цими буграми вказує на місце утворення поперечної перегородки – одного із зачатків діафрагми. Каудальніше печінкового бугра знаходиться черевне стебельце, що вміщує великі кровоносні судини та з’єднує ембріон з плацентою (пупковий канатик). Довжина зародка до кінця 4-го тижня становить 4–5 мм.

У період з 5-го по 8-ий тиждень життя ембріона продовжується формування органів (органогенез) і тканин (гістогенез). Проходить ранній розвиток серця, легень, ускладнення будови кишкової трубки, формування вісцеральних дуг, утворення капсул органів чуття. Нервова трубка повністю замикається і розширюється в головному відділі (майбутній головний мозок). У віці близько 31–32 днів (5-ий тиждень) довжина зародка становить 7,5 мм. На рівні нижніх шийних і 1-го грудного сегментів тіло з’являються зачатки (бруньки) рук у вигляді поплавців. До 40-го дня утворюються зачатки ніг.

На 6-му тижні (тім’яно-куприкова довжина зародка – 12–13 мм) помітні зачатки зовнішнього вуха, з кінця 6–7 тижня – зачатки пальців рук, а потім ніг.

До кінця 7-го тижня (довжина зародка – 19–20 мм) починають формуватись повіки, завдяки чому очі окреслюються чіткіше. На 8-му тижні (довжина зародка 28–30 мм) закінчується закладка органів зародка. З 9-го тижня, тобто з початку 3-го місяця, зародок (тім’яно-куприкова довжина 39–41 мм) набуває вигляду людини і називається плодом.

Починаючи з трьох місяців і впродовж всього плодового періоду, проходить подальший ріст і розвиток утворених органів і частин тіла. В цей час починають диференціюватись зовнішні статеві органи; закладаються нігті на пальцях. У 4,5 місяців прослуховуються скорочення серця плоду; їх частота в два рази більше, ніж у матері. З кінця 5-го місяця (довжина 24,3 мм) стають помітні брови та вії. На 7-му місяці (довжина 37,1 см) відкриваються повіки, починає накопичуватись жир у підшкірній клітковині. На 9-му місяці (довжина 51 см) плід народжується.

У ранній період імплантації зародок харчується за рахунок речовин, що надходять з рідини в порожнині матки, а також залишків зруйнованих клітин ендометрію. Згодом необхідні для розвитку речовини плід поглинає з материнської крові, що омиває ворсинки хоріона. У такий спосіб встановлюються тісні взаємостосунки між материнським організмом і зародком.

Кров матері і плоду ніколи не змішується. Кровоносна система плоду з самого початку розвитку є замкнутою системою, ізольованою від кровоносної системи матері. Через стінку кровоносних капілярів плоду і оболонку війок відбувається обмін газами і поживними речовинами між організмами матері і плоду. Стінка ворсинок, що інакше називають плацентарним бар’єром, складається з трофобласту – сполучної тканини між ним і кровоносними судинами – і стінкою цих судин. Через плацентарний бар’єр в материнську кров проникають продукти розпаду, що виділяються плодом (СО2, вода, електроліти, сечовина й інші речовини). Від матері плід одержує речовини, необхідні для живлення, дихання, росту, підтримки водного балансу й імунологічного захисту (кисень, вода, неорганічні іони, цукор, амінокислоти, ліпіди, гормони, антитіла). Материнські антитіла захищають новонароджене немовля від інфекційних захворювань до тих пір, поки не почне функціонувати його власна імунна система. Це так звана передпологова вакцинація плоду. Готові антитіла матері, які передаються плоду, зберігають активність протягом 6–9 місяців після народження дитини.

З боку плоду кров поступає у ворсинки плаценти по гілках пупкових артерій. Вона бідна киснем і містить велику кількість вуглекислого газу і продуктів розпаду. У кінцевих розгалуженнях ворсинок хоріона утворюються капілярні мережі, в яких відбувається обмін. Кров, що збагатилась живильними та іншими речовинами і киснем, повертається до плоду через пупкову вену.

Таким чином, головна функція плаценти полягає у тому, що через неї встановлюється контакт організму плоду і матері. Перенесення різних речовин через плацентарний бар’єр відбувається в обох напрямах. Площа поверхні, через яку здійснюється обмін, сильно зростає за рахунок галуження ворсинок хоріону.

Більшість невикористаних організмом плоду речовин потрапляє в його венозну систему, а потім через плаценту – в кровоносну систему матері, де переробляються або виділяються з неї. Деякі речовини, такі як вітаміни А і С, перетворюються в організмі плоду в складніші форми і залишаються в його кровоносній системі і печінці. Таким чином, в організмі плоду можуть виникати потенційно небезпечні концентрації цих речовин. Багато наркотичних речовин, хімікати, алкоголь, ліки здатні проходити через плаценту, накопичуватися в органах плоду і негативно впливати на його розвиток.

Плацента виконує функцію залози внутрішньої секреції. Вона виділяє гормони, завдяки яким в період вагітності слизова оболонка матки не відшаровується, не виникають менструальні цикли і плід зберігається в матці до пологів. До таких гормонів відноситься хоріонічний гонадотропін, який починає вироблятися ворсинками хоріона ще до імплантації, доки зародок знаходиться в яйцепроводі. Виявлення цього гормону в сечі жінки використовується як тест на вагітність. Цей гормон робить трофічний вплив на імплантований зародок, підтримує функцію жовтого тіла, забезпечуючи безперервну секрецію стероїдних гормонів, які діють на тканини матки. Через 2 місяці естроген і прогестерон утворюються в самій плаценті, поряд з якими утворюється гормон (пролактин), що готує материнський організм до подальшого грудного вигодовування дитини.

Утворення близнят. Взаємодія частин зародка в процесі розвитку визначає його швидкість і взаєморозташування органів і тканин. На ранніх стадіях розвитку, протягом перших 2-х тижнів може відбуватися розділення зародка, що приводить до утворення монозиготних (однояйцевих) близнят. Такі близнята завжди мають однакову стать, одну групу крові і дуже схожі один на одного.

Утворення монозиготих близнят. Кожен ізольований тяж зародка на двохклітинній стадії здатний утворити цілий зародок. Якщо розподіл зародка відбувається до 5-ої доби вагітності, тобто до утворення трофобласта, зародки, що вийшли, матимуть незалежні хоріони. При поділі на 5–9-у добу, до утворення амніона, у зародків повинен бути загальний хоріон, але два амніони. Не дивлячись на те, що декілька зародків розвиваються в матці одночасно, у кожного з них буде своя плацента. Невеликий відсоток близнят мають загальні амніон і хоріон: це буває в тому випадку, коли розподіл відбувся після 9-ї доби розвитку.

При неповному розділенні зародків новонароджені можуть виявитися зрощеними між собою („сіамські близнята“).

Двохяйцеві (гетерозиготні) близнята розвиваються в результаті двох незалежних процесів запліднення: з двох (або більш) яйцеклітин утворюються два (або більш) плоди. Ці близнята можуть бути як різностатевими, так і одностатевими, і схожі один на одного не більше, ніж звичні брати і сестри,

У людини одні двійнята народжуються в середньому на 80 – 85 одностатевих пологів, одна трійня – на 6–8 тис. Пологи з чотирма та п’ятьма дітками трапляються дуже рідко. Однояйцеві близнята складають 15% усіх багатоплідних пологів.

Постнатальний онтогенез. Його періодизація. Формування людського організму продовжується після народження (постнатальний період) і закінчується до 22–25 років. У періоди зростання і розвитку організму збільшуються маса і поверхня тіла, що обумовлено розвитком тканин, органів і окремих частин тіла. Одночасно відбувається розвиток функцій органів і систем. Кожен період характеризується своїми особливостями.

Постнатальний (постембріональний) онтогенез це період життя людини від моменту народження до смерті. У процесі еволюційного розвитку людини змінюється її онтогенез. Для людини як біологічного виду характерне збільшення тривалості внутрішньоутробного періоду, сповільнення статевого дозрівання, поява перехідного періоду – клімаксу – між періодами статевої зрілості і літнього віку.

Відразу після народження настає період новонародженості (неонатальний період) – це перші 28 днів життя людини. Він поділяється на два підперіоди: ранній неонатальний (триває 7 днів) та пізній неонатальний (триває 21 день – з 8-го по 28-ий день життя дитини). Період новонародженості характеризується різною зміною умов існування організму, у зв’язку з переходом від внутрішньоутробного розвитку до існування у зовнішньому середовищі.  У цей період організм особливо чутливий до дії шкідливих факторів. У новонародженої дитини виникають різні пристосувальні рефлекторні реакції до нових умов життя – самостійне дихання й кровообіг, харчування. Починають самостійно працювати легені, серце, печінка та нирки. Кістки новонародженої дитини містять мало мінеральних солей, тому вони дуже м’які й легко викривляються за неправильного догляду. Кістки черепа також м’які, ще не зрощені по швах. У місцях з’єднання 3-4 кісток є так звані  вічка (тім’ячка), що до 10–12 місяців мають закритися. Рухи безладні, голівку дитина самостійно тримати не може. У новонародженої дитини підвищений обмін речовин, частота дихання становить 40–60 дихальних рухів за 1 хв. (для порівняння: у дорослої людини – 16–18 дихальних рухів за 1 хв.), а серцевих скорочень – 120–140 уд./хв. (для порівняння: у дорослої людини – 60–70; уд./хв.). Травна система, зокрема її залози, недорозвинена, тому; найменші порушення у годуванні або питному режимі можуть спричинити тяжкі розлади травлення. Нервова система також недорозвинена. Більшу частину доби дитина спить і прокидається тільки від голоду або неприємних відчуттів – холоду від мокрих пелюшок, болю у животику. Новонароджена дитина зовсім безпорадна і повністю залежна від піклування батьків. Опірність новонародженого організму впливам зовнішнього середовища дуже низька, тому дитина легко піддається захворюванням. У період новонародженості має місце кормління молозивом упродовж 8–10 днів.

Новонароджених на початковому періоді пристосування до умов позаутробного життя розділяють за рівнем зрілості на доношених і недоношених. Внутріутробний розвиток доношених дітей триває 39–40 тижнів,   недоношених – 28–38 тижнів. При визначенні зрілості враховуються не лише ці терміни, але і масу (вагу) тіла при народженні.

Доношеними рахуються діти з масою тіла не менше 2500 г (при довжині тіла 45 см), а недоношеними – новонароджені, що мають масу меншу 2500 г. Окрім маси і довжини, враховують й інші розміри, наприклад окружність грудей у співвідношенні з довжиною тіла й окружність голови у співвідношенні з обхватом грудей. Припускають, що окружність грудей на рівні сосків повинна бути більше половини довжини тіла на 9–10 см, а окружність голови – більше окружності грудей не більше ніж на 1–2 см.

Доношені діти мають наступні переваги порівняно з дітьми меншої ваги:

- легше переносять фізичні навантаження при пологах, під час проходження через родові шляхи;

- менша вірогідність появи дефектів при народженні;  

- нижчий рівень смертності;

- менша вірогідність виникнення розумової відсталості;

- легше переносять інфекційні захворювання, рідше хворіють;

- рідше зустрічаються розлади зору і слуху;

- менше проблем з порушенням поведінки;

- достатня зрілість органів і систем органів;

-  краще справляються із стресами.

У доношених новонароджених чітко виражена межа волосіння на лобі, довжина волосся досягає декількох сантиметрів, нігті на пальцях тверді. У недоношених дітей мале вічко і шви черепа відкриті, череп кругліший, ніж у дітей, що народилися в термін.

Близнюки частіше народжуються передчасно, при цьому, навіть якщо народяться у визначений термін, мають малу вагу тіла. Це пов’язано з обмеженими можливостями кровопостачання плаценти і здатності  розтягування матки. Гетерозиготні близнята частіше мають різну вагу при народженні. У жінок, що виношують близнят, більша ймовірність ускладнень вагітності (анемії, гіпертонії) та ін.

У грудний період дитина розвивається дуже швидкими темпами. За рік довжина її тіла у середньому збільшується на 25 см. Маса здорової дитини до четвертого місяця подвоюється, а до року – потроюється. Швидко розвивається опорно-руховий апарат. У два місяці дитина вже може на 1–2 хв. підняти голівку, у чотири – перевернутися зі спини на живіт. У 6 місяців вона може самостійно сидіти, у 6–7 – повзати, у 8 – тримаючись за перекладинку ліжка, ставати на ніжки, а в 10–11 місяців починає ходити.

Організм отримує основну масу поживних речовин з грудним молоком, у якому є, окрім поживних речовин, деякі антитіла, які забезпечують пасивний імунітет у новонародженого.

З 6 місяців починають прорізуватись молочні зуби. В грудному віці яскраво виражена нерівномірність у рості тіла. В першому півріччі грудні діти ростуть швидше, ніж в другому. В кожному місяці першого року життя з’являються нові показники розвитку. В перший місяць дитина починає усміхатись у відповідь на звернення до нього дорослих, в 4 місяці наполегливо намагається встати на ніжки (при підтримці), до року, як правило, ходить.

Швидко розвивається нервова система і психіка. Вища нервова діяльність дитини грудного віку перебуває в стадії диференціювання і вдосконалення, хоч функціонально переважає перша сигнальна система. Починає формуватись друга сигнальна система — мова, виробляються численні умовні рефлекси.

Раннє дитинство (ясельний період) характеризується тим, що дитина починає самостійно ходити, бігати, швидко костеніє скелет, харчується тією самою їжею, що й дорослі. До двох років у дитини з’являються всі 20 молочних зубів. Збільшується головний мозок, інтенсивно розвивається мова. Тривалість фізіологічного сну поступово зменшується, функція захисного опору і адаптації до мінливих умов середовища, зокрема функція теплорегуляції, продовжує розвиватись.

Після 2 років абсолютні та відносні величини річних приростів розмірів тіла швидко зменшуються.

У дошкільному періоді (перше дитинство) дуже швидко відбувається психічний розвиток дитини за рахунок моторики. Триває процес окостеніння скелета. В кінці періоду починається зміна молочних зубів на постійні. Продовжують розвиватись коркові і підкоркові центри головного мозку, закінчується формування чіткої мови. У цьому віці формуються риси характеру. До 7 років закінчується диференціювання структури кори головного мозку, а також інтенсивне наростання маси головного мозку. Гальмівний контроль кори головного мозку над інтенсивними реакціями підкірки починає розвиватись помітніше, ніж у шкільному віці.

Починаючи з 6 років, з’являються перші постійні зуби: перший моляр (великий корінний зуб) і медіальний різець на нижній щелепі.

Від 1 до 7 років вторинні статеві ознаки мало виражені, переважає „тип малої дитини” з відносно великою головою, порівняно короткими кінцівками. У цьому віці мускулатура слабка, м’язи не здатні до сильних і тривалих скорочень. Тулуб чітко не поділяється на грудний і черевний відділи. Вигини хребта не сформовані, велика рухомість суглобів, слабко розвинений щелепний апарат. Цей період називають „нейтральним дитинством”, оскільки хлопці та дівчата майже не відрізняються за розмірами та формою тіла.

Шкільний період – вирішальний період у фізичному, розумовому і духовному розвитку людини.

Молодшому шкільному періоду (друге дитинство) характерне сповільнення темпів росту (4–5 см на рік). У 7 років стійкішими стають шийний і грудний вигини хребта, міцніє скелет дитини, розвиваються і сильнішають м’язи, особливо дрібні. Продовжує розвиватись функція дихання, збільшується життєва ємність легень, розвивається диференціювання кольорів і правильне сприйняття форми, підвищується здатність розрізняти тони і висоту звуку. У цей період діти починають навчатися, оволодівають грамотою, читанням, математикою. Малювання, ліплення, писання, в’язання сприяють розвиткові дрібних м’язів кисті. У процесі навчання спостерігається розвиток розумових здібностей учнів.

У цей період розвиваються статеві відмінності в розмірах і формі тіла, а також починається посилений ріст у довжину. Темпи росту дівчаток швидші, ніж у хлопчиків, так як статеве дозрівання у дівчат починається на 2 роки раніше. Посилення секреції статевих гормонів (особливо у дівчат) зумовлює розвиток вторинних статевих ознак, послідовність появи яких досить постійна. У дівчат спочатку формуються молочні залози, потім з’являються волосся на лобку, дещо пізніше – під пахвами. Матка та піхва розвиваються одночасно з формуванням молочних залоз. Меншою мірою виражений процес статевого дозрівання у хлопців: лише до кінця даного періоду починає розвиватись прискорений ріст яєчок, калитки, а далі – статевого члену.

Середній шкільний вік (підлітковий, пубертатний) – це період статевого дозрівання, в якому відбуваються зміни в діяльності ендокринних залоз, особливо статевих. Триває у хлопців з 13 до 16 років, у дівчат – з 12 до 15 років. У цей час спостерігається подальше збільшення швидкостей росту – пубертатний стрибок, який торкається усіх розмірів тіла. Найбільший приріст у довжині тіла у дівчат має місце між 11 і 12 роками, за масою – між 12 і 13 роками. У хлопців приріст у довжині спостерігається між 13 і 14 роками, а приріст в масі тіла – між 14 і 15 роками. Особливо велика швидкість росту довжини тіла у хлопців, в результаті чого в 13,5–14 років вони обганяють дівчат за довжиною тіла. Значно посилюється процес окостеніння скелета, спостерігається збільшення м’язової сили. Маса головного мозку збільшується мало, однак дуже ускладнюється структура нервових клітин кори головного мозку. Кровоносні судини розвиваються повільніше, ніж серце, тому просвіт артерій на одиницю маси зменшується. Це може спричинити тимчасовий розлад кровообігу, внаслідок чого виникають запаморочення, тимчасове підвищення кров’яного тиску, порушення роботи серця. Такі зміни діяльності серцево-судинної системи з віком минають, але саме в підлітковий період їх потрібно враховувати в режимі праці та відпочинку. До 13 років у хлопців проходить мутація голосу. У хлопців, порівняно з дівчатами, більш триваліший пубертатний період і сильніше виражений пубертатний стрибок росту.

У пубертатному періоді виділяють дві фази: ранню (препубертатну) і зрілу (власне пубертатну). Препубертатна фаза починається у дівчаток у 7 років, у хлопчиків – 8 років. У цей час відбувається дозрівання  наднирникової коркової зони, яка продукує статеві гормони. Спостерігається посилення секреції кортикостероїдів (продуктами обміну андрогенів), котрі стимулюють скелетне та статеве дозрівання. Спадково зумовленими параметрами в препубертатній фазі є швидкість дозрівання скелета, прорізування зубів, статевий розвиток.

У фазу власне пубертатного  підперіоду  проходить дозрівання системи взаємодії гіпоталамус-гіпофіз-гонади. Знижується чутливість центрів гіпоталамусу до гальмівного впливу статевих гормонів (андрогенів та естрогенів), а також підвищується чутливість гонад до гонадотропних гормонів гіпофізу.

Статеві гормони разом з іншими факторами, зокрема, соматотропним гормоном, викликають великі морфофункціональні зрушення в організмі підлітка, тому існує підвищення ймовірності відхилень показників здоров’я. У цей час швидко збільшуються розміри тіла, змінюються його пропорції. Посилено розвивається мускулатура в чоловіків та відкладається жир у жінок.

Статеві гормони здійснюють виражений ефект на біохімічні обмінні процеси, підсилюючи анаболізм, що створює базу для стрибкоподібного росту (спурт), що спостерігається у хлопчиків 13–15 років, у дівчаток – 11–13 років.

Варто зазначити, що в пубертатному періоді активуються й інші залози внутрішньої секреції, гормони яких відіграють важливу роль у морфофункціональній перебудові організму (щитоподібна залоза, підшлункова залоза).

На фоні зазначених біологічних перетворень у цей час підсилюються процеси психологічного і культурного дозрівання, формуються соціально-психологічні властивості особистості.

У старшому шкільному віці (юнацький період) ще триває окостеніння в різних частинах скелета, але непропорційність у розвитку кісток скелета кінцівок і тулуба зникає. Зміцнюється м’язова система, підвищується м’язовий тонус, рухова активність і працездатність організму. Цей період збігається з періодом статевого дозрівання, яке супроводжується змінами діяльності залоз внутрішньої секреції. У 17–18 років школяр за розвитком м’язової системи наближається до остаточно сформованого типу дорослої людини. Період статевої зрілості у жінок настає після 20 років, у чоловіків після 22–24 років.

Зрілий вік відповідно до прийнятої періодизації настає у чоловіків у 22 роки, у жінок – у 21 рік. Перший період зрілого віку триває до 35 років. Це – найпродуктивніша фаза у житті людини, пора, коли розвиваються її здібності, можливості їх прояву в конкретній сфері діяльності. У цей період людина здебільшого створює сім’ю, народжує і виховує дітей. У віці 30–35 років виявляються деякі зміни фізіологічних реакцій, зміни обміну, які передують інволюції та певною мірою обмежують можливості людини до окремих видів спорту і трудової діяльності.

Другий період зрілого віку – триває від 36 до 60 років у чоловіків і до 55 років  у жінок. У цей відрізок часу життя людина намагається реалізувати себе в обраній професії. Протягом п’ятого десятиріччя відбуваються зміни, які визначають процес старіння. Разом з тим вмикаються і механізми, які забезпечують перебудову організму і його адаптацію. У жінок і чоловіків настає клімактеричний період – поступове згасання функції статевих залоз, дітородної можливості.

Похилий вік починається з 61 року в чоловіків і з 56 років у жінок. Багато людей зберігають у цей період достатньо високу професійну працездатність. У людей похилого віку зменшується ємність легень, збільшується артеріальний тиск, змінюються стінки кровоносних судин, розвивається атеросклероз. Знижується активність щитоподібної залози, зменшується основний обмін, відбувається інволюція статевих залоз і зниження продукції статевих гормонів. Імунні властивості організму поступово знижуються, у зв’язку з цим у людей похилого віку послаблюється механізм опору як проти збудників хвороб різної природи, так і проти власних клітин, які переродилися, або у яких виникли мутації.

Старечий вік у чоловіків та жінок починається у 75 років. У цьому віці багато людей ще мають ясний розум і здатні до творчої праці.

Старіння організму. Тривалість життя людини. З біологічного погляду, старінняуніверсальний і закономірний процес, якому властива поступовість, неухильне прогресування, що призводить до зниження адаптаційних можливостей та життєздатності індивідуума. До найбільш характерних зовнішніх ознак належать: зменшення росту (на 0,5–1 см за п’ятиліття після 60 років), зміна форми тіла (згладжування контурів, посилення кіфозу, перерозподіл жирового компоненту), зниження амплітуди рухів грудної клітки, зменшення розмірів обличчя внаслідок втрати зубів і редукції альвеолярних відростків щелеп, збільшення обсягу мозкової частини черепа, ширини носа і рота, зміни у шкірі (зменшення кількості сальних залоз, товщини епідермісу, сосочкового шару шкіри, посивіння волосся).

В одних системах вікові зміни виникають рано, але розвиваються повільно (наприклад, у кістковій тканині), у інших – настають пізніше, але потім швидко прогресують (наприклад, у центральній нервовій системі). Траекторію змін стану фізіологічних систем організму протягом життя називають гомеорезом.   

Для процесу старіння характерні зміни у функціонуванні важливих систем організму, зокрема регуляторних. Так, у центральній нервовій системі спостерігаються структурні (зменшення маси мозку, величини і щільності нейронів) та функціональні (зниження працездатності нейронів, зміни в електроенцефалограмі (ЕЕГ) перебудови. Проходить зниження гостроти зору, функції слухового апарату, смаку, частково шкірної чутливості.

Для ендокринної регуляторної системи характерне зменшення маси залоз, зниження їх гормоноутворювальної функції (щитоподібної, статевих залоз).

Зміни виникають в інших системах: знижується секреторна активність травних органів, життєва ємність легень, основних ниркових функцій, скорочувальна цілісність міокарда, сповільнюється ритмічна діяльність серця; різко знижується імунний гомеостаз, кількість і функціональна активність Т-лімфоцитів. Зниження активності системи імунітету призводить до розвитку аутоімунних процесів, зростання можливості утворення пухлин.

На фоні регуляторних і функціональних порушень спостерігається зниження основного обміну, сповільнюється біосинтез білку, збільшується вміст жиру у крові, тканинах, знижується функціональна активність клітин, порушується проникність мембран, зростає частота генних і хромосомних аберацій. Починаючи з 30–40-річного віку, у людини знижується швидкість нервової провідності, зменшується кількість крові, яка протікає через нирки, знижується фізіологічна активність серцевого м’язу, зазнають змін колагенові й еластичні волокна, у тканинах накопичується холестерин, солі кальцію і т.п. Клітини і тканини втрачають здатність до біохімічної та морфологічної регенерації.

У процесі старіння відбувається не тільки зниження функцій систем та їх дезінтеграція, але і включення протидіючих компенсаторних механізмів. Так, при зниженні рівня секреції деяких гормонів підвищується чутливість клітин до їх дії.

Як і початкові етапи онтогенезу, старіння проходить нерівномірно. Атрофія первинного органа імунітету – тимусу – розпочинається у 13–15 років, гонад у жінок – у 48–52 роки. Зрушення в кістковій системі можуть починатися рано, але розвиватися дуже довго. У центральній нервовій системі виникають і розвиваються дуже швидко. Неодночасний прояв старіння у різних системах організму називають гетеротропністю. 

Усі зміни в організмі, що відбуваються під час процесіву старіння, можна розділити на такі види:

  1.  Хронобіологічні зміни – вікові зміни тканин (чим більший термін життя, тим яскравіші такі зміни).
    1.  Онтобіологічні зміни – залежать вдбіологічного вку (наприклад, зміни нейрогуморальної регуляції).
      1.  Видоспецифічні зміни – властиві кожному виду (наприклад, зміни ферментів).
      2.   Індивідуальні зміни – притаманні окремим людям.

Поряд зі старінням в організмі діє процес вітаукта. Вітауктпроцес стабілізації життєдіяльності організму, що підвищує його надійність, спрямований на попередження ушкодження живих систем з віком та збільшення тривалості життя. На процеси старіння та вітаукта впливають як ендогенні фактори, так і довкілля, що зумовлює пошук оптимального способу життя, екологічних умов, що сповільнюють темпи старіння.

Люди старіють у різному віці. Тривалість життя та пристосувальні можливості в одному і тому ж віці у різних людей істотно відрізняються. При старінні зміни проходять на всіх рівнях організації живої матерії. Закономірні вікові зміни організму називаються гомеорезом.

У сучасній геронтології широко використовують терміни „фізіологічне” та „передчасне” старіння.

Фізіологічне, або природне, старіння характеризується визначеним темпом і послідовністю вікових змін, що відповідають біологічним, адаптаційно-регуляторним можливостям певної людської популяції.

Передчасне (прискорене) старіння характеризується швидшим розвитком вікових змін або ж більшою мірою їх прояву в певний віковий період.

При передчасному старінні більш виражене обмеження пристосувальних можливостей організму, що призводить до різкого скорочення резервних можливостей функціонування органів та систем.

Найбільш вираженими проявами передчасного старіння людини є легка перевтома, зниження працездатності, ранні зміни пам’яті, емоційної сфери, репродуктивної здатності, зниження адаптаційних можливостей серцево-судинної, дихальної систем та ін. Причиною прискореного старіння можуть бути емоційне перенапруження, різні захворювання (ішемічна хвороба серця, виразкова хвороба, цукровий діабет та ін.), психічні стреси, радіоактивне опромінення, психічні стреси, шкідливі звички, забруднення навколишнього середовища та багато інших факторів. хронічні захворювання органів дихання, , сприяють передчасному старінню.

Існує сповільнене (ретардоване) старіння, що призводить до збільшення тривалості життя – довголіття. В цих випадках вікові зміни з’являються значно пізніше, ніж, в цілому, в популяції.

За статистикою, частіше зустрічається передчасне старіння, тому є актуальним пошук засобів профілактики та лікування захворювань, що прискорюють старіння, оздоровлення навколишнього середовища пропаганда здорового способу життя, раціонального харчування, рухової активності.

Існує погляд, що еволюційний ріст тривалості життя залежить від зниження швидкості процесів старіння, підвищення ефективності захисних і репаративних процесів, що пов’язано з дією регуляторних генів.

Темп вікових змін визначається співвідношенням старіння та вітаукта. Механізми вітаукта можуть бути розділені на дві групи.

1. Генотипові – генетично запрограмовані механізми: а) система антиоксидантів, що зв’язують вільні радикали; б) система мікросомального очищення печінки, що знешкоджує токсичні речовини; в) система репарації ДНК, що ліквідує ушкодження цієї молекули; г) антигіпоксична система, що попереджує розвиток глибокого кисневого окислення.

2. Фенотипові – механізми, що виникають упродовж всього життя завдяки процесам саморегуляції та сприяють збереженню адаптаційних можливостей організму: а) появу багатоядерних клітин; б) збільшення розмірів мітохондрій; в) гіпотрофія та гіперфункція окремих клітин в умовах їх часткової загибелі; г) підвищення чутливості до медіаторів в умовах послаблення нервового контролю.

Рецесивний розвиток, або старіння, є результат послідовних вікових змін, які змінюють один  одного.  Їх характером і швидкістю визначається тривалість життя.

Тривалість життя будь-якого організму обмежена певною, характерною для кожного виду, часовою межею. Наприклад, тривалість життя вишні 100 років, дуба – 2000, сосни – до 3000 років. Серед тварин довгожителями є деякі види птахів – до 100 років, слони живуть близько 100 років.

Для людини видляють природну тривалість життя, під якою розуміють кількість років, довше яких людина не може жити, навіть за ідеальних умов довкілля. 

Тривалість життя людини залежить від багатьох причин, але вона, як у будь-якого іншого біологічного виду, має свої межі. Під видовою тривалістю розуміють той вік, до якого потенційно можуть дожити 80 % представників виду. Проте це не точна цифра, а діапазон коливань.

Французький біолог Ж. Бюффон розрахував, що тривалість життя людини повинна перевищувати тривалість її росту у 6–7 разів і складає близько 120– 140 років. Усі наступні розрахунки за різними критеріями були близькі до цієї цифри. Вважають, що природна тривалість життя є кількісною видовою ознакою і залежить від генотипу, становить 120–150 років, проте до 100-річного віку доживають лише окремі індивіди.

Середня тривалість життя певної групи, яка переривається смертністю, є показником здоров’я нації.

За останніх 100 років тривалість життя людей збільшилась на 14 років. На земній кулі середній термін для жінок – 73 роки, для чоловіків – 64 роки, загальна тривалість життя – 69 років. Середня тривалість життя людини в економічно розвинутих країнах становить близько 70–78 років, тоді як на початку кам’яного віку вона не перевищувала 18 років (у Стародавньому Римі середній вік стаовиви 28 – 30 років, 40-річних вважали старими. 60-річні готувались до жертвоприношення). Перше місце займає Японія, де тривалість життя становить 78,3 роки. Такому збільшенню сприяло поліпшення гігієнічних умов життя, зменшення дитячої смертності, значні успіхи у медицині в боротьбі з інфекціями, досягнення хірургії, зниження загальної смертності та ін.

На тривалість життя істотно впливає іонізуюча радіація, хімічні мутагени, стресові ситуації й інші ушкоджуючи фактори. На даний час запропоновано більше 200 гіпотез, що пояснюють причини і механізми старіння, які, в цілому, зводять до двох концепцій.

Перша концепція розглядає старіння як процес, що викликає нагромадження в організмі ушкоджених молекул, які накопичуються і порушують нормальне функціонування організму.

Згідно з другою концепцією, старіння це закономірно, генетично запрограмований процес, що завершує диференційований ріст, дозрівання.

Швидше за все, ці дві концепції необхідно поєднати, тому що вони доповнюють одна одну. Очевидно, що генетично запрограмоване не старіння, а тип обміну речовин, від якого залежить темп руйнування органів і систем. Популярною у світі є адаптаційно-регуляторна теорія старіння, автором якої є В.В. Фролькіс, згідно якої старіння – руйнуючий, імовірнісний процес, що розвивається в організмі з генетично запрограмованими властивостями.

Важливою демографічною проблемою більшості економічно розвинутих країн є поступове старіння людства на землі. Припускається, що у світі в 2025 році чисельність людей віком 60 років і старших у порівнянні з 1950 р. зросте у 5 разів, а людей старших 80 років – у 7 разів. Хворі старшого віку становлять значну частину контингенту лікувальних установ. У багатьох країнах кількість старих людей перевищує 15 %, в деяких країнах – навіть 20 % і має тенденцію до подальшого зростання.

Люди похилого віку стали окремою демографічною, соціальною та медико-біологічною категорією. У демографічній характеристиці мають значення наступні показники.

Демографічне навантаження – це число особин похилого та старечого віку при розрахунку на 1000 чоловік населення.

Індекс довгожительства визначається числом довгожителів при розрахунку на 1000 чоловік населення у віці 60 років та більше.

Довгожителі – це активна частина людей старечого віку, в межах СНД 70% зареєстрованих довгожителів у віці 100 років проживають на Кавказі або в Закавказзі, 10% – в Середній Азії, інші 20 % – на території Росії, України, Молдавії.

Показники довголіття у жінок вищі, ніж у чоловіків, але серед людей старших 100 років чоловіків більше, ніж жінок. Довгожителі є в районах з холодним і теплим кліматом, в горах і на рівнинах. Достовірним доказом довгожительства служить існування нащадків у п’ятому поколінні. Важливим вважається і те, що ряд показників стану їх здоров’я такий же, як у людини на 20–30 років молодшої. Спостереження за довгожиттєвими популяціями дозволили виявти сповільнені темпи соматичного і статевого дозрівання, менш виражену вікову еволюцію скелета, нижчий основний обмін у зрілому віці.

Звичайно, окремі системи організму у довгожителів функціонують краще, ніж у звичайних людей у віці 75–80 років (наприклад, система кровообігу, стан мозкових судин, електрична активність мозку мають менш виражені вікові зміни). Психологічна оцінка довгожителів вказує на їхню комунікабельність.

Довгожителі далеко не завжди здорові люди. У них може бути декілька захворювань: артеріальна гіпертонія, атеросклероз і ін. Разом з тим їх відрізняє високий рівень процесів працездатності.

Світовий рекорд довгожительства становить 180 років, його досяг осетин Тепсе Абзиве. Албанець Худне помер у віці 170 років, абхазець Халара Кнута прожив 155 років. Усі вони проживали в екологічно чистій місцевості, харчувались здоровою їжею, пили чисту воду, багато рухались. Характерно, що усі довгожителі ведуть осілий спосіб життя, за законами геронтології вони не переносять змін. Довше живуть інтелектуально високо розвинуті люди, які багато та інтенсивно працюють. Демокріт прожив 109 років, Гіппократ, Тіціан та Шоу – 94 роки, Мікеланджело – 89 років, Л.М. Толстой – 82 роки. Айвазовський і Тіциан після 90 років написали прекрасні картини, Шоу – п’єси, Гете, Пікассо, Стравінський, Рубінштейн і у 80 років створювали шедеври. І.П. Павлов у цьому віці писав наукові праці.

Статистичні дані свідчать про те, що негативно на тривалість життя впливають паління, надлишкове вживання алкоголю, переїдання, що призводить до ожиріння, неправильний режим харчування, сон менше чи більше 8 годин, гіподинамія, несприятливе екологічне та соціально-економічне довкілля. Велике значення має і стан психіки: щасливі люди, що задоволені своїм життям і хорошим соціальним становищем, живуть довше.

Середня тривалість життя жінок, як правило, вища, ніж чоловіків. Певною мірою це пояснюється соціальними факторами: особливостями праці чоловіків, пов’язаної з ризиком травматизму, шкідливими звичками (алкоголь, паління). Можливо, наявність двох Х-хромосом у жінок забезпечує вищу надійність генетичного апарату.

Для феномена довголіття мають значення як спадкові, так і чинники середовища, що взаємозв’язані. Надається значення і конституції людей. У сім’ях довгожителів спостерігається невисока дитяча смертність. Істотне значення для тривалості життя має вік батьків на моменту народження дитини: чим він більший, тим менша ймовірність довгожительства. Це пояснюється наростанням з віком мутацій в генетичному апараті статевих клітин батьків. Не дивлячись на те, що тривалість життя спадково запрограмована, реалізація цієї програми залежить від умов зовнішнього середовища.

Збільшення частки літніх людей викликало інтерес до геронтології (від грец. geron – старий, logos – вчення) – науки, що вивчає закономірності старіння живих організмів (вищих тварин та людини), а також окремі його аспекти: біологічні, медичні, психологічні, соціальні, економічні (Мечніков, 1903). Геронтологія вивчає закономірності старіння живих істот, зокрема людини, вікові біологічні зміни різних структур головного мозку, особливості взаємозв’язків між ендокринними органами, характерні для старіння зміни імунної системи, процеси старіння сполучної тканини та ін.

У даний час учені-геронтологи всього світу працюють над проблемою збільшення тривалості життя людини. Рішення цієї проблеми здійснюється двома шляхами: соціально-медичним, що ставить перед собою завдання забезпечити людям середню тривалість життя, і біологічним, кінцева мета якого – збільшення тривалості репродуктивного періоду, коли процеси старіння організму не позначаються на його діяльності.

В Україні і далеко за її межами відомі наукові досягнення Інституту геронтології АМН України (м. Київ). Одне з ключових питань геронтології – встановити роль генетичних чинників у старінні. Існує група спадкових хвороб, за яких передчасне старіння – основна нозологічна ознака. Ці хвороби називаються „прогерії”. Розрізняють прогерію дітей (синдром Хатчинсона-Гілфорда) і прогерію дорослих (синдром Вернера).

Геронтологія має три основні розділи.

Біологія старіння – розділ геронтології, що об’єднує вивчення процесу старіння живих організмів (вищих тварин і людини) на різних рівнях їх організації: субклітинному, клітинному, тканинному, органному та системному. Біологія старіння вивчає механізми нормального старіння тварин та людини, причини розвитку патологічних процесів, що властиві старіючому організму.

 Геріатрія – вчення про захворювання людей похилого та старечого віку. Вивчає виникнення, розвиток, діагностику, лікування та попередження вікової патології, особливості захворювань у похилому віці, а також організацію медико-соціальної допомоги особам старших вікових груп.

 Соціальна геронтологія вивчає вплив умов життя на процеси старіння та старіючу людину та розробляє заходи, спрямовані на усунення негативного впливу факторів зовнішнього середовища з метою максимального продовження активного та повноцінного життя людини. Це вчення про взаємозв’язок між віком старіючої людини, її здоров’ям та працездатністю в умовах оточуючого середовища.

Завершальною фазою онтогенезу є смерть. У людини розрізняють природну (фізіологічну) смерть, що настає внаслідок старіння, а також передчасну (патологічну) смерть, що настає під дією захворювань або внаслідок нещасного випадку.

Смерть – це неодномоментний процес, який можна розділити на два етапи. Перший етап – клінічна смерть, для якої характерні: втрата свідомості, припинення дихання та серцебиття, більша частина органів продовжують активно функціонувати. Негайні реанімаційні заходи ще можуть оживити людину, бо протягом цього періоду не має незворотних порушень процесу обміну речовин у клітинах головного мозку.

Через 4–6 хв. після припинення серцевої діяльності і дихання виникає так звана соціальна смерть, коли гинуть клітини кори головного мозку. Якщо в цей час вдалося оживити людину, вона залишиться розумово неповноцінною, в неї зникнуть набуті умовні рефлекси і не виникатимуть нові. Стан клінічної смерті поступово змінюється біологічною смертю. Вона настає не одночасно у всіх органах, що залежить від чутливості клітин до кисневого голодування. Найбільш чутливі до нестачі кисню нервові клітини головного мозку. Незворотні порушення в них настають через 6–7 хв. Для подовження стану клінічної смерті без переходу в біологічну використовують гіпотермію – зниження температури тіла шляхом його охолодження.

Розділ медицини, що займається оживленням людей, які знаходяться в стані клінічної смерті, називається реанімацією (оживлення). На даний час розроблені основні принципи реанімації, створені відділення реанімації, що дозволяє врятувати життя великої кількості людей.

Критичні періоди онтогенезу. Внутріутробний розвиток організму є складним, добре скоординованим поєднанням процесів ділення клітин, їх міграції, взаємодії, генної регуляції і диференціювання. Порушення будь-якого з них може викликати вади розвитку зародка. Відомо, що приблизно половина зародків не доживає до народження, причому у більшості з них порушення в розвитку виявляються на дуже ранніх стадіях. Такі зародки не можуть імплантуватися в стінку матки або не можуть в ній закріпитися. Вони спонтанно абортуються, і це може відбуватися до того, як жінка дізнається про свою вагітність.

Дефекти легень, кінцівок, рота можуть бути не виявлені, оскільки є безпечними для плоду, що знаходиться в організмі матері. Проте, після народження нормальна життєдіяльність організму не можлива. Приблизно 5 % усіх дітей, що народилися, мають відхилення в розвитку, одні з яких негативно впливають на розвиток, інші – сумісні з життям.

Наука про природжені порушення розвитку при спадкових аномаліях називається тератологією (від греч. teras – чудовисько, виродок), а чинники, відповідальні за їх виникнення, – тератогенами. Тератогени можуть діяти протягом певних критичних періодів розвитку, що характеризуються найбільшою швидкістю розвитку. Критичні періодице періоди найменшої стійкості (резистентності) зародків до факторів зовнішнього середовища. Природженні аномалії або уроджені вади розвитку – це тератоми.

П.Г. Свєтлов сформулював теорію критичних періодів розвитку та перевірив її експериментально. Суть цієї теорії полягає в утвердженні загального положення, що кожний етап розвитку зародка, в цілому, і його окремих органів починається відносно коротким періодом якісно нової перебудови.

У критичні періоди ембріон найбільш чутливий і сприятливий до різноманітних шкідливих впливів різної природи. Всебічне вивчення критичних періодів показує, що вони співпадають з активним морфологічним диференціюванням, з переходом від одного періоду розвитку до іншого, зі зміною умов існування зародка.

У розвитку людини П.Г. Свєтлов підкреслює велике значення таких критичних періодів: імплантації (6-7 доба після зачаття), плацентації (кінець другого місяця вагітності) і перинатального (пологи). Критичні періоди пов’язані з різкою зміною діяльності всіх систем організму матері (змінюється характер кровообігу, газообміну, живлення тощо). Крім того, є критичні періоди розвитку окремих органів на різних етапах розвитку зародка (плоду) людини.

Є підстави вважати, що різні гени починають функціонувати на різних стадіях онтогенезу, які збігаються з критичними періодами. Під впливом негативних факторів фізичної і хімічної природи виникають порушення нормального розвитку, які нагадують мутації.

Ранні стадії ембріогенезу (до 60 доби) вважаються критичними для всього організму, в цілому, на пізніших стадіях такі періоди існують і для окремих органів. Наприклад, для формування серця критичним вважається період між 3-м і 4-м тижнями внутріутробного розвитку; для розвитку зовнішніх статевих органів – між 8-м і 9-м тижнями. Мозок і скелет чутливі до шкідливих чинників у всі періоди розвитку, починаючи з 3-го тижня після зачаття до кінця вагітності і навіть після народження дитини. Зовнішні чинники, до яких особливо велика чутливість в критичні періоди, можуть прискорювати, уповільнювати або зовсім призупиняти розвиток. При цьому одні і ті ж порушення розвитку можливі при дії різних чинників, що свідчить про неспецифічну відповідь організму, що розвивається на негативні фактори

Виділяють декілька критичних періодів розвитку. До найбільш небезпечних відносять:

1) час розвитку статевих клітин – овогенез і сперматогенез;

2) момент злиття статевих клітин – запліднення;

3) імплантація зародка (4–8 доба ембріогенезу);

4) формування зачатків осьових органів (головного і спинного мозку, хребетного стовпа, первинної кишки) та формування плаценти (3–8-ий тиждень розвитку);

5) стадія посиленого росту головного мозку (15–20 тиждень);

6) формування функціональних систем організму і диференціювання сечостатевого апарату (20–24-ий тиждень пренатального періоду);

7) момент народження дитини і період новонародженості – перехід до позаутробного життя; метаболічна і функціональна адаптація;

8) період раннього і першого дитинства (від 2 до 7 років), коли закінчується формування взаємозв’язків між органами, системами й апаратами органів;

9) підлітковий вік (період статевого дозрівання – у хлопців з 13 до 16 років, у дівчат – з 12 до 15 років); одночасно зі швидким ростом органів статевої системи активується емоційна діяльність.

Вивчення  критичних періодів в ембріогенезі показує необхідність захисту материнського організму від шкідливих факторів, особливо на ранніх стадіях вагітності. Умови існування зародка в цей час позначаються на його ембріональному розвитку, а, отже, на всьому наступному періоді життя.

П.Г. Свєтлов, досліджуючи критичні періоди в розвитку організмів, виділив три групи дій зовнішнього середовища:

- шкідливі  дії зі смертельним результатом або що призводять до різних патологій;

- модифікуючі дії, що ведуть до відхилень від норми, які  не мають патологічного характеру;

- закономірна дія середовища, що забезпечує „норму розвитку“: кисневе забезпечення, живлення, температура.

Ступінь реалізації зовнішніх дій багато в чому залежить від самого організму, кожен період розвитку якого характеризується своїми індивідуальними особливостями пристосування (адаптації) до певних специфічних умов середовища і своїм рівнем стійкості до її різноманітних шкідливих впливів.

Загальної думки в оцінці критичних періодів не існує. Одні дослідники вважають, що найбільш чутливі до негативного впливу середовища ранні стадії розвитку, які відрізняються найбільшою однотипністю реагування. У міру розвитку організму специфічність відповідей на дію зовнішнього середовища посилюється. На думку інших, ембріони мало піддаються впливу зовнішніх дій, але якщо відбувається навіть незначна зміна яких-небудь структур і функцій на початкових етапах розвитку зародків (характер дроблення, склад рідини в бластоцелі), то вони можуть вплинути різноманітно, причому в геометричній прогресії, на формування тисяч різних ознак дорослих організмів. Зміни, що відбуваються з організмом під впливом середовища, будуть проходити навіть при незначних порушеннях, що лежать в основі тієї чи іншої функції, та будуть викликати великі видимі зміни.

Існують також специфічні тератогенні впливи на ріст і розвиток. До одного з класів тератогенів відносять чинники, що викликають генні мутації, такі, наприклад, як іонізуюча радіація та лікарські засоби (антибіотики). Вони можуть викликати розрив хромосом і змінювати структуру ДНК, що може стати причиною вкорочення або редукції кінцівок, роздвоєння піднебіння, сильного розумового відхилення при нормальному розвитку тулуба.

Ряд природжених захворювань обумовлений наявністю зайвих хромосом. Наявність зайвої Х-хромосоми в 21-й парі викликає синдром Дауна, розумову відсталість, вади серця, недорозвинення м’язової системи. Наявність лишньої хромосоми у людини чоловічої статі спричиняє за собою недорозвинення сім’яників, стерильність, слабкий розвиток вторинних статевих ознак, характерну статуру, відкладення жиру по жіночому типу, відсутність бороди і вусів, затримку розумового розвитку і т.д.

Тератогенами можуть бути і віруси. Зокрема, у жінок, що перенесли у першій третині вагітності краснуху, народжувалися діти з катарактою, хворобами серця і глухотою. Чим раніше вірус краснухи вражає вагітну жінку, тим більше ризик порушень розвитку зародка. Інфікування зародка на ранньому етапі розвитку вірусом герпесу, званого в народі “лихоманкою“, може мати летальний результат. Зараження цим вірусом на пізнішій стадії може привести до сліпоти, глухоти, церебрального паралічу, затримки розумового розвитку дитини. З таким же результатом діють на організм, що розвивається, й інші мікроорганізми (наприклад, збудник сифілісу), які, проникаючи через плаценту, приводять до смерті зародка вже на ранніх стадіях розвитку. Вони можуть викликати глухоту, ураження мозку, органів зору й на пізніших стадія.

Показано, що у вагітних жінок, що приймають алкоголь, його концентрація в крові плоду така ж, як і у матері. При цьому можлива ціла група порушень, відома під назвою алкогольного синдрому плоду. При вживанні вагітними алкоголю в кількості, більшій ніж на 50–85 г на добу, у їх дітей спостерігається відставання у фізичному і розумовому розвитку, що проявляється в дефектах розвитку голови (маленькі очі, товсті щоки, короткий ніс з широким переніссям, тонка верхня губа), кінцівок, сплющена верхня щелепа, підвищеній збудливості й ослабленій здатності до навчання, в порушеннях серцево–судинної системи. Вражаюча дія алкоголю, як і більшості наркотичних речовин, максимальна протягом перших трьох місяців вагітності. У батьків, котрі зловживають алкоголем, діти і після народження можуть відставати в розвитку, частіше і важче хворіють, багато хто з них гине в ранньому віці. Чим швидше після прийому алкоголю відбувається зачаття, тим пагубні ший його вплив на організм, що зароджується.

Аналогічну, а іноді й сильнішу, дію надають наркотики. Паління значно знижує кількість і рухливість сперматозоїдів у сім’яниках чоловіків.

Індустріальне суспільство виробляє сотні нових штучних речовин, які включаються в загальне споживання. Так, хімічні сполуки, що використовуються для захисту рослин і сільськогосподарських продуктів, – пестициди й інші отрути, потрапляючи в організм вагітної жінки, наприклад з їжею, викликають порушення нервової системи, зокрема головного мозку, що відображається на поведінці дітей.

В останні роки відкриваються все нові й нові прояви тератогенної дії різних ліків. Навіть передозування деяких вітамінів, наприклад вітаміну А, може привести до порушень розвитку плоду: відсутності вух або появи дефектів слуху, відсутності або зменшенню щелеп, розщепленому піднебінню (вовча паща), аномальному розвитку дуги аорти, неповноцінному тимусу і різних аномалій центральної нервової системи.

Ендокринні захворювання у вагітних часто спричинюють самовільний аборт чи порушення морфологічної та функціональної диференціації органів плоду, які визначають високу ранню дитячу смертність. Тератогенний ефект доведено для цукрового діабету. Діабетична ембріопатія проявляється комплексом уроджених вад, з яких 37 % – вади кістково-м’язової системи,       24 % – вади серця і судин, 14 % – вади центральної нервової системи. Вади розвитку дітей при цукровому діабеті матері спостерігаються у 6 % випадках.

Відома залежність стану здоров’я від віку батьків. Наприклад, уроджені вади опорно-рухової та дихальної систем дещо частіше виникають у дітей юних матерів, ніж у матерів 22–35 років. У дітей, чиї матері старшого віку, збільшується кількість множинних вад та розладів центральної нервової системи. Найбільш чітка залежність від віку матері спостерігається у випадках народження дітей з трисоміями: у віці 35–39 років – один випадок на 185, у віці 40–44 роки – один випадок на 63, а після 45 років – один випадок на 24 народжених.

Таким чином, на всіх етапах ембріонального розвитку під впливом різноманітних факторів можуть виникати відхилення від норми, від незначних до тяжких  вад розвитку.

Вплив спадковості та зовнішнього середовища на ріст і розвиток людини. Всі структурні та функціональні зміни організму людини в різні вікові періоди здійснюються під впливом спадковості й умов зовнішнього середовища. Спадковість (генетичний код) визначає потенційні можливості фізичного і розумового розвитку індивідуума. Одні гени контролюють життєво важливі функції, інші – процеси диференціювання і морфогенезу. Кожен ген надає як пряму, так і опосередковану дію. Прикладом прямої, первинної дії може бути зміна гемоглобіну в еритроцитах у разі мутації відповідного гена при серповидно-клітинній анемії. Вона супроводжується порушенням розумової і фізичної діяльності дитини, серцевою недостатністю, місцевими порушеннями кровообігу, збільшенням селезінки і порушенням роботи інших органів, що виникають унаслідок зміни гемоглобіну.

Від особливостей генотипу і дій навколишнього середовища залежить інтенсивність ростових процесів. З особливостями генотипу пов’язана низька довжина тіла африканських пігмеїв (від 125 до 150 см) і висока – у людей племені ватусси (в середньому 2 м), при середній довжині тіла європейців – 170см (чоловіків – 175см, жінок – 165 см). Проте, в кожній з груп, що характеризуються тією або іншою середньою довжиною тіла, зустрічаються окремі індивідууми, у яких цей показник може значно відрізнятися від середньої норми. Відхилення можуть виникати унаслідок дії на організм різних чинників середовища, що викликають через генетичний апарат клітин зміни в нервово-гуморальній регуляції росту і розвитку, зокрема, шляхом зміни кількості гормонів, які контролюють ростові процеси.

На ріст і розвиток дитини впливають такі чинники зовнішнього середовища, як харчування, емоційні та соціально-економічні чинники, положення дитини в сім’ї, якість взаємостосунків з батьками, вихователями, вчителями, товаришами, рівень культури суспільства. Ці чинники можуть порушувати, обмежувати зростання і розвиток дитини, а можуть, навпаки, стимулювати їх. Такі впливи відбуваються на всіх рівнях людського організму: молекулярному, клітинному, тканинному, органному, системному.

Середовищем визначається, в яких межах даний індивідуум може реалізувати свої спадкові можливості. Так, з дитини, що одержала спадково прекрасну статуру і хорошу координацію рухів, може вийти олімпійський чемпіон, якщо він ростиме в сприятливих умовах, що забезпечать йому хороше харчування та відповідне тренування. Інша дитина з такою ж спадковістю, але позбавлена нормального харчування і занять спортом, не зможе повною мірою реалізувати свої спадкові завдатки. Аналогічним прикладом може бути розвиток розумових здібностей дитини, для розвитку яких необхідне забезпечення відповідною освітою. Разом з тим ніякі, навіть найсприятливіші умови середовища, не дадуть можливості особистості вийти за межі спадкових завдатків, що є у нього: середовище лише сприяє або, навпаки, перешкоджає реалізації спадкових можливостей.

Поняття “середовище„ для людського організму включає не тільки чисто соціальні чинники, такі як фізичне виховання і освіта. У пренатальний період умови середовища для плоду створюються материнським організмом. Запліднена яйцеклітина успадковує завдатки, закладені в неї статевими клітинами. Проте, розвиток зародка визначається тими умовами, які може надати йому материнський організм. Тому здоров’я матері – запорука нормального розвитку плоду.

У період закладки органів (органогенезу) великою мірою виявляються мутації. Розвиток кожного органу, і тим більше, системи органів контролюється сукупною координованою дією сотень генів. У людини відомо понад 120 форми спадкової глухоти, яка виникає в результаті мутацій генів, що відповідають за формування слухового аналізатора. Описано також близько 250 спадкових вад очей, близько 150 спадкових аномалій розвитку скелета. Не менше 18 генів відповідають за нормальну диференціацію статі. Про порушення генетичного контролю над процесом онтогенезу свідчать численні хвороби, пов’язані з геномними і хромосомними мутаціями.

Хоча середовище не може змінити основний спадковий тип розвитку даного покоління, за наявності певних умов воно здатне зробити на статеві клітини такий вплив, який змінить спадковий тягар нащадків. Більшість чинників, що надають шкідливу дію на організм, не впливають на статеві клітини, проте сильно діючі чинники, такі як радіаційне опромінювання, можуть викликати зміни хромосом статевих кліток, внаслідок чого виникають мутації, що передаються спадково і, звичайно, несприятливі. Хоча способи виправлення багатьох генетичних порушень поки не розроблені, сучасна медицина може правильно діагностувати на стадії пренатального розвитку більшість хвороб, пов’язаних з порушеннями в генах і хромосомах. Для профілактики спадкових порушень надзвичайно важливим є виявлення причин, що викликають “помилки розвитку“.

Фізичний та психічний розвиток дітей та підлітків. Формування людського організму продовжується після народження та завершується до 22–25 років. У періоди росту та розвитку організму збільшуються маса і поверхня тіла з одночасним розвитком функцій органів і систем.

Зміни показників фізичного розвитку, що відбуваються в різні періоди росту організму, неоднакові за своєю інтенсивністю. Найбільше збільшення всіх показників спостерігається на першому році життя дитини. У дівчаток максимальні зміни більшості показників фізичного розвитку здійснюються швидше (у 7, 9, 11 і 13 років), ніж у хлопчиків (у 8, 10 і 12 років). Швидкість росту особливо інтенсивно збільшується в період статевого дозрівання. Видовження тіла закінчується у дівчат в 16–17 років, у хлопців у 18–19 років.

Досягнення зрілості – тривалий процес. Серед вищих ссавців у людини найтриваліше дитинство, протягом якого відбувається розвиток мозку і становлення психічних функцій – мови, мислення, свідомості, для  нормального розвитку яких необхідне спілкування з іншими людьми. На розвиток дитини роблять вплив харчування, догляд, клімато-географічні фактори, сім’я, школа, подвір’я, на якому зростає, оточуючі предмети, люди (діти і дорослі), життєві події та інше. Все це має значення не лише для фізичного розвитку, але і надзвичайно важливо для адекватного психічного розвитку дитини, для чого необхідні не лише сприятливі обставини в сім’ї, дитячому колективі, але і любов найближчих людей – батьків, друзів і т.д. Для дитини однаково шкідливі як надмірна увага, так і  її занедбаність.

Позитивний вплив на ріст і розвиток організму має явище гетерозису (від грецьк. heteroiosis – перетворення), або “гібридної потужності“, яке проявляється в більшій довжині тіла, прискореному розвитку, більшій тривалості життя і тривалості репродуктивного періоду, в більшій стійкості по відношенню до інфекцій. Причини вдалого поєднання генів і їх взаємодії, в основному, у гібридів першого покоління в даний час не встановлені. Відомо, що гетерозис особливо часто зустрічається у людей, батьки яких відносяться до різних національностей і до шлюбу перебували географічно розмежовані. Звідси зрозуміло, що в даний час, коли удосконалення засобів зв’язку, міграція населення в інші країни, дозволяє долати географічну ізольованість, гетерозис починає виконувати особливо важливу роль в еволюційному розвитку людського суспільства.

При споріднених шлюбах часто виникає протилежне явище: діти слабо розвинені фізично, схильні до інфекційних захворювань, часто виникають спадкові захворювання, характерна мала тривалість життя.

Показники росту та розвитку дітей одного календарного (паспортного) віку можуть в значній мірі відрізнятись, тому існуюча система формування дошкільних і шкільних груп дітей по календарному віку не зовсім виправдана. Враховуючи можливості затримки в розвитку або випереджаючий розвиток, що особливо часто зустрічається в останні десятиліття, необхідно визначати біологічний вік людини, що відображає ріст, розвиток, дозрівання, старіння організму і визначається сукупністю його структурних, функціональних і пристосувальних особливостей. У більшості дітей календарний і біологічний віки співпадають. До показників фізичного розвитку відносять довжину і вагу тіла, окружності (кола) голови і грудної клітки. Їх називають антропометричними показниками. Для кожного вікового етапу характерна їх певна величина.

Впродовж усього періоду внутріутробного розвитку, а також дитячого віку розвиток організму йде нерівномірно. Верхня частина тіла випереджає в рості та розвитку нижню, а центральні частини (голова і тулуб) розвиваються швидше за периферичні відділи (кінцівки). У період статевого дозрівання кінцівки ростуть швидше голови і тулуба.

Вікові зміни довжини тіла. Найбільш інтенсивні зростання і розвиток людини в перший рік життя. Середня довжина тіла новонароджених дівчаток складає 52,2 см, хлопчиків 52,6 см; за перший рік життя вона збільшується на 25 см. На другому році вона зростає на 10–15 см, на третьому році життя – на   8 см. Потім до 6 років щорічна надбавка довжини тіла складає 4–5 см.

Збільшення довжини тіла в 6–7-річному віці на 8–10 см одержало назву напівростового (або ростового) стрибка. В період статевого дозрівання (11–14 років) відбувається ростовий (II ростовий), або пубертатний, стрибок. Довжина тіла при цьому зростає протягом першого року відразу на 11–12 см, а в останній рік на 6–7 см. Під час росту змінюються пропорції тіла, що добре помітно за співвідношенням розмірів голови і тулуба. У новонародженого це співвідношення 1:4, тоді як у дорослого 1:8.

Збільшення довжини тіла і ваги протягом кожного року відбувається циклічно. Так, зростання довжини тіла найінтенсивніше йде в літні місяці, тоді як збільшення ваги в основному доводиться на осінній період.

Вікові зміни маси тіла. Вага тіла новонароджених дівчаток складає в середньому 3,4 кг, хлопчиків 3,5 кг. Відразу після народження вага новонародженого зменшується приблизно на 200 г, а потім починає інтенсивно зростати: за перший місяць життя маса збільшується на 600 г, за другий і третій на 800 г, а в кожен наступний (до одного року) щомісячне збільшення на 50 г менше, ніж в попередній місяць. Первинна вага тіла дитини до 4–4,5 міс. приблизно подвоюється, а до року потроюється і складає 10,3 кг – для хлопчиків і 9,8 кг – для дівчаток. За перший рік життя збільшення складає 6–7 кг, за другий 2–3 кг, в подальші три роки 1,5–2,0 кг, на 6-у і 7-у році життя знову зростає. Пік швидкості збільшення ваги тіла у дівчаток доводиться на 13 років (5,0–5,5 кг за рік), а у хлопчиків на 15 років (5,5–6,5 кг за рік).

Окружність грудної клітки у новонародженого складає 34–36 см. За перший рік збільшення складає 11–13 см, за другий 3–3,5 см, за третій 2–2,5 см. До 6 років даний показник досягає в середньому 58 см (56,9 см – у дівчаток і 59,1 см – у хлопчиків). Максимальне збільшення окружності доводиться на пубертатний період, причому хлопці значно переважають дівчат.

Вікові зміни пропорцій тіла. У новонародженого довжина голови складає 1/4 частину загальної довжини тіла, у 2-річного – 1/5, у 6-річного – 1/6, а у дорослого – 1/8. У новонароджених довжина верхніх і нижніх кінцівок приблизно однакова і складає 1/3 довжини тіла. До 7 років довжина ніг з 18 см подовжуються до 62,0–63,0 см, довжина рук збільшується до 7 років (52–54 см). Значно менше змінюється довжина тулуба: до 8 років вона стає рівною 36,9 см.

За весь період розвитку довжина нижніх кінцівок збільшується в 5 разів, рук – у 4 рази, а тулуба – у 3 рази.

Реактивність – здатність організму відповідати на подразнення адекватними реакціями. Характер відповіді організму визначається особливостями його функціональних процесів, тому на одне й те ж подразнення організм може відповідати протилежними реакціями.

Резистентність – стійкість організму до подразнень шкідливих факторів зовнішнього середовища. Резистентність забезпечується спеціальними, виробленими в процесі еволюції, біологічними механізмами, що характеризуються стійкістю людини до впливу інфекційних уражень (мікроби, віруси), переохолодження, факторів, що травмують психіку та т.п.

Реактивність та резистентність дитини є біологічними властивостями, але їх формування залежить не лише від спадковості. Остаточне “шліфування” цих особливостей організму здійснює середовище.

Визначення готовності дітей до навчання у школі. Проблема визначення готовності дитини до навчання у школі є досить актуальною. Початок навчання у школі є переломним моментом життя, який викликає зміну стереотипів, вироблених в дошкільних закладах і сім'ї. Тривалі й систематичні навчальні заняття, значне статичне навантаження, вимоги режимного і дисциплінарного характеру, призвичаювання до життя і спілкування в колективі, постійне оцінювання педагогами навчальних досягнень і поведінки – все це супроводжує першокласника від початку його шляху до здобуття середньої освіти.

Під шкільною зрілістю розуміють особливий стан морфофункціонального розвитку дитини, який здатний забезпечити комплексне пристосування її організму без шкоди для здоров’я до систематичних навчальних занять. Шкільну зрілість визначають за антропометричними показниками, функціональним станом різних органів і систем організму (частота серцевих скорочень, артеріальний тиск, рівень обміну речовин, кількість постійних зубів та ін.; про відсутність хронічних захворювань та інших значних порушень у стані здоров’я).  А також за рівнем розумової працездатності, розвитку мови (розвинуте образне мовлення, достатній запас слів, вміння будувати поширені речення, відсутність виразних дефектів звуковимови), моторики, довільної уваги і т.п. Наукові дослідження дають підставу вважати, що у значної частини дітей 6-річного віку основні фізіологічні системи є достатньо зрілими і готовими до умов навчання. На думку психологів, перехід до систематичного навчання, стимулює подальший розвиток психіки дитини, її пізнавальної та особистісної сфери.

Проте, діти одного календарного віку можуть суттєво відрізнятися за рівнем морфофункціональної зрілості, що вимагає необхідності при вступі до школи враховувати не лише їх календарний, але й біологічний вік.

Одним з найчастіше використовуваних тестів на шкільну зрілість є тест Керна в модифікації Ірасека (Керна-Ірасека), що дає змогу створити загальне враження про рівень психічного розвитку дитини, а саме: ступінь зрілості сенсомоторики, рівень координації пальців рук, рухливість нервових процесів тощо. Він полягає у тому, що дітям пропонують виконати 3 завдання: намалювати людину, скопіювати фразу з трьох коротких слів (наприклад, “спати бо час”) і змалювати 10 крапок, розташованих у формі п’ятикутника. За кожне завдання виставляється оцінка: найвищою оцінкою вважається 1, наймешою – 5. Рівень “зрілості” визначається за сумарною кількістю балів, яку одержить дитина, виконавши всі три завдання: у зрілих дітей загальна оцінка складає 3–5 балів (готові до систематичного навчання), у средньозрілих – 5–9 балів (вказує на необхідність пильнішої уваги до таких дітей у процесі навчання, хоча вони також вважаються готовими до школи), у незрілих – 10 і більше (свідчить про неготовність дитини до навчання в школі).

Діти, які готові до навчання в школі повинні намалювати фігуру людини з головою, тулубом та кінцівками, зобразивши деталі – ніс, вуха, очі, рот, волосся, шию, пальці; точно скопіювати десять крапок, довівши цим здатність до наслідування; написати фразу, відтворивши при цьому штрихи букв, їх нахил і поставивши крапку в кінці фрази.

Згідно дослідженням, проведеними на вище вказаними тестуваннями, існують такі дані: у віці 5 років 90 % дітей відноситься до незрілих, у 6 років – 51 %, в 6,5 років – 32 %, у 7 років – 13%, у 8 років – 2%; причому, у віці 5,5 – 6,5 років більша кількість незрілих дітей спостерігається серед хлопчиків, в 7 років таких відмінностей уже не відмічено. Незрілі діти менш здатні адаптуватися до нових для них шкільних умов: у них нижча розумова працездатність, велика стомлюваність, триваліший період адаптації до навчальної діяльності.

Ще одним способом визначення фізичної готовності дитини до шкільних навантажень є “філіппінський” тест визначення шкільної зрілості. Дитину просять дістати правою рукою ліве вухо, причому рука повинна охоплювати голову зверху. Якщо дитина добре справляється із завданням, тобто пальці руки дістають вуха і при цьому положення голови залишається прямим, це свідчить про достатню “зрілість” і готовність дитини до систематичного навчання. Коли дитина не може дотягнутися рукою до вуха або ж нахиляє голову, щоб виконати завдання, тоді говорять про неповну готовність дитини до шкільного навчання. Очевидно, що тест простий у використанні і може бути застосований не лише психологами чи педагогами, але й батьками, оскільки причиною шкільної незрілості, разом з патологією вагітності і пологів, можуть бути такі чинники, як низький культурний рівень батьків, погані побутові умови і т.д.

Вивчення розвитку дітей показало, що ранній початок навчання в школі не позначається негативно на формуванні психічних і фізичних функцій організму, що розвивається. У 6–7-річних дітей за перший рік навчання надбавки ваги і довжини тіла, а також обхвату грудної клітки були однаковими. Причому, якщо частина часу діти знаходяться в стані рухової активності, такі функціональні показники, як сила м’язів і життєва ємність легень, збільшуються у дітей з 6 до 7 років більшою мірою, ніж у дітей, що залишаються в цьому віці в дитячому саду. Не було істотної різниці у 6-річних школярів у порівнянні з дітьми цього ж віку, що відвідували дитячий садок.

Для 6-річних першокласників необхідна спеціальна організація режиму дня: менша тривалість уроку, збільшення рухової активності, денний сон, раціональне харчування, тривале перебування на повітрі. При недотриманні цих умов можливі порушення в розвитку дітей, особливо у дітей з уже наявною затримкою в розвитку. В той же час правильна організація процесу навчання дітей в школі з 6 років сприяє їх розвитку і швидшому переходу з категорії незрілих у середньозрілі та зрілі.

Акселерація та ретардація розвитку. Акселерація розвитку – (від лат. acctleratio – прискорення фізичного розвитку та функціональних систем організму дітей та підлітків.

В останні десятиліття у всіх країнах світу відбулися істотні зміни у фізичному розвитку дітей: збільшилися антропометричні показники, спостерігається прискорення розвитку і раннє настання статевої зрілості. Ці зміни виявляються в різних країнах незалежно від географічного положення, клімату, раси. Їх називають також секулярним трендом, або віковою тенденцією. Взагалі, під цим терміном розуміють не лише збільшення розмірів тіла дорослих людей, але і збільшення тривалості життя, пізніше настання менопаузи у жінок, зміни у швидкості розвитку психічних функцій і ряд інших змін у розвитку людини.

Акселерація виявляється вже у внутріутробному періоді розвитку і добре виражена у новонароджених. Так, маса тіла дітей при народженні за останні 100 років стала більшою на 100–300 г. Збільшились довжина і вага тіла 6-місячних і однорічних дітей: за останні 75 років вага тіла 6-місячних дітей збільшилася на 500 г, довжина тіла – на 1,5 см; однорічні діти стали на 5 см довшими та на 1,5–2 кг важчими. У останні десятиліття окостеніння скелета завершується на 1–3 роки швидше встановлених раніше термінів, швидше з’являються постійні зуби; статеве дозрівання дівчат закінчується в 16–17 років, хлопців у 18–19 років. Доросла людина нині на 10 см вища, ніж 100 років тому.

Існують різні причини акселерації – зовнішні, средовищні (краще, збалансоване харчування, заняття спортом, рівень радіації й ін.) і спадкові.

Різні теорії пояснюють явище акселерації. Одні вчені пов’язують її з посиленим ультрафіолетовим опроміненням, вважаючи, що сучасні діти більше піддаються дії сонячної радіації (геліогенна теорія). Інші пояснюють акселерацію впливом гормонів, треті – дією на організм посиленої космічної радіації та магнітних хвиль. За деякими даними, акселерація зумовлена збільшенням споживання білків (аліментарна теорія), вітамінів і мінеральних солей (внутрігенна теорія).

Існують припущення і про те, що явище акселерації виникло в результаті дії на організм несприятливих чинників, що мають місце в міських умовах життя (високий темп, шум і т.п.). Є теорії, що пояснюють акселерацію генетичними чинниками. При цьому зміну довжини тіла пов’язують з циклічними змінами в природі, що викликають спалахи підвищення росту. Насправді, в історії людства можна відзначити коливання довжини тіла людини: маленькі неандертальці та великі кроманьйонці, відносно низька довжина тіла росту людей в середні століття та збільшення її з кінця минулого століття.

Ретардація розвитку (від лат. retardatio – сповільнення, затримка) – затримка фізичного розвитку та формування функціональних систем організму дітей та підлітків, біологічні механізми якої вивчені недостатньо. Припускають, що важливе значення мають ендогенні (спадкові, вроджені та набуті в постнанатальному онтогенезі органічні ураження) та екзогенні (різноманітні фактори соціального походження) причини.

Таким чином, людський організм безперервно росте і розвивається, паралельно з чим  здійснюється морфологічна диференціація та функціональна спеціалізація певних тканин та частин тіла. Цей якісний фактор визначається змінами структури, складу та функцій організму, змінюється нерівномірно до формування дитини як дорослого індивіда. Індивідуальний розвиток відбувається відповідно до генетично обумовленої послідовності, яка реалізується при взаємодії організму з умовами середовища. Перехід від одного етапу розвитку до іншого здійснюється в короткі відрізки часу, які називають критичні періоди онтогенезу. У їх визначенні провідне значення має швидкість (час) розвитку фізіологічної функції. Отже, поряд з гармонійним розвитком існують етапи найрізкіших анатомо-фізіологічних перетворень. Актуальною є проблема сповільнення процесів біологічної, психологічної та соціальної інволюції та подовження активного довголіття.

Питання для самоконтролю:

1. Вікова періодизація.

2. Поняття про онтогенез.

3. Пренатальний онтогенез, характеристика основних етапів.

4. Найхарактерніші риси постнатального періоду розвитку людини.

5. Тривалість життя людини.

6. Старіння організму.

7. Критичні періоди онтогенезу.

8. Показники фізичного розвитку дитини. Вікові зміни.

 Література для поглибленого вивчення:        

  1.  Ермолаев Ю.А. Возрастная физиология. М.: Высшая школа, 1985. - 384 с.
  2.   Леонтьева Н.Н., Маринова К.В. Анатомия и физиология детского организма: (Основы учения о клетке и развитии организма, нервная система, опорно-двигат. аппарат): Учеб. для студентов пед. ин-тов по спец. № 2111 «Педагогика и психология (дошк.)». – 2-е изд., перераб. – М.: Просвещение, 1986. – 287 с.: ил.
  3.   Любимова З.В. и др. Возрастная физиология. В 2 ч. Ч. 1: Учебник / З.В. Любимова, Н.В. Маринова, А.А. Никитина. – М.: ВЛАДОС, 2004. -  304 с.
  4.   Маруненко І.М., Неведомська Є.О., Бобрицька В.І. Анатомія і вікова фізіологія з основами шкільної гігієни: Курс лекцій для студентів небіологічних спеціальностей вищих педагогічних навчальних закладів. – К.: Професіонал, 2004. – 480 с.
  5.   Медична біологія / За ред.. В.П. Пішака, Ю.І. Мажори. Підручник. – Вінниця: НОВА КНИГА, 2004. – 656 с.: іл. ISBN 966-7890-35-X.
  6.  Филатова С.А., Безденежная Л.П., Андреева Л.С. Геронтология. – Ростов Н/Д: Феникс, 2004. – 512 с. (Серия “СПО„).

МОРФОФУНКЦІОНАЛЬНІ ОСОБЛИВОСТІ ОПОРНО-РУХОВОГО АПАРАТУ У РІЗНІ ПЕРІОДИ ОНТОГЕНЕЗУ

Роль руху у фізичному та психічному розвитку дітей. Опорно-рухова система забезпечує рух організму в просторі,  що є однією з основних функцій організму для його існування. Не має жодної форми людської діяльності, яка протікала б без руху. За висловом І.М. Сєченова (1952), усе безкінечне різноманіття зовнішніх проявів психічної діяльності походить від одного лише явища – м’язового руху. У людини з функціями опорно-рухового апарату пов’язане те, що забезпечило йому перевагу перед іншими представниками органічного світу: власне людські якості – працю та мову, що є важливими руховими силами антропогенезу.

Функціональна активність організму людини і тварин характеризується різноманітними руховими актами. Поперечнопосмуговані м’язи забезпечують скорочування серця, переміщення тіло в просторі (локомоції), рухи очних яблук, ковтання, дихальні рухи, а також рухливий компонент мови та ін. Гладенькі м’язи входять до складу стінок судин, бронхів, сечового і жовчного міхурів, шлунково-кишкового тракту та інших внутрішніх органів, а також шкіри.

Розвиток організму та його зв’язок з навколишнім середовищем неможливі без вищеназваних та інших форм рухової активності, прояв яких здійснюється при постійній взаємодії з вегетативними органами, тканинами та внутрішнім середовищем.

Рух є важливим фактором нормального розвитку дитини. Вже в ембріональному періоді рухова активність в значній мірі випереджає темпи загального розвитку організму, ще більшого значення вона набуває в постнатальному розвитку. Майже 50% часу дитина проводить у русі. Обмежувати її рухову активність – значить гальмувати розвиток дитини. Постійне м’язове навантаження сприятливо впливає на розвиток: покращується стан серцево-судинної та дихальних систем, збільшується маса головного мозку, покращується його функціональний стан.

Особливо важливу роль відіграє рух у психічному розвитку дитини. За даними М.М. Кольцової (1973), існують дві форми впливу рухів на функції мозку: специфічна та неспецифічна. Перша пов’язана з тим, що рухові ділянки головного мозку є необхідним елементом його діяльності як цілого. Інша форма пов’язана з впливом руху на працездатність коркових клітин, підвищення якої сприяє формуванню нових умовно-рефлекторних зв’язків та функціонуванню старих. Провідне значення належить рухам рук, особливо тонким рухам пальців: так, діти в результаті тренування тонких рухів пальців досить швидко володіють мовою.

Отже, рух дитини є не лише важливим фактором фізичного розвитку, але необхідний для розвитку власне людських функцій: мови і мислення. Тобто є необхідним фактором нормального психічного розвитку дитини.

Організм людини на будь-якому віковому етапі є єдиним цілим. Усі його фізіологічні системи: нервова, опорно-рухова, серцево-судинна та ін. – тісно взаємопов’язані, функціональні зміни в одній з фізіологічних систем призводять до змін діяльності в іншій. Наприклад, нервова система керує роботою опорно-рухової системи, нервові імпульси викликають м’язові скорочення, забезпечуючи їх узгодженість між собою, та змінюють в м’язах інтенсивність обмінних реакцій. М’язова діяльність, в розумних межах, здійснює тонізуючий вплив на функціональний стан усіх відділів нервової системи. Позитивно впливає м’язова діяльність і на вегетативні функції організму: активізується дихання та робота серцево-судинної системи, змінюються процеси обміну речовин, процеси виділення і т.д.

Особливе значення м’язова діяльність має на організм дитини, що росте. Обмеження рухливості або м’язові перевантаження порушують гармонійність розвитку і є важливим патогенетичним фактором у розвитку багатьох захворювань. Тому, навчання та виховання передбачають не лише розвиток розумових здібностей дитини, але і їх фізичне удосконалення.

До системи органів руху й опори відносять сукупність кісток, з’єднання між ними і скелетні м’язи. Кістки – пасивна частина опорно-рухової системи, а скелетні м’язи – активна, яка приводить кістки у рух.

У скелеті людини розрізняють осьовий скелет (хребетний стовп, грудну клітку, чеpeп) та скелет кінцівок (верхні кінцівки з плечовим поясом і нижні кінцівки з тазовим поясом).

За допомогою скелета тіло зберігає певну форму, забезпечується опора всій масі тіла. Скелет, до якого прикріплені внутрішні органи, захищає їх від різного роду пошкоджень: у черепі розмішуються головний мозок і органи чуттів, у хребті – спинний мозок; груднина і ребра захищають легені і серце. Кістки скелета виконують рухову функцію, зумовлену тим, що при скороченні прикріплених до них м’язів, кістки виконують роль важелів. Скелет приймає активну участь в обміні речовин, зокрема в підтриманні на певному рівні мінерального складу крові. Кровотворну функцію виконують переважно плоскі кістки, у губчастій тканині яких знаходиться червоний кістковий мозок. Скелет є депо мінеральних солей і мікроелементів, впливаючи на мінеральний обмін, а м’язи, депонуючи глікоген, – приймають участь у вуглеводневому обміні.

Ріст та розвиток кісток. У людини кісткова тканина з’являється на 6–8-му тижні внутріутробного розвитку. Кістки розвиваються з ембріональної сполучної тканини (мезенхіми) і в процесі свого розвитку проходять три стадії: перетинчасту, хрящову та кісткову. Проте,  є кістки, які не проходять хрящової стадії (кістки склепіння, деякі лицьові кістки, ключиці), а також ребра, які частково зберігають в дорослому організмі хрящову будову. Кісткоутворення на місці сполучної тканини (перетинчасті) та  на місці хрящового зачатку – так звані хрящові кістки – проходить одночасно, але в хрящовому зачатку воно ускладнюється паралельними процесами росту та руйнуванням хряща.

Кістки, що розвиваються безпосередньо з мезенхіми, називаються первинними або покривними кістками (кістки склепіння, лицьові кістки, ключиці), що утворюються на місці хряща – вторинними.

Первинні кістки утворюються на початку третього місяця розвитку. Спочатку розмножуються клітини мезенхіми – остеобласти, у результаті скупчення яких утворюється скелетогенний зачаток. Поступово клітини зачатка накопичують солі кальцію та фосфору. Остеобласти перетворюються в кісткові клітини з відростками – остеоцити, які пізніше з’єднуються між собою кістковими перетинками і зливаються в загальну кісткову масу. Сполучна тканина на поверхні кістки перетворюється в окістя.

Вторинні кістки закладаються у вигляді хрящових зачатків, вкритих охрястям, які поступово також накопичують солі кальцію та костеніють. Ще до народження дитини сполучна тканина замінюється хрящовою, після чого відбувається поступове руйнування хряща і утворення замість нього кісткової тканини. Процес окостеніння дуже тривалий, відбувається протягом усього періоду розвитку організму.

Розвиток кістки на місці сполучної тканини починається з того, що в зачаткові, що утворюється, проходить проліферація місцевих мезенхімних елементів з одночасним утворенням великої кількості кровоносних судин – скелетогенний мезенхімний синцитій. У цій ділянці проходить посилене утворення колагенових фібрил і диференціювання мезенхімних елементів у кістковоутворювальні клітини – остеобласти. Вони мають відростки, якими з’єднуються одна з одною, утворюючи остеобластичний синцитій. Між остеобластами незабаром з’являється міжклітинна речовина кістки по типу остеоїду. Частина остеобластів оточується цією речовиною і перетворюється в остеоцити, частина розташовується прошарками по її поверхні. Фаза зникнення відростків кісткової речовини полягає в накопичуванні остеоїду мінеральних солей (головним чином вапнякових).

Розвиток кістки на основі хряща (кістки тулуба, кінцівок, основи черепа) – процес складніший. Хрящовий зачаток за своєю будовою – модель майбутньої кістки. У хрящовій стадії кожен зачаток кістки оточений надхрящем (перихондром), внутрішній шар якого прилягає до хрящової тканини й є ростковим. Формування кістки виникає із однієї або декількох точок окостеніння, перша з яких формується в середній частині хряща 7–8-му тижні ембріогенезу та поступово розвивається в сторони, доки не сформується уся кістка. Спочатку внутрішній шар надхряща продукує молоді кісткові клітини (остеобласти), які відкладаються на поверхні хряща (перихондральне окостеніння). Надхрящ поступово перетворюється в окістя, а молоді кісткові  клітини, що  утворюються, нашаровуються на попередні шари кісткової тканини методом накладання (апозиції), формуючи на поверхні хряща кісткову пластинку. Таким чином, за рахунок окістя кістка росте у товщину (періостальний метод утворення кісткової тканини). Одночасно кісткова тканина починає утворюватись всередині хряща – енхондральне кісткоутворення. Сполучна тканина з судинами проникає у хрящ, утворює молоді кісткові клітини, розташовані у вигляді тяжів біля хряща, що руйнується.

Незадовго до або після народження точки окостеніння з’являються у   хрящових епіфізах. Вони збільшуються в розмірах, хрящ поступово заміщується кістковою тканиною. Між епіфізом та кістковим діафізом, що проходять процеси окостеніння, є епіфізарний хрящ, функцією якого є кісткоутворення впродовж постнатального онтогенезу, доки кістка не досягає своїх кінцевих розмірів (18–25 років). До цього часу епіфізарний хрящ заміщається кістковою тканиною, епіфіз зростається з діафізом, кістка стає одним цілим. У зв’язку з функцією кісткоутворення епіфізарного хряща трубчасті кістки ростуть у довжину.

Кістковомозковий канал в трубчастих кістках з’являється в товщі діафізу у міру розсмоктування кістки, що формується. Ембріональна сполучна тканина, що проростає в середину кістки, дає початок червоному кістковому мозку.

Ріст кісток триває до 20–25 років (у чоловіків – до 25 років, у жінок – до 18–20 років), причому нерівномірно, особливо у довжину. Найбільша швидкість росту кісток у довжину спостерігається у перші два роки життя, трохи менша до 9–10 років. Знову прискорюється ріст кісток у період статевого дозрівання (до 6–10 см на рік): у дівчаток – у 12–13, у хлопчиків – у 13–14 років.

Ріст кісток регулюється гормоном росту (соматотропіном), який виробляє гіпофіз, і залежить від обміну мінеральних речовин, насамперед кальцію й фосфору та вітамінів D і А. На ріст, розміри й форму кісток впливає також тривала дія певного фізичного чинника. Активно працюючі скелетні м’язи стимулюють ріст кістки, до якої вони прикріплені.

Вікові особливості хімічного складу кісток. До хімічного складу кістки входять як органічні, так неорганічні (мінеральні солі та вода) речовини, що надають їй міцності, твердості та пружності. Висушена і знежирена кістка містить 30% органічних речовин і 60% неорганічних, 10% становить вода. У живому організмі кістка містить 50% води, 28% органічних речовин (у тому числі 15% білків і 10% жирів) і 22% неорганічних. Серед органічних речовин кістки – білок остеїн, який надає їй еластичності, волокнистий білок колаген, вуглеводи і багато ферментів.

Мінеральні речовини кістки представлені солями кальцію, фосфору, магнію, виявлено багато мікроелементів (алюміній, фтор, марганець, свинець, стронцій, уран, кобальт, залізо, молібден тощо). Найбільше в кістці фосфорнокислого (понад 50%) та вуглекислого (10%) кальцію. Мінеральні речовини надають кістці твердості та міцності.

У дітей у кістковій тканині значно переважають органічні речовини, тому їхній скелет гнучкий, еластичний, пружний, у зв’язку з чим легко деформується, викривляється при тривалому і важкому навантаженні. Кальцій у великих кількостях затримується в кістках маленьких дітей, а фосфор – у дітей старшого віку. З віком хімічний склад кісток змінюється, значно збільшується кількість солей кальцію, фосфору, магнію та інших елементів та змінюється співвідношення між ними. Вміст органічних речовин у кістках людей похилого віку  зменшується, вони стають крихкими і легше ламаються під час падіння, забиття і навіть при різких рухах.

Вікові і функціональні зміни з’єднань кісток. Суглоби (синовіальні з’єднання) починають формуватися на 6–11-му тижні ембріонального розвитку. В цей період починають утворюватись суглобові поверхні кісток, що з’єднуються, суглобова порожнина й інші елементи суглобу. Між двома кістками, що формуються, розрихлюється ембріональна сполучна тканина, на місці якої пізніше формується суглобова порожнина.

У новонароджених наявні всі анатомічні елементи суглобу. Проте, епіфізи кісток, що з’єднуються між собою, складаються із хряща. Енхондральне окостеніння більшості епіфізів починається після народження дитини (1–2-ий рік життя) і продовжується до юнацького віку. У віці 6–10 років спостерігається ускладнення в будові суглобової капсули, збільшується кількість ворсинок і складок синовіальної мембрани, відбувається формування судинних сіток і нервових закінчень синовіальної мембрани. У фіброзній мембрані суглобової капсули у дітей 3–8 років збільшується кількість колагенових волокон, які сильно потовщуються, забезпечуючи їй міцність. Остаточне формування всіх елементів суглобів закінчується до 13–16 років. В умовах нормальної фізіологічної діяльності суглоби довго зберігають незмінний об’єм рухів і мало піддаються старінню. Рух, заняття фізкультурою і спортом зберігають форму і рухливість суглобів. При тривалих і надмірних навантаженнях (механічних), а також з віком у будові і функціях суглобів з’являються зміни: потоншується і деформується суглобовий хрящ, зменшується його пружні властивості, склеротизуються фіброзна мембрана суглобової капсули і зв’язки, по периферії суглобових поверхонь утворюються кісткові виступи – остеофіти. Анатомічні зміни, що відбуваються, призводять до функціональних змін, до обмеження рухливості та зменшення розмаху рухів.

Вікові особливості хребта. Хребетний стовп людини складається з 33– 34 хребців, між якими є хрящові прошарки – міжхребцеві диски, які складається зі студенистого ядра та фіброзного кільця, утвореного волокнистим хрящем, та надають хребту гнучкості. Міжхребцеві диски в дітей відносно товстіші, ніж у дорослих людей. З віком товщина міжхребцевих дисків поступово зменшується, вони стають менш еластичними, студенисте ядро зменшується в розмірах.

У хребетному стовпі розрізняють 7 шийних, 12 грудних, 5 поперекових, 5 крижових (у дорослих зростаються у крижову кістку) і 4–5 куприкових хребців (формують куприкову кістку). Отвори усіх хребців утворюють хребетний канал, в якому міститься спинний мозок.

Процес окостеніння хребта починається у внутрішньоутробному періоді. До 14 років окостенілими є середні частини тіл хребців. Окостеніння шийних, грудних та поперекових хребців закінчується до 20 років, крижових – до 25 років, а куприкових – до 30 років.

Довжина хребетного стовпа новонародженої дитини складає 40% довжини її тіла. Різні відділи хребта новонародженої дитини ростуть нерівномірно. Протягом першого року життя швидше росте поперековий відділ, дещо повільніше – шийний, грудний і крижовий. Найповільніше росте куприковий відділ. Довжина хребта швидко збільшується на першому (подвоюється) та другому роках життя. Надалі ріст хребта сповільнюється і знову прискорюється до 7–9 років; у дівчаток швидше, ніж у хлопчиків.  З 9 до 14 років приріст довжини хребта у хлопчиків і дівчаток сповільнюється в декілька разів. У юнаків ріст хребта закінчується після 20 років, а  у дівчат він росте до 18 років. Ріст хребта зупиняється у жінок раніше, ніж у чоловіків. Середня довжина хребта у чоловіків 70–73 см, у жінок – 66–69 см.

Хребет новонародженого має вигляд похилої дуги, ввігнутої спереду. Вигини починають формуватися лише з 3–4-го місяця життя дитини, коли вона починає тримати голову. Спочатку виникає шийний лордоз, повернений випуклістю до переду. Коли дитина починає сидіти (4–6-ий місяці життя), формується грудний кіфоз, повернутий випуклістю до заду. Пізніше виникає поперековий лордоз, випуклий до переду, який утворюється в той час, коли дитина починає стояти і ходити (9–12-ий місяці після народження). Одночасно компенсаторно формується випуклий до заду крижовий кіфоз. Вигини хребетного стовпа стають добре помітними до 5–6 років, остаточне їх формування закінчується до підліткового, а то й до юнацького віку.

При нерівномірному розвитку м’язів правої або лівої сторони тіла, невірному положенні учнів за партою, у спортсменів, як наслідок асиметричної роботи м’язів, можуть виникнути патологічні викривлення хребта в боки – сколіоз.

 Інволюційні зміни. У людей похилого віку внаслідок зменшення товщини міжхребцевих дисків і збільшення кривизни грудного кіфозу довжина хребетного стовбпа зменшується на 3–7 см. Спостерігається загальне розрідження кісткової рідини хребців (остеопороз), обезгалуження міжхребцевих дисків і передньої поздовжньої зв’язки. Все це зменшує ресорні властивості хребта, а також його рухливість і міцність.

Вікові особливості грудної клітки. Грудна клітка утворює кісткову основу грудної порожнини, в якій містяться легені, серце, стравохід, гортань і великі судини; а також є місцем прикріплення дихальних м’язів і м’язів верхніх кінцівок.

Із 12 пар ребер, що утворюють грудну клітку, 7 пар верхніх називаються справжніми, вони переходять у хрящі, якими з’єднуються з грудиною. Наступні 8, 9, 10 пари ребер називаються несправжніми, їх хрящові кінці з’єднуються з хрящем ребра, що знаходиться вище; 11 і 12 пари ребер хрящів не мають, їх передні кінці вільно закінчуються в м’язах (хиткі ребра).

Грудинаплоска непарна кістка, яка складається з ручки (верхня частина), тіла (середня частина) і мечоподібного відростка. Між цими частинами містяться хрящові прошарки, які до 30 років костеніють.                                                                           Ріст частин грудини відбувається поступово: нижні зростаються до 15–16 років, а верхні –  до 21–25 років. Грудина формується пізніше за інші кістки скелету.

Верхній отвір грудної клітки закривається трахеєю, стравоходом, кровоносними судинами і нервами, що проходять у ній. Нижній отвір закривається діафрагмою. Міжреберні проміжки затягнуті міжреберними м’язами. Так утворюється герметично замкнена грудна порожнина.

Ребра розвиваються із мезенхіми, що перетворюється на хрящ на 5–8 тижні внутріутробного життя. Їх окостеніння починається на 5–8 тижні,  грудини – на 6 місяці. Ядра окостеніння в головці та бугрі з’являються у верхніх ребрах у 5–6 років, у двох нижніх – у 15 років. Злиття частин ребра завершується до 18–25 років, окостеніння – до 20 років.

У мечоподібному відростку грудини ядро окостеніння з’являється у 6–12 років, до 30 років його окостеніння завершується. Мечоподібний  відросток зрощується з тілом грудини до 25 років.

Підгрудинний кут у новонародженого досягає приблизно 93˚, через рік –  68˚, у 5 років він дорівнює 60˚, в 15 років, як і в дорослої людини – біля 70˚.

Зустрічаються дві крайні форми грудної клітки –  довга вузька та коротка широка, яким відповідають і форми грудини. Залежно від тілобудови виділяють три форми грудної клітки: конічну (коротка, широка, підгрудинний кут тупий, характерна для брахіморфного типу тілобудови), плоску (видовжена, підгрудинний кут гострий, характерна для доліхоморфного типу тілобудови) та циліндричну (мезоморфний тип тілобудови). У жінок грудна клітка коротша та вужча, ніж у чоловіків.

 У новонароджених грудна клітка має конусоподібну форму, передньо-задній діаметр більший за поперечний, ребра розташовані майже горизонтально. Протягом перших двох років життя ріст грудної клітки швидкий, у віці 6–7 років – уповільнюється, в 7–18 років найінтенсивніше росте середній відділ грудної клітки. Поступово грудна клітка росте в довжину, при цьому передні кінці ребер опускаються. У дітей раннього віку основне положення грудної клітки – це положення максимального вдиху, після 12 років – максимального видиху.  

Посилений ріст грудної клітки у дівчаток починається з 11 років, а в хлопчиків – з 12 років, причому влітку швидший, ніж взимку. Статеві відмінності у формі грудної клітки виявляються приблизно з 15 років: у хлопців під час вдиху різко піднімаються нижні ребра, у дівчаток – верхні. До 17–20 років вона набуває кінцевої форми: широка, з переважаючим поперечним розміром (на 25 % випереджає повздовжній), що пов’язано з вертикальним положенням тіла, при якому нутрощі тиснуть масою в напрямку, паралельному грудині.

Ріст окружності грудної клітки також має статеві відмінності.  Згаданий показник перевищує половину величини росту у дівчаток до 7–8 років, а у хлопців – до 9–10 років, з цього віку половина величини росту стає більшою за окружність грудної клітки. Таке перевищення зумовлено тим, що швидкість росту тіла вища швидкості росту грудної клітки. Надбавка у масі тіла також випереджає ріст окружності грудної клітки, тому співвідношення між цими параметрами з віком поступово та рівномірно зменшується. У похилому віці, у зв’язку із збільшенням грудного кіфозу, грудна клітка вкорочується і опускається.

Грудна клітка дітей дошкільного і молодшого шкільного віку дуже еластична і податлива. Тому, при тривалій неправильній поставі, а також при сильному стягуванні тіла поясом, можуть статися викривлення грудної клітки і порушення її розвитку. Це, в свою чергу, відіб’ється на розвитку та діяльності легень, серця і великих кровоносних судин, які містяться в грудній порожнині.

Фізичні вправи не лише укріплюють грудні м’язи, але й збільшують розмах руху в суглобах ребер, що призводить до збільшення об’єму грудної клітки при диханні і життєвої ємності легень.

Вікові і статеві особливості черепа. Череп, утворений парними та непарними кістками, захищає від зовнішніх ушкоджень головний мозок та органи чуття, створює опору початковим відділам травної та дихальної системам та утворює місце розташування для органів чуття.

Череп умовно розділяють на мозковий та лицевий. У мозковому черепі міститься головний мозок. З ним нерозривно пов’язаний лицевий череп, що відіграє роль кісткової основи обличчя та початкових відділів травної та дихальної систем. Співвідношення мозкового і лицьового відділів черепа в дорослої людини і новонародженої дитини різні. Обличчя новонародженої дитини коротке (оскільки ще немає зубів) і широке.

У новонародженого між кістками черепа є прошарки сполучної тканини, особливо у тих місцях, де з’єднується декілька кісток. Ці ділянки отримали назву вічок (тім’ячок), їх є шість: непарні – переднє та заднє, два парних – клиновидне та соскоподібне. Найбільше вічко переднє, або лобове,  розташоване у місці з’єднання лобової та обох тім’яних кісток. Заднє, або потиличне, вічко знаходиться у місці сходження тім’яних і потиличних кісток, клиновидне тім’ячко – у місці з’єднання лобової та тім’яної кісток і великого крила клиновидної кістки. Соскоподібне вічко розташоване у місці знаходження потиличної та тім’яної кісток та соскоподібного відростка скроневої кістки.

Завдяки наявності вічок, череп новонародженого дуже еластичний, його форма може змінюватись під час проходження голівки плоду через родові шляхи матері у процесі родів.

Вічка починають заростати у перші місяці після народження дитини. На другому місяці після народження заростає заднє (потиличне) вічко, на 2–3-му місяці – клиновидне та соскоподібне. Переднє (лобове) вічко заростає лише на другому році після народження.

Об’єм порожнини мозкового черепа у новонародженої дитини в середньому становить 350–375 см3. До 6-го місяця життя об’єм черепа подвоюється, до 2-ох років – потроюється, до 10 років становить 1200–1300 см3, у дорослої людини – 1500–1700 см3.

У постнатальному онтогенезі ріст черепа проходить нерівномірно. Протягом першого року життя череп росте більш менш рівномірно, від 1-го до 3-ох років особливо активно росте задня частина черепа, що пов’язано з переходом дитини до прямоходіння. На 2–3-му роках життя, у зв’язку із закінченням прорізування молочних зубів і посиленням функції жувальних м’язів, значно посилюється ріст всього черепа, особливо його основи. До 7 років ріст основи черепа в довжину, в основному, закінчується і вона досягає майже такої ж величини, як у дорослої людини. Череп дитини у віці від 7 до 12–13 років росте рівномірно, сповільнено, в основному, збільшується склепіння мозкового черепа. Після 13 років активно ростуть лобовий відділ мозкового черепа і лицевий череп.

Формування швів між кістками черепа завершується до 3–5 років життя. Заростання швів між кістками черепа починається у віці 20–30 років, у чоловіків дещо раніше, ніж у жінок. Сагітальний шов заростає у віці 32–35 років, вінцевий – у 24–41 рік, лямбдоподібний – у 26–42 роки, соскоподібно-потиличний – у 30–81 роки, лускатий шов, як правило, не заростає. 

Відмічено, що у школярів усі розміри голови збільшуються досить повільно, причому у хлопчиків середні величини більші, ніж у дівчат. Найбільший приріст окружності голови спостерігається з 11 до 17 років: у 9–10 років окружність голови становить у середньому 52 см, у 17–18 років – 55 см. Відношення окружності голови до росту з віком поступово зменшується.

В осіб чоловічої статі лицевий череп росте в довжину швидше, ніж у жінок. Якщо до періоду статевої зрілості у хлопчиків і дівчаток обличчя округле, то після настання статевої зрілості у чоловіків обличчя, як правило, витягується в довжину, у жінок зберігає округлість. Чоловічий череп більший, ніж у жінок, що пов’язано з більшими загальними розмірами тіла. Мозковий череп розвинутий краще у жінок, а лицевий – у чоловіків. Як правило, чоловічий череп відрізняється виразнішим рельєфом, що пояснюється більшим розвитком прикріплених до нього м’язів; у жінок рельєф черепа згладжений.

 Геронтологічні зміни. У похилому і старечому віці рельєф кісток черепа згладжується. Кістки стають більш тонкими, в них частково розсмоктується губчаста речовина, зменшується еластичність кісток. Череп стає ламкий (крихкий) і легкий. Це пов’язано з втратою зубів і згладжуванням зубних альвеол, послабленням жувальної функції та частковою атрофією жувальних м’язів. Спостерігається також асиметрія черепа через переважну роботу жувальних м’язів на одній стороні голови.

 Розвиток і вікові особливості скелету кінцівок. Функції верхніх та нижніх кінцівок у людини різноманітні. Верхні кінцівки є органами праці, вони дуже рухливі, здатні виконувати найрізноманітніші, досить тонкі рухи. Нижні кінцівки служать для опори та переміщення, їх кістки та з’єднання більш масивні, рухливість, порівняно з верхніми кінцівками, обмежена.

Скелет верхньої кінцівки складається із поясу верхніх кінцівок (плечовий пояс) і вільних верхніх кінцівок. Пояс верхніх кінцівок з кожної сторони має дві кістки – лопатки і ключиці. Кожна лопатка з’єднується з ключицею, а остання, в свою чергу, з грудиною і ребрами. Скелет вільної верхньої кінцівки складається з плеча, передпліччя і кисті. Плече утворене плечовою кісткою. Передпліччя складається з ліктьової та променевої кісток. У кисті розрізняють зап’ясток, п’ясток і фаланги пальців.

До складу зап’ястка входить вісім губчастих кісток, які розміщені у два ряди і рухливо з’єднані між собою. П’ясток складається з п’яти подібних між собою коротких трубчастих кісток. Фаланг у кожному пальці по три і лише у великому пальці – два. Кісти зап’ястка утворюють склепіння, повернуте угнутістю до долоні. У новонародженого вони лише намічаються, далі поступово розвиваються, і їх стає добре видно в 7 років, а процес їх окостеніння закінчується в 10–13 років (у цей час закінчується окостеніння фаланг пальців).

Усі кінцівки, за виключенням ключиць, які розвиваються зі сполучної тканини, проходять три стадії розвитку: сполучнотканинну, хрящову та кісткову. Процес окостеніння ключиці починається на 6-му тижні ембріонального розвитку і майже повністю закінчується до моменту народження.

У новонародженого всі довгі кістки (плечова, променева та ліктьова) мають кісткові діафізи та хрящові епіфізи. У діафізах трубчастих кісток перші точки окостеніння (первинні) з’являються в кінці 2-го – на початку 3-го місяця внутріутробного розвитку, в епіфізах і апофізах (буграх) – після народження. Лише в деяких епіфізах починається окостеніння незадовго до народження. Зрівняння епіфізів з діафізами, як правило, відбувається в 13–15 років, при чому у дівчаток на 1–2 роки раніше, ніж у хлопчиків.

Окостеніння хрящів зап’ястка починається на першому році життя в головчастій та гачкуватій кістках, на 2–3 роках – у тригранній, в 3–4 роки – у півмісяцевій, у 4–5 роки – в човноподібній, у 4–6 років – у трапецієподібній, у 7–15 років – в горохоподібній. Сесамоподібні кістки в першому п’ястково-фаланговому суглобі з’являються в 12–15 років. У 15–18 років нижній епіфіз плечової кістки зливається з її тілом, а верхні епіфізи зростаються з кістками передпліччя. Окостеніння проксимальних та дистальних епіфізів фаланг проходить на 3-му році життя.

“Кістковий вік” визначають центри окостеніння кисті. У ключиці, лопатці та плечовій кістці процеси окостеніння завершуються до 20–25 років, у променевій – у 21–25 років, ліктьовій – до 21–24 років, у кістках зап’ястка – в 10–13 років, п’ястка – у 12 років, фалангах пальців – 9–11 років. У жінок процеси окостеніння завершуються в середньому на 2 роки швидше, ніж у чоловіків. Останні центри окостеніння відмічені в ключиці та в лопатках – у 18–20 років, плечовій кістці – в 12–14 років, променевій – у 5–7 років, ліктьовій – у 7–8 років, п’ясткових флангах пальців – у 2–3 роки. Окостеніння сесамоподібних кісток, як правило, починається в період статевого дозрівання: у хлопчиків – у 13–14 років, у дівчаток – у 12–13 років. Початок злиття частин першої п’ясткової кістки свідчить про наявність статевого дозрівання.

Терміни окостеніння кісток рук повинні враховуватись при навчанні дітей трудових рухів та фізичних вправ, а також письму та малюванню. Діти не повинні виконувати фізичні навантаження, що порушують нормальний процес окостеніння.

Скелет нижньої кінцівки складається з тазового пояса і вільної кінцівки – ноги. Тазовий пояс дорослої людини утворений двома тазовими (безіменними) кістками, які за допомогою малорухомих суглобів сполучаються з крижами у замкнуте кільце. У дітей і підлітків кожна тазова кістка складається з трьох кісток: клубової, сідничної, і лобкової, з’єднаних між собою хрящовою тканиною.

Нога людини складається із стегна, гомілки і стопи. Стегно утворене стегновою кісткою (найбільша і найдовша кістка людини). Гомілка складається з великої і малої гомілкових кісток, які лежать паралельно та з’єднані між собою міжкістковою перетинкою. У стопі розрізняють передплесно, плесно і фаланги пальців. Передплесно складається з семи добре розвинених губчастих  кісток, розміщених у два ряди. Плесно утворене 5 короткими трубчастими кістками, які задніми кінцями зчленовуються з кістками передплесна, а передніми – з фалангами пальців.

У кістках поясу нижніх кінцівок (клубової, сідничної та лобкової) точки окостеніння з’являються в період від 3,5 до 5,5 місяців внутріутробного розвитку.

У постнатальному онтогенезі зміна форми і розмірів тазу відбувається під впливом сили тяжіння тіла, органів черевної порожнини, м’язів, а також статевих гормонів. У наслідок таких різноманітних впливів збільшується передньозадній розмір тазу (з 2,7 см у новонародженого до 9,5 см в 12 років). Кістки тазу інтенсивно ростуть в перші 3 роки життя. Їх зрощування починається в 5–6 років, до 7–8 років зрощуються лобкова та сіднична кістки, у 12–15 років тазова кістка повністю зростається. У дівчаток поперечний розмір входу в малий таз особливо швидко збільшується з 8 до 10 років, з 10–12 років – спостерігається деяке зменшення приросту, з 12 до 14–15 років – розмір таза стає таким, як у дорослих. Статеві відмінності форми тазу помітні після 9 років: у хлопчиків таз більш високий і більш вузький, ніж у дівчаток.

Терміни розвитку тазового поясу необхідно враховувати при різноманітних навантаженнях, особливо для дівчат, у яких при ходінні на високих каблуках незрощені кістки тазу можуть помітно зміститись. Це призведе до їх неправильного зрощення і звуження виходу з порожнини малого тазу і, як наслідок, ускладнить пологи.

У стегновій кістці до моменту народження кістковим є лише діафіз, інші її частини складаються із хряща. Кістки передплесни розвиваються надто швидше кісток зап’ястка. Ядра окостеніння з’являються у них ще на 5–9-му місяці внутріутробного розвитку – у п’ятковій, кубоподібній, таранній. У клиноподібних кістках вони виникають до 4-ох років після народження, в човноподібній – в 4,5 років. Окостеніння п’яткової кістки закінчується у 12–16 років.  Інші (вторинні) точки утворюються після народження.

Кістки плесна костеніють пізніше кісток передплесна, у 3–6 років. Окостеніння фаланг стопи проходить на 3–4 роках життя. Завершення окостеніння кісток нижніх кінцівок проходить у такому порядку: стегнова, великогомілкова, малогомілкова до 20–24 років, плесна – до 17–21 у чоловіків і до 14–19 років у жінок, фаланги – до 15–21 у чоловіків і 13–17 років у жінок.

Розвиток синовіальних сполучень (суглобів) починається на 6-му тижні ембріонального розвитку. Суглобові капсули новонародженого міцно натягнені, більшість зв’язок ще не сформувались. Найбільш інтенсивно розвиток суглобів і зв’язок проходить до 2–3 років життя, що пов’язано з наростанням рухової активності дитини. У дітей 3–8 років розмах рухів у всіх суглобах збільшується, одночасно прискорюється процес колагенізації фіброзної мембрани суглобових капсул, зв’язок. Формування суглобових поверхонь, капсул і зв’язок завершується, в основному, в підлітковому віці (13–16 років).

У новонароджених дітей нижні кінцівки ростуть швидше, і вони стають довшими за верхні. Найбільша швидкість росту нижніх кінцівок відмічена у хлопчиків в 12–13 років. У дівчаток збільшення довжини ніг відбувається у віці 13–14 років.

Стопа людини утворює склепіння, яке спирається на п’яткову кістку і на передні кінці кісток плесна. Розрізняють повздовжнє і поперечне склепіння стопи. Повздовжнє, пружинне склепіння стопи властиве тільки людині, і його формування пов’язано з прямоходінням. По склепінню стопи рівномірно розподіляється маса тіла, що має велике значення при перенесенні важких речей. Склепіння діє як пружина, пом’якшуючи поштовхи тіла під час ходьби. У новонародженої дитини склепінчастість не виражена, вона формується пізніше, коли дитина починає ходити. Склепінчасте розташування кісток стопи підтримується великою кількістю міцних суглобних зв’язок. При  тривалому стоянні і сидінні, перенесенні важких вантажів, при носінні вузького взуття зв’язки розтягуються, що приводить до сплощення стопи – розвивається  плоскостопість. Несприятливо позначається на стані стопи постійне перебування дітей у приміщенні в теплому та м’якому взутті, бо це розслаблює м’язи. При плоскостопості порушується постава, через погіршення кровопостачання швидко настає втома нижніх кінцівок, яка часто супроводжується ломотою, болем, судомами.

Розвиток і вікові особливості м’язів. Розрізняють м’язову тканину посмуговану (скелетна, серцева) і непосмуговану. Посмуговані скелетні м’язи – це активна частина опорно-рухової системи, скорочення якої зумовлює переміщення частини і всього тіла в просторі. Скелетні м’язи повністю покривають скелет людини (звідси їх назва), тому не тільки скелет, але й м’язи визначають фігуру людини. Скелетні м’язи підтримують рівновагу та певну позу тіла. Тримання тіла у вертикальному положенні, надання йому певної пози під час сидіння і лежання можливе завдяки постійному напруженню, або тонусу  м’язів. Скелетні м’язи є місцем, де запасається глікоген, який потрібний для них як джерело енергії під час скорочення (після перетворення на глюкозу), а організм може використати глікоген лише у надзвичайних ситуаціях. Скелетні м’язи містять специфічні рецептори м’язового чуття, які дають змогу контролювати положення тіла. Основними фізіологічними функціями м’язів є збудливість, провідність і скоротливість. Одним із результатів м’язового скорочення є вироблення тепла.

В організмі людини налічується близько 600 скелетних м’язів.

М’язи тіла людини розвиваються із середнього зародкового листка (мезодерми), тієї його задньобокової частини, яка входить до складу сегментів тіла – сомітів. Ці зачатки мускулатури – міотоми – розростаються: із задніх їхніх відділів (дорсальних) утворюються м’язи спини, із передніх (вентральних) – м’язи грудей і живота. М’язи кінцівок формуються із передніх відділів деяких тулубових міотомів, які вростаються в зачатки кінцівок. М’язи голови (жувальні, мімічні) і деякі м’язи шиї розвиваються із м’язових зачатків вісцеральних і зябрових дуг.

М’язові волокна утворюються із одноядерних ембріональних м’язових клітин – міобластів. Міобласти об’єднаються, зливаються в багатоядерні структури (волокна), в яких з’являються міофібрили і поперечносмугаста тканина.

Формування м’язів відбувається гетерохронно: в першу чергу розвиваються м’язи, які понад усе необхідні для виконання життєво важливих функцій. Наприклад, спочатку утворюються мімічні м’язи, діафрагма, міжреберні м’язи, м’язи стоп та набагато пізніше – кінцівок. Тому, на моменту народження ступінь розвитку мускулатури різний.

У новонароджених маса всіх м’язів становить 23 % від маси тіла. Після народження м’язи ростуть, поступово збільшуються їх розміри і маса (у 8 років – 27%, у 12–13 – 29%, у 15 років – 33%, у 17–18 років вона досягає 43–44% від маси тіла). У м’язах новонародженого сухожилки розвинуті слабо і розвиваються, як правило, до 12–14 років. У немовлят насамперед розвиваються м’язи живота, пізніше – жувальні. На кінець першого року життя у зв’язку з ходінням помітно ростуть м’язи спини і кінцівок. На руках спочатку розвиваються крупні м’язи плеча, передпліччя; значно пізніше – м’язи кисті. Тому до 6 років точна робота пальцями утруднена, що перешкоджає ранньому навчанню письму. До 1-го року краще розвинені м’язи плечового поясу та рук, ніж м’язи тазу, стегна та ніг.

У період статевого дозрівання подовжуються інтенсивно розвиватись  сухожилки м’язів унаслідок подовження трубчастих кісток, зміцнюються зв’язки, зростає об’єм м’язів. На завершальних етапах пубертатного періоду у хлопців приріст м’язової маси (рук, спини, плечового поясу) особливо виражений.

Після 15 років інтенсивно розвиваються дрібні м’язи, що сприяє підвищенню точності рухів і координаційних можливостей. У 15–18 років відбувається інтенсивний ріст м’язів у товщину. Розвиток м’язів триває до 25– 30 років. Ріст м’язів у довжину продовжується до 23–25 років. Найбільш інтенсивний ріст м’язових волокон і м’язів, в цілому, відбувається в дитячому і підлітковому віці. За весь період росту дитини маса мускулатури збільшується в 35 разів.

У всіх випадках зростання м’язової маси зумовлене збільшенням діаметру та довжини м’язових волокон. Наприклад, у новонароджених їх діаметр (мкм) складає 6,5–8,0; у 3 роки – 12–16; у 7 років – 21–22; у 14–17 років – 26–28. Ріст м’язового волокна в довжину відбувається за рахунок точок росту на кінцях волокна, прилеглих до сухожилка. Число ядер в м’язових волокнах з віком знижується: при народженні в 1 волокні 40–45 ядер, в 3 роки – 18, в 14–17 років – 6. Як правило, число м’язових волокон не змінюється.

Диференціювання волокон на швидкі (білі, анаеробні) і повільні (червоні, аеробні) відбувається на 20-му тижні внутріутробного розвитку, але у функціональному відношенні відмінності між ними ще довго не виявляються. До 7–10 років основна маса м’язів складається з червоних м’язових волокон. За рахунок густої сітки капілярів вони забезпечують всю діяльність м’язів. У період статевого дозрівання починають розвиватися (паралельно з відповідними -мотонейронами) білі м’язові волокна, що викликає зростання сили та швидкості м’язового скорочення і покращує координаційні здібності. Саме в ці роки вигідно розвивати швидкісні, силові і швидкісно-силові якості.

У новонароджених кількість білків, зокрема регуляторних, у м’язах у 2 рази менше, ніж у дорослих. При цьому м’язи містять фетальну форму міозину, яка володіє низькою АТФ-азною активністю та високою антихолінестеразною активністю. На ранніх етапах онтогенезу швидкість взаємодії актину і міозину низька, а тривалість активного стану – велика. Підвищення з віком АТФ-азної активності і роботи кальцієвих помп, що відкачують іони кальцію в цистерни саркоплазматичного ретикулуму, сприяє зростанню швидкості м’язового скорочення.

В антенатальному і ранньому постнатальному періоді характер галуження кровоносних судин в м’язах  дифузного або перехідного типу; у подальшому галуження судин набуває магістрального типу. У цілому, вже в ранньому онтогенезі капілярна мережа в м’язах розвинена добре – вона густа і рясна. Еферентні нерви скелетних м’язів дозрівають поступово і досягають „дорослого“ стану до 11–13 років. Швидкість проведення збудження по рухових волокнах зростає в 2 рази: наприклад, в ліктьовому нерві у новонародженого вона рівна 31 м/сек., а у дорослого – 62 м/сек. Підвищення провідності пояснюється збільшенням діаметру нервових волокон, їх мієлінізацією, підвищенням амплітуди потенціалу дії (ПД), просторовим перерозподілом іонних каналів (концентрацією у ділянці перетяжки Ранв’є).

Нервово-м’язові синапси формуються на 13–14-му тижні внутріутробного періоду, але остаточного розвитку досягають до 7–8 років. У новонароджених синапс має примітивну будову (ембріональний тип), у процесі розвитку збільшується число термінальних розгалужень, ускладнюється їх форма, з’являється складчастість постсинаптичної мембрани, на якій зростає кількість холінорецепторів; синапси покриваються шаром шванівських клітин. Дозрівання синапсів проходить гетерохронно: у м’язах язика, наприклад, вони дозрівають до моменту народження, а в м’язах кінцівок – до 7–8 років. З віком відбувається перехід від „множинної“ іннервації до поодинокої, тобто “1 волокно – 1 синапс“.

Змінюється і характер передачі в синапсах: зростає швидкість передачі збудження (у новонароджених синаптична затримка рівна 4,5 мс, у дорослих – 0,5 мс) та лабільність (у новонародженого за 1 сек. передається до 20 ПД, у дорослих – 80–100 ПД).

Пропріорецептори активно функціонують вже у внутріутробному періоді. На постнатальному етапі відбувається їх переміщення в ті ділянки м’язів, які піддаються найбільшому розтягуванню. Аферентні нерви добре розвинені у новонароджених. Проте, у функціональному відношенні вони „дозрівають“ до 7–8 років. До цього ж часу істотного розвитку досягає і коркова частина рухового аналізатора. Сприйняття стану м’яза переважно припадає на період дозрівання передніх (лобових) асоціативних зон. Кіркова частина рухового аналізатора розвивається поступово, досягаючи „зрілості“ до 13–15 років. Значну роль у становленні рухового аналізатора виконує трудове і фізичне виховання.

Мембранний потенціал м’язових волокон у новонароджених складає 55–60 мВ. За рахунок збільшення проникності для іонів калію, натрію, підвищення роботи натрій-калієвої помпи вже до 3 місяців він досягає 70–80 мВ. Потенціал дії у плоду має платоподібну форму (як у серцевого м’яза), а до моменту народження він набуває типового для скелетних м’язів пікоподібного характеру. В процесі онтогенезу підвищуються його амплітудні і швидкісні характеристики. Для м’язів новонароджених характерні низька збудливість і лабільність (велика тривалість абсолютної рефрактерної фази, висока реобаза і хронаксія), низька швидкість скорочення і розслаблення, а також висока чутливість до ацетилхоліну. Такі м’язи не здатні до розвитку тетанусу, зокрема гладкого. У постнатальному розвитку всі ці властивості змінюються і досягають значень, характерних для дорослих, до 9–15 років.

У плода переважає тонус м’язів-згиначів, що сприяє створенню оптимальної для нього пози. У новонароджених навіть під час сну тонус усіх м’язів, особливо м’язів-згиначів, підвищений. Така своєрідна форма рухової активності важлива для терморегуляції, для стимуляції м’язового росту, а також для реалізації антигравітаційних реакцій. Підвищений тонус згиначів пояснюється відносно високою активністю червоного ядра та (або) незрілістю вестибулярних ядер. У міру дозрівання пірамідної системи (6 місяців після народження та пізніше) тонус м’язів-згиначів знижується, що має важливе значення для розвитку локомоторних функцій – сидіння, стояння і ходьби.

За рахунок комплексу безумовних рухових рефлексів плід робить рухи (локомотивні реакції), які сприймаються матір’ю як ворушіння. Частота рухів плоду залежить від його стану. Наприклад, незначна гіпоксія може приводити до їх почастішання, а глибока – до гальмування. Тому реєстрація рухів плоду (фетоактографія) може мати велике клінічне значення для оцінки стану плоду. Рухова активність плоду сприяє його нормальному розвитку, виконує (як і в постнатальному періоді) роль периферичного серця, створює умови для утримання плоду в головному положенні  і певною мірою забезпечує індукцію пологів, а також сам процес народження плоду.

Розвиток трудової активності та координації рухів. У новонародженої дитини спостерігаються безладні рухи кінцівок, тулуба, голови, спостерігається здатність до плавального рефлексу, прояв якого особливо виражений на 30–40 день життя: дитина здатна самостійно утримуватись на воді 15 хвилин (якщо рефлекс не розвивати – він згасне).  Координація м’язів ока, що спостерігається на 2–3-му тижні, відображає перший прояв становлення механізмів цілеспрямованої рухової активності та координації. Вона проявляється у фіксації погляду дитини на яскравому предметі, слідкуванням за рухами високо піднятої іграшки. Наростання тонусу потиличних м’язів дає змогу дитині у віці 1,5–2 місяці піднімати голову (утримання голівки у вертикальному положенні при вертикальній позі дитини або підйом її при положенні на животі); у 2–2,5 місяці – до координації м’язів рук (наближення руки до ока або до носа, потирання руками ока або носа, обмацування своїх рук, перебирання пальцями ковдри або пелюшки). Потім формуються механізми, що забезпечують цілеспрямовані рухи, – утримання іграшки двома руками (3,5 місяці), активне протягування руки до предмету, хапання предмету (5 місяців), ножицеподібне хапання предметів за рахунок стулення великого і середнього пальців (9–10 місяців), клешнеподібне хапання предметів, тобто захоплення з використанням кінцевих фаланг великого і вказівного пальців (12–13 місяців).

Координація м’язів спини виявляється в тому, що дитина здійснює поворот із спини на бік (4 місяці), із спини на живіт (5 місяців), поворот з живота на спину (5–6 місяців). Завдяки координації м’язів ніг у дитини з’являється здатність самостійно сидіти (6 місяців), повзати з перехресним рухом рук і ніг вперед (7–8 місяців), пересуватися рачки, тобто повзати з підведеним животом (8 місяців).

Важливим етапом у становленні координаційних механізмів є реалізації пози стояння (8–9 місяців) і ходьба: 10–11 місяці – перші кроки; 12–16 місяців – ходьба на зігнутих в колінному і кульшовому суглобах ногах; 2–3,5 роки – ходьба на „витягнутих паличках“, тобто не згинаючи ніг; 4–5 років – зріла хода з синхронними маршируючими рухами рук. За рахунок появи координації між м’язами ніг, рук, тулуба і шиї в 4–15 років удосконалюється ходьба, збільшується довжина кроку, формується правильна постановка стоп (під кутом 35° до сагітальної осі), правильне поєднання рухів рук та правильна постава при ходьбі. На кінець 1-го року життя дитини кроки короткі, положення тіла нестійке. До 4 років довжина кроку досягає 40 см, від 8 до 15 років довжина кроку збільшується, а темп ходьби зменшується.

У процесі розвитку формуються й інші види координації, які забезпечують збереження рівноваги при ходьбі (3–4 роки), здійснення бігу (3–15 років) і стрибків (4–15 років). У цілому, послідовний розвиток координаційних здібностей людини призводить до того, що до 3–5 років формуються всі природні види руху. У 4–5 років дитині доступні такі складні локомоції, як біг, стрибання, катання на ковзанах, плавання, гімнастичні вправи. Діти раннього віку при підстрибуванні не відривають ніг від землі, з трьох років злегка відривають ноги від землі, лише в 6–7 років спостерігається координація нижніх кінцівок при стрибках. Після 13 років різниця в стрибках у довжину стає виражена залежно від статі, а при стрибках у висоту – з 11 років. Діти 4–5-річного віку можуть малювати, грати на музичних інструментах, але всі ці рухи багато в чому недосконалі, і лише до 15 років (за рахунок багаторазового повторення і навчання) вони позбавляються цього недоліку. Період статевого дозрівання вносить до цього процесу тимчасові „негативні“ корективи. В цілому, вік від 6 до 14 років – це найбільш продуктивний період розвитку рухових навичок і фізичної досконалості, а період від 18 до 30 років є „золотим“ віком для розвитку моторики.

Вікові зміни рухової діяльності та координації рухів. У процесі росту і розвитку дитини розвиваються і рухові якості та координаційні здатності, для яких існує свій сенситивний період, тобто найсприятливіший для ефективного його розвитку. Розвиток м’язової сили проходить переважно за рахунок росту м’язової маси (гіпертрофії) і за рахунок підвищення ефективності керування м’язами та має гетерохронний характер: наприклад, сила м’язів-розгиначів спини досягає максимуму  у 16 років, а м’язів-згиначів спини – у 20 років. Розвиток м’язової сили проходить нерівномірно: найінтенсивніше – у підлітковому віці, до 18 років приріст сили сповільнюється, а до 25–26 років призупиняється. Наприклад, м’язова сила кисті у 7 років становить 12–13 кг, у 10 років – 17–20 кг, у 14 років – 27–35 кг, в 17–31 рік – 48 кг; станова сила у 7 років досягає 31–34 кг, в 10 років – 38–42 кг, у 14 років – 53–54 кг.

Розвиток швидкості рухових актів пов’язаний з підвищенням швидкості м’язового скорочення, проведення збудження по нерву та синапсу, швидкістю обробки сенсорної інформації і прийняттям рішення в корі великих півкуль. Розвиток рухових процесів починається з 4–5 років, досягає максимуму в 14–30 років; сенситивний період припадає на вік від 6 до 14 років. Точність руху відображає міру координації рухових актів, яка залежить від розвитку рухового аналізатора. У 4–5 років діти не можуть здійснювати тонкі, точні рухи. Ріст точності починається з 6–7 років, досягає максимуму до 25–30 років; сенситивний період припадає на 11–16-річний вік. Спритність, тобто здатність максимально швидко виконати точний рух, є комбінацією двох якостей – швидкості та точності. Вона розвивається після 6 років, досягає максимуму до 17 років, а її сенситивний період припадає на 8–13 років.

Розвиток витривалості до тривалого виконання статичної та динамічної роботи (загальна витривалість) визначається збільшенням аеробної та анаеробної продуктивності організму, а також формування механізмів, що перешкоджають розвитку втоми. Розвиток витривалості проходить повільно, переважно в період статевого дозрівання, тому дітям до 12–13 років слід уникати тривалих навантажень. Максимальних значень витривалість досягає у 25–30 років. Одним із показників витривалості до статичних навантажень є тривалість розвитку м’язами кисті зусиль, що становлять 50 % від максимуму: в 7 років вона рівна 57–59 сек., у 10 років – 84–88 сек., у 14 років – 94–105 сек., а у 17 років – 108–114 сек. Добрим засобом тренування витривалості є ходьба, повільний біг, пересування на лижах. До 14 років м’язова витривалість дорівнює 50 %, до 16 років – 80 %.

Показником загальної (аеробної) витривалості або працездатності є величина максимального споживання кисню (з розрахунку на кг маси досягає найбільших значень до 17 років, абсолютне максимальне споживання кисню – до 25 років), а також потужність фізичної роботи (PWC170), при якій частота серцевих скорочень (ЧСС) становить 170 уд./хв. У розрахунку на кг маси тіла ця величина становить у 10 років – 11–12 кгм/хв., у 14 років – 14–15 кгм/хв., а в 16 років – 15– 17 кгм/хв.

Школярі в 7–11 років мають низькі показники м’язової сили і пристосовані до короткочасних швидкісно-силових вправ динамічного характеру. Період росту м’язової сили у хлопчиків в 14–17 років, у дівчаток –14–15 років.

За рахунок інтенсивного розвитку в 7–11 років, швидкості рухів (частоти, швидкості рухів, часу реакції тощо) школярі дуже добре адаптуються до швидкісних навантажень і можуть показувати чудові результати з бігу, плавання, тобто там, де швидкість рухів має провідне значення. Велика рухомість хребта, висока еластичність зв’язок зумовлюють високий приріст гнучкості в 7–10 років, у 13–15 років цей показник досягає максимуму. В 7–10 років високими темпами розвивається спритність рухів. До 12–14 років відбувається підвищення влучності кидків, попадання в ціль, точності стрибків.

Різнобічна м’язова діяльність підвищує працездатність організму, при цьому зменшуються енергетичні витрати організму на виконання роботи. При систематичному виконанні фізичних вправ і навантажень формується досконаліший механізм дихальних рухів, збільшується глибина дихання, підвищується використання кисню тканинами організму.

Унаслідок кінезофілії, тобто біологічної потреби організму в русі, для оптимального фізичного й інтелектуального розвитку кожна дитина щодня повинна виконувати певний об’єм м’язового навантаження. У 3–4 роки її величина складає 9–12 тис. кроків в день (що еквівалентне 5–6-годинній руховій довільній активності дитини), в 5–6 років – 11–15 тис. кроків (5–5,5 год.), в 7–10 років – 15–20 тис. кроків (4–5 год.), в 11–14 років – 18–25 тис. кроків (3,5–4,5 год.), а в 15–17 років для хлопців – 25–30 тис. кроків ( 3–4 год.), для дівчат – 20–25 тис. кроків (3–4,5 год.). Гіпокінезія, як і гіперкінезія, порушує темпи розвитку організму.

Геронтологічні зміни. При старінні в кістках, хрящах і в апараті зв’язок хребта і кінцівок відбуваються виражені дистрофічно-деструктивні зміни. Вони проявляються у таких явищах, як остеопороз і гіперпластичний процес. Одночасно виникають компенсаторно-пристосувальні реакції, спрямовані на відновлення втраченої функції і структури (кістково-хрящові розростання країв тіл хребців і дисків, зміна їх форми, зміна кривизни хребта). Віковий остеопороз, тобто розрідження кісткової маси або рарефікація – це зниження маси кісток в результаті зменшення в них матриксу і числа кісткової тканини. Остеопороз обумовлений порушенням синтезу ферментно-білкових систем у кістковій тканині, яке виникає в результаті накопичення дефектів у нуклеотидному складі ДНК. Після 40-річного віку кожні 10 років чоловіки втрачають до 3 % кісткової маси, а жінки – до 8 %. Унаслідок недоліку вітаміну D при старінні порушується і процес кальцифікації скелета, що призводить до остеомаляції, тобто до розм’якшення кісток. Все це зменшує міцність кісток до стиснення, розтягування і вигинів. Наприклад, у молодих людей кісткова тканина поперекового хребця руйнується при навантаженні в 800–1000 Н/см2, а у літніх і старих людей – при навантаженні в 300–400 Н/см2. Остеопороз підвищує ризик перелому кісток у літніх і старих людей, особливо у жінок.

Після 50-ти років у суглобах (особливо, в суглобах кисті, в суглобах хребта) внаслідок зміни судин синовіальної оболонки і численних травмувань відбуваються виражені зміни хрящів (стоншування, втрата еластичності), що спонукає розвиток остеоартритів. Цьому сприяє і дистрофічно-деструктивні процеси в кістковій тканині, за рахунок яких змінюється форма і зближуються суглобові кінці кісток із збільшенням площі зіткнення і потовщенням їх рельєфу.

При старінні на поверхні тіл хребців з’являються патологічні кісткові нарости (остеофіти), які здавлюють корінці спинномозкових нервів, викликаючи гострий біль. Цю симптоматику остеохондрозу підсилює таке явище, як сплощення міжхребетних дисків, що відбувається в результаті втрати води й інших деструктивно-дистрофічних процесів.

При старінні у багатьох людей збільшення кривизни хребта в сагітальній і фронтальній площинах, зниження висоти хребетних дисків і товщини хряща кісток, що утворюють суглоби, приводить до зниження росту. Кожні 20 років ріст зменшується приблизно на 1,27 см.

Різнобічна м’язова діяльність підвищує працездатність організму, при цьому зменшуються енергетичні витрати організму на виконання роботи. При систематичному виконанні фізичних вправ і навантажень формується досконаліший механізм дихальних рухів, збільшується глибина дихання, підвищується використання кисню тканинами організму.

Таким чином, розвиток рухів та механізмів їх координації найбільш інтенсивно проходить в перші роки життя та до підліткового віку. Їх удосконалення завжди тісно пов’язане з розвитком нервової системи дитини, тому будь-яка затримка в розвитку рухів повинна викликати настороженість. У підлітковий вік координація рухів внаслідок гормональних перебудов в організмі дитини дещо порушується. Однак, це явище тимчасове, яке після 15 років зникає. Загальне формування всіх координаційних механізмів закінчується у підлітковому віці, а до 18–25 років вони повністю відповідають рівню дорослої людини.

 

Питання для самоконтролю:

  1.  Біологічне значення опорно-рухової системи.
  2.  Хімічний склад кісток та його вікові особливості.
  3.  Вікові особливості хребта.
  4.  Вікові особливості грудної клітки.
  5.  Вікові особливості черепа.
  6.  Вікові особливості верхніх та нижніх кінцівок.
  7.  Біологічне значення м’язової системи та розвиток м’язів в онтогенезі.
  8.  Розвиток рухової активності.
  9.  Функціонування опорно-рухового апарату у літній період.

Література для поглибленого вивчення:

  1.  Агаджанян Н.А., Тель Л.З., Циркин В.И., Чеснокова С.А. Физиология человека. – С-Пб: Сотис, 1998. – 526 с.
  2.  Белецкая В.И., Громова З.П., Єгорова Т.И. Школьная гигиена: Учебное пособие для студентов пед. институтов. – М., 1983.
  3.  Дубровский В.И. Валеология. Здоровый образ жизни, М.: Флинта, 1999. – 560 с.
  4.   Ермолаев Ю.А. Возрастная физиология. М.: Высшая школа, 1985. - 384 с.
  5.   Леонтьева Н.Н., Маринова К.В. Анатомия и физиология детского организма: (Основы учения о клетке и развитии организма, нервная система, опорно-двигат. аппарат): Учеб. для студентов пед. ин-тов по спец. № 2111 «Педагогика и психология (дошк.)». – 2-е изд., перераб. – М.: Просвещение, 1986. – 287 с.: ил.
  6.   Маруненко І.М., Неведомська Є.О., Бобрицька В.І. Анатомія і вікова фізіологія з основами шкільної гігієни: Курс лекцій для студентів небіологічних спеціальностей вищих педагогічних навчальних закладів. – К.: Професіонал, 2004. – 480 с.
  7.  Начала физиологии. Учебник для вузов /Под ред. Акад. А.Д. Ноздрачева. – С.-П.: Лань, 2001. – 1088 с.
  8.   Обреимова Н.И., Петрухин А.С. Основы анатомии, физиологии и гигиены детей и подростков. - М.: Изд. Центр «Академия», 2000. –  376 с.
  9.  Сапин М.Р., Брыскина З.Г. Анатомия и физиология детей и подростков. – М.: Академия, 2004. – 456 с.
  10.   Сапин М.Р., Сивоглазов В.И. Анатомия и физиология человека (с возрастными особенностями детского организма). - М.: Изд. Центр «Академия», 1999. - 448 с.

ВІКОВІ ОСОБЛИВОСТІ СТРУКТУРИ І ФУНКЦІЙ

ОРГАНІВ НЕРВОВОЇ СИСТЕМИ

Нервова система (НС) регулює, поєднує, узгоджує діяльність органів і систем організму, зумовлює його оптимальне функціонування та адаптацію до змін зовнішнього середовище.

Нервова система виконує наступні найважливіші функції:

  •  володіє здатністю сприймати, передавати та переробляти інформацію –сенсорна функція, завдяки якій здійснюється зв’язок із зовнішнім і внутрішнім середовищем, забезпечуючи адаптацію до умов існування;
  •  регулює рухові (моторні) функції органів і систем організму людини;
  •  забезпечує швидку й узгоджену взаємодію між органами, завдяки чому організм людини функціонує як єдине ціле;
  •  з діяльністю центральних відділів нервової системи пов’язані вищі психічні функції – відчуття, навчання, пам’ять, свідомість, мова і мислення, – з допомогою яких люди спілкуються, пізнають довкілля та впливають на нього.

Основною структурною і функціональною одиницею нервової системи є нейрон – складно побудована нервова клітина, що сприймає, переробляє подразнення та передає їх до різних органів тіла. Тіла нейронів, які з’єднуються одне з одним своїми відростками, утворюють окремі скупчення, які називаються ядрами і нервовими центрами. Мільярди взаємозв’язаних нейронів, які формують нервову систему, перебувають під захистом та в оточенні нейроглії.

Скупчення відростків нервових клітин  (нервових волокон) вкрите зверху сполучнотканинною оболонкою і називається нервом. Розрізняють чутливі нерви (аферентні, доцентрові), по яких збудження поширюється в напрямку до центральної нервової системи (ЦНС), рухові нерви (еферентні, відцентрові),   які передають збудження від ЦНС до периферичних органів, та змішані нерви, до складу яких входять чутливі та рухові волокна.

Топографічно нервову систему людини поділяють на центральну і периферичну.

До центральної нервової системи відносять головний і спинний мозок. Головний мозок міститься всередині мозкового черепа, спинний – у хребетному каналі. Головний і спинний мозок складаються із сірої (утвореної тілами нейронів та їх відростками – дендритами) і білої (утвореної скупченнями нервових волокон –  аксонами) речовини.

До периферичної нервової системи належать 12 пар черепно-мозкових нервів і 31 пара спинномозкових нервів, їх сплетення, нервові вузли або ганглії (невеликі скупчення тіл нейронів, що лежать в різних частинах тіла) та нервові закінчення.

Нервова система людини за функцією поділяється на соматичну та автономну (вегетативну).

Соматична нервова система забезпечує іннервацію, головним чином, тіла (шкіри, скелетних м’язів), а також встановлює взаємозв’язок із зовнішнім середовищем: сприймає подразнення (дотик, чуття, біль, температуру), формує усвідомлені (підпорядковані свідомості) скорочування скелетних м’язів (захисні та інші рухи).  

Автономна (вегетативна) нервова система – регулює обмінні процеси в усіх органах і тканинах, ріст та розмноження, іннервує всі внутрішні органи, ендокринні залози, гладенькі м’язи органів, в тому числі і судин,  шкіри, тобто органи, що здійснюють вегетативні функції в організмі (травлення, дихання, виділення, кровообіг тощо) та становлять внутрішнє середовище організму. Автономна нервова система справляє трофічний вплив на центральну нервову систему.

Автономна (вегетативна) нервова система поділяється на симпатичну і парасимпатичну. Симпатична частина автономної нервової системи сприяє інтенсивній діяльності організму, особливо в екстремальних умовах, коли потрібне напруження сил. Парасимпатична частина автономної нервової системи сприяє відновленню втрачених організмом ресурсів, забезпечує нормальну життєдіяльність людського організму у стані спокою та під час сну (уповільнює скорочення серця та зменшує їх силу, звужує зіниці, знижує кров’яний тиск).

Обидва відділи вегетативної нервової системи регулюються вегетативними центрами, розташованими в гіпоталамусі та лімбічних нервових структурах. Найвищий контроль здійснює кора головного мозку (лобово- скронева зона).

Функціонально уже на першому році життя дитини формується вегетативна нервова система, розвиток і вдосконалення якої відбувається  тривалий час, одночасно з розвитком ЦНС. У дітей дошкільного і молодшого шкільного віку відмічено неврівноваженість симпатичного і парасимпатичного відділів НС щодо їх впливу на іннервовані органи. Так, до 7-ми років життя переважає вплив парасимпатичної нервової системи, чим можна пояснити часті порушення ритму дихання і серцевої діяльності, звуження зіниці, підвищену пітливість, особливо у фізично ослаблених дітей і хворих. Проте, є діти, у яких переважає вплив симпатичної нервової системи, тому спостерігається підвищена збудливість нервів, що регулюють діяльність серця і кровоносних судин. Характерною ознакою таких дітей є блідність і сухість шкіри та слизових оболонок, мерзлякуватість.

Основні етапи розвитку нервової системи. Розвиток центральної нервової системи відбувається гетерохронно, відповідно до загальнобіологічного закону: філогенетично древніші частини мозку розвиваються швидше молодших і в певній послідовності – спинний мозок, далі – довгастий, середній, проміжний і кора великих півкуль мозку.

Мозок людини розвивається з ектодерми, що розташована над хордою, в період ембріонального розвитку. З 11-го дня внутріутробного розвитку в головному відділі зародка відбувається закладка нервової пластинки, яка до 4–5-го тижня замикається в  нервову трубку. Одночасно на межі нервової трубки й ектодерми виникають парні полоски, з яких формуються гангліонарні пластинки (нервові гребені). З них розвиваються чутливі та вегетативні ганглії, периферична нейроглія (шваннівські клітини), клітини, що формують оболонки черепно-мозкових і спинно-мозкових нервів, нейрони вегетативної нервової системи, клітини надниркових залоз, пігментні клітини шкіри й ін.

Передній кінець нервової трубки потовщується, тут надалі формується головний мозок; з каудальної (хвостової) частини трубки розвивається спинний мозок. На 4-му тижні внутріутробного розвитку на головному кінці нервової трубки утворюються три розширення – первинні мозкові міхури: передній, середній і задній. Внаслідок нерівномірного росту відділів нервової трубки утворюються її вигини: тім’яний, потиличний і мостовий. У результаті повздовжнього поділу переднього і заднього мозкових міхурів (середній залишається без змін) утворюється п’ять міхурів головного мозку – п’ятиміхурова стадія – кінцевий, проміжний, середній, задній і довгастий. Порожнини цих міхурів зберігаються в мозку дорослої людини у видозміненій формі і називаються шлуночками мозку.

На 6–7-му тижнях внутріутробного розвитку з переднього міхура утворюються великі півкулі (кора і базальні ганглії), а з каудального – проміжний мозок (таламус, гіпоталамус). З кожної сторони проміжного мозку виростає очний міхур, в стінці якого формуються нервові елементи сітківки ока. З випинань проміжного мозку виникають шишкоподібне тіло, або епіфіз, і задня частка гіпофіза. На третьому місяці ембріонального розвитку формується мозолисте тіло, яке з’єднує праву і ліву півкулі. До 6 місяців півкулі повністю покривають мозок. На цей час усі відділи мозку добре виражені.

У постнатальний період у процесі розвитку змінюється маса головного мозку. У новонародженого вона відносно велика: 340–400 г (у хлопчиків на 15–20 г більше), що складає 1/8–1/9 маси тіла, тоді як у дорослої людини – 1/40. Маса мозку інтенсивно збільшується до 7-річного віку, потім цей процес сповільнюється (максимальні значення встановлюються до 20–30 років). За весь період росту людини маса мозку збільшується приблизно в 4 рази, тоді як маса тіла – в 20 разів. У перші 2 роки життя головний мозок росте швидше спинного, надалі спостерігається зворотне співвідношення. Зі збільшенням об’єму мозку продовжується формування нервових сіток і зв’язків, що лежать в основі розвитку емоцій, здібностей і пам’яті.

Основні параметри розвитку мозку визначені генетично: зокрема, ті нервові зв’язки, що узгоджують діяльність окремих органів і систем органів (серцево-судинної та дихальної систем). Вважається, що у формуванні нервової системи бере участь половина з 80000 генів.

Проте, на розвиток нейронних систем мозку людини впливає „досвід“, що набувається в ранньому дитинстві. Уже в перший місяць життя число синапсів зростає в 50 разів (з 20 до 1000 млрд.) за рахунок численних сигналів, що надходять у мозок. Якщо синапси бездіяльні, тобто до них не поступає збудження, вони дегенерують. Тому, дуже важливими є розвиваючі ігри та заняття з перших років життя (ігри з кубиками, рухові ігри і т.д.).

Формування синапсів у різних ділянках мозку відбувається не одночасно. В корі півкуль інтенсивне утворення синапсів починається з 2-го місяця життя дитини, в цей час частина вроджених рухових реакцій поступово зміняється цілеспрямованими рухами. У 3-місячної дитини інтенсивний розвиток синаптичних зв’язків відділів кори півкуль мозку, пов’язаних з сенсорною інформацією, зумовлює розвиток зорової функції: немовля може зосередити погляд на предметах. До 8–9-го місяців розвиток синаптичних зв’язків гіпоталамуса впорядковує зберігання інформації в складній системі мозку: немовлята починають „запам’ятовувати“ рухи, зокрема, як поводитися з іграшками. Впродовж першого року життя інтенсивно утворюються синаптичні зв’язки у лобовій частці головного мозку, з якою пов’язано прогнозування поведінки, тобто уміння передбачати і відповідно розраховувати свої дії, а також логічне мислення. Формування синапсів, яких до 10–12 місяців життя дитини удвічі більше, ніж в мозку дорослої людини, супроводжуються посиленим споживанням енергії.

Разом з високим рівнем пристосувальних можливостей (пластичності) мозку дитини, слід зазначити її надзвичайну схильність до психічних травм. Так, у відповідь на загрозливі подразники дитина переживає стрес, що супроводжується нейрохімічними реакціями мозку, які негативно впливають на ріст і розвиток його структур. Психічна травма підвищує рівень гормонів, зокрема кортизолу, під впливом яких скорочується число синапсів, що вже утворилися, та нейронів. При цьому порушується робота кори великих півкуль мозку, зокрема, лімбічної системи, яка відповідає за емоції, що забезпечують дитині відчуття довіри та відповідальності. У травмованих дітей пластичність мозку на 20–30 % менш виражена.

Розвиток нейрона. Велика частина нервових клітин утворюється з клітин нервової трубки на ранніх стадіях ембріонального розвитку. Клітини нервової трубки диференціюються в двох напрямах; з одних утворюються нейробласти, що дають початок нейронам, з інших – спонгіобласти, що перетворюються на клітини глії. Збільшення числа нейронів відбувається з різною швидкістю: від 1-го до 3-го місяця постнатального розвитку їх кількість збільшується, до 6-го місяця – дещо зменшується за рахунок вибіркової загибелі нейронів; до 6 років число нейронів зростає майже в 2 рази, порівняно з новонародженими. Ділення клітин-попередників нейронів триває до 21 року, надалі їх кількість залишається практично постійною. Встановлено, що збільшення числа нейронів в таких відділах мозку, як гіпокамп і нюхова цибулина, пов’язане з навчанням і розвитком пам’яті. У старості частина нервових клітин гине.

На ранніх стадіях розвитку нейробласти характеризуються наявністю крупного ядра, яке оточене невеликою кількістю цитоплазми. В процесі розвитку із збільшенням розмірів клітини відносний об’єм ядра зменшується. На третьому місяці внутріутробного розвитку починається ріст довгого відростка – аксона. Аксони мотонейронів ростуть у напрямку до периферії аж до органу-мішені – м’язового волокна або залозевої клітини. Аксони нейронів, що лежать в межах ЦНС, підростають до інших нейронів і утворюють з ними синаптичні контакти. На кінці аксона, що росте, розташований конус росту.

У ЦНС синапси утворюються в результаті контакту конусу росту одного нейрона з тілом іншого; при цьому конус росту стає пресинаптичним утворенням. На першому етапі розвитку синапсу диференціюються пре- і постсинаптична мембрани, потім у пресинаптичному відділі утворюються мітохондрії та везикули, кількість яких швидко збільшується, синаптична щілина розширюється. Функціональна активність нейрона (генерація і проведення збудження) починається з моменту формування синаптичних контактів з іншими нейронами або органами-мішенями.

Дендрити ростуть значно пізніше за аксон. Спочатку на протилежному аксону полюсі клітини з’являється верхівковий дендрит у вигляді простого виросту аксоплазми, внаслідок чого нейробласт стає біполярним. Потім відростають інші дендрити, і нейробласт перетворюється на мультиполярний. Здатність проводити збудження в дендриті з’являється значно пізніше, ніж у аксона (який функціонує вже у внутріутробному розвитку), – після народження, коли на них з’являються вирости – шипики. В процесі розвитку збільшується число галужень дендриту і кількість шипиків на них. У корі великих півкуль їх кількість зростає разом із збільшенням числа функціональних зв’язків. Таким чином, із ростом шипиків пов’язана взаємодія центральних структур.

Ріст мієлінової оболонки веде до підвищення швидкості проведення збудження по нервовому волокну – зростає збудливість нейрона. Мієлінізація, насамперед, відмічається в периферичних нервах, потім поширюється на волокна спинного мозку, стовбурну частину головного мозку і, пізніше, на волокна великого мозку. Рухові нервові волокна спинного мозку вкриті мієлінової оболонкою ще до моменту народження.

Після народження дитини в першу чергу відбувається мієлінізація спинномозкових нервів, потім провідних шляхів спинного мозку і стовбура головного мозку. До 3-ох років основна маса нервових волокон мієлінізована, частина завершує цей процес до 6-річного віку; мієлінізація тангенціальних волокон кори півкуль великого мозку триває до 30–40 років. У головному мозку швидше інших мієлінізуються аферентні шляхи і сенсорні ділянки, а рухові – на 5–6 місяцях (деякі значно пізніше) життя. У процесі мієлінізації відбувається концентрація іонних каналів в ділянці перетяжки Ренв’є, піддвищується збудливість і лабільність нервових волокон. Так, у новонароджених нерв здатний проводити лише 4–10 імп./сек., в той час як у дорослих – 300–1000 імп./сек.

У процесі розвитку мозку у формуванні впорядкованих зв’язків між мільярдами нервових клітин вирішальна роль належить активності самих нейронів, а також зовнішнім чинникам. Хоча людина народжується з повним набором нейронів, які утворюються в ембріональний період, мозок новонародженого по масі складає 0,1 дорослого мозку. Збільшення маси мозку відбувається за рахунок збільшення розмірів нейронів, а також числа і довжини їх відростків.

Важлива особливість нервової системи дорослої людини – точність міжнейронних зв’язків, але для її досягнення необхідна постійна, з раннього дитинства, стимуляція мозку. Діти, які провели перший рік життя в обмеженому, бідному інформацією оточенні, розвиваються повільно. Для нормального розвитку мозку дитина повинна одержувати із зовнішнього середовища різні види сенсорних стимулів: тактильні, зорові, слухові, обов’язково мовні. Разом з тим позитивна роль „надстимуляції“ в розвитку нервової системи не доведена.

Зв’язки між центральними нейронами найактивніше формуються в період від народження до 3 років. Від того, як нейрони з’єднуються один з одним на початкових етапах формування мозку, чому залежать його індивідуальні особливості. Інформація, що надходить у мозок, створює нові зв’язки між нейронами, так у освічених людей, що постійно поповнюють свої знання, число зв’язків між нейронами зростає. Інтенсивне навантаження мозку до похилого віку захищає його від передчасної деградації.

Так, після народження кожен нейрон впродовж життя зберігає здатність до росту та утворення відростків, а також нових синаптичних зв’язків, особливо за наявності інтенсивної сенсорної інформації. Під її впливом синаптичні зв’язки можуть перебудовуватися і змінювати медіатор, що лежить в основі процесів навчання, пам’яті, адаптації до мінливих умов зовнішнього середовища, відновних процесів у період реабілітації після різних захворювань і перенесених травм.

У процесі онтогенезу за рахунок розвитку гальмівних нейронів формуються гальмівні механізми ЦНС, раннім проявом яких є постсинаптичне (гіперполяризаційне) гальмування, пізніше формується пресинаптичне гальмування (зворотнє, колатеральне та інші види). Завдяки формуванню гальмівних механізмів істотно підвищується здатність до концентрації збудження, обмежується іррадіація збудження в ЦНС, властива новонародженим, з’являються індукційні відносини. Безумовні рефлекси з появою гальмівних механізмів стають точнішими, локалізованішими.

Домінантне вогнище у дитини виникає швидше і легше, ніж у дорослих, але для нього характерна низька стійкість до зовнішніх подразників. З цим у значній мірі пов’язана нестійкість уваги у дітей: нові подразники легко викликають нову домінанту. У віці з 3 до 5 років зростає сила нервових процесів і починають розвиватися чіткі індукційні відносини між процесами гальмування і збудження, з 5 до 7 років істотно підвищується рухливість нервових процесів. Координаційні механізми в ЦНС досягають своєї зрілості тільки до 18–20 років.

Розвиток спинного мозку. Протягом перших трьох місяців внутріутробного розвитку спинний мозок займає хребетний канал на всю його довжину. В подальшому хребет росте швидше, ніж спинний мозок, нижній кінець спинного мозку піднімається в хребетному каналі. У новонародженої дитини нижній кінець спинного мозку знаходиться на рівні ІІІ поперекового хребця, у дорослої людини – на рівні І–ІІ поперекових хребців. Ріст хребта випереджає ріст мозку, унаслідок чого каудальний кінець спинного мозку поступово переміщується вверх, тому корінці спинномозкових нервів подовжуються, приймають навкісне, а в нижніх відділах – вертикальне положення. Корінці спинномозкових нервів, які йдуть до крижових отворів, утворюють навколо кінцевої нитки пучок – “кінський хвіст”. Ріст окремих сегментів спинного мозку проходить нерівномірно: швидше ростуть сегменти грудного відділу, повільніше – крижового і поперекового відділів. Спинномозкові вузли (ганглії) на ранніх стадіях ембріонального розвитку розташовуються в каналі хребта досить глибоко, потім вони переміщаються в міжхребцеві отвори.

Ще в ембріональному періоді змінюється форма спинного мозку: з’являються шийне і поперекове потовщення, що пов’язане з розвитком кінцівок. Шийне потовщення розвивається швидше поперекового, оскільки верхні кінцівки розвиваються раніше. У новонародженого обидва потовщення добре виражені, але найбільшого розвитку вони досягають протягом перших років життя. Діаметр решти ділянок спинного мозку збільшується поволі, до 12 років він подвоюється.

У 6–7-місячного плоду в спинному мозку багато ще нерозвинених клітин, різних за формою і розташуванням. До народження всі нервові та гліальні клітини спинного мозку розвинені добре і по структурі майже не відрізняються від клітин 6-річних дітей. Після народження збільшуються розміри нейронів, а також товщина мієлінової оболонки нервових волокон.

До моменту народження дитини спинний мозок є найрозвиненішим відділом ЦНС. Довжина спинного мозку новонародженого становить 14 см, до 2 років довжина досягає 20 см, до 10 років – довжина мозку подвоюється. Найшвидше ростуть грудні сегменти спинного мозку. Маса спинного мозку у новонародженого становить близько 5,5 г, у дітей 1-го року – 10 г, до 3 років – 13 г, до 7 років – в середньому 19 г, до 20 років маса мозку є як у дорослого, при цьому вона у 8 разів більша, ніж у новонародженого. У немовляти центральний канал ширший, ніж у дорослого, зменшення його просвіту завершується до 1–2 років і пізніше, коли проходить збільшення маси сірої та білої речовини. Об’єм білої речовини спинного мозку зростає швидко за рахунок власних пучків сегментарного апарату, формування якого відбувається в більш ранні періоди в порівнянні з періодами формування провідних шляхів, що утворюють надсегментарний апарат мозку.

Розвиток рефлекторної функції. Рефлекторна функція спинного мозку починає здійснюватися внутріутробно – на 7–8-му тижнях. Рухова активність плоду, що реалізовується за участю спинного мозку, є основою для розвитку головного мозку, зокрема кори великих півкуль.

Рух плоду і скорочення серця сприяють мієлінізації волокон і розвитку відповідних структур центральної нервової системи. При русі плоду стимулюються рецептори м’язів, сухожилків і суглобів, що сприяє дозріванню провідних систем. Зіткнення шкіри з навколоплідними оболонками прискорює розвиток шкірних рецепторів і мієлінізацію задніх корінців. Завдяки цьому до часу народження спинний мозок дитини більш розвинений і морфологічно, і функціонально, порівняно з головним.

Формування рефлекторних функцій знаходиться в повній відповідності з морфологічним розвитком нервової системи. Показано, що спочатку дозрівають нейрони рефлекторних дуг спинномозкових рефлексів, унаслідок чого у плода перші рухові реакції пов’язані з діяльністю спинного мозку.

Встановлені певні стадії розвитку рефлекторної діяльності плоду: стадія локальних відповідей окремих частин тіла, стадія узагальнених (генералізованих) у відповідь реакцій, яка переходить у стадію спеціалізованих рефлекторних актів. Окремі локальні рухи властиві 2–3-місячному плоду: у відповідь на механічне роздратування поверхні тіла у нього виникають обмежені рухи і прості рефлекторні реакції, наприклад, рефлекторне відкриття рота, рухи рук і ін. Генералізовані відповіді з’являються у 3–4-місячного плоду, реакції якого стають дифузними, асиметричними, некоординованими. Наприклад, у відповідь на роздратування голова може нахилятися, підійматися і повертається, руки згинаються, розгинаються, відводяться в сторони.

Спеціалізовані рефлекторні акти спостерігаються у плоду починаючи з 4–5 місяців. Дифузна у відповідь реакція при цьому змінюється тенденцією до їх локалізації в ділянці подразнення.

Про готовність центральної нервової системи новонародженого до виконання рефлекторних рухових реакцій з участю спинного мозку говорить той факт, що у них можна викликати рефлекс крокування, плавальні рухи, повзання й ін. Так, у багатьох новонароджених при дотику ногами до поверхні столу спостерігаються координовані рефлекси крокування, при яких положення однієї ноги залежить від іншої. Дитина, яку тримають на руках, здатна просуватися справжніми кроками вперед. Новонароджений нерідко робить перехресні кроки. У віці від 9–14 днів правильні крокуючі рухи спостерігаються у 35 дітей з 100. Цей рефлекторний руховий ритм має місце у грудних дітей раннього віку і, зрозуміло, не пов’язаний з часом початку ходьби. Він зникає у більшості 4–5-місячних дітей, а справжня ходьба починається в 9–10 місяців.

Підтримуючи дитину в горизонтальному положенні, її можна примусити „ходити“ вгору і вниз по стіні та в горизонтальній площині. Новонароджений може скоювати „сходження„ та „спуск“ по сходах („спуск“ менш координований). Можливість „акту ходьби“ в будь-якій площині говорить про незалучення в ньому вестибулярного апарату. Всі ці рефлекси в подальшому гальмуються, що є ознакою дозрівання головного мозку, що робить гальмівний вплив на сегментарний моторний апарат спинного мозку.

Шкірно-сегментарні рефлекси виявляються вже у плоду і добре виражені у новонароджених і грудних дітей. У 10-тижневого зародка найзбудливішою зоною є долоні рук, при подразненні яких виникають різні прояви хапального рефлексу. Шкірно-сегментарні рефлекси можна викликати і дією температурних подразників. У новонароджених і грудних дітей у відповідь на больове подразнення шкіри можна спостерігати шкірно-захисні рефлекси, що точно відповідають місцю дотику подразника. При подразненні шкіри дитини голова повертається у бік подразника або, навіть, в обидві сторони. Шкірні рефлекси почісування викликаються больовими, тактильними, температурними й іншими подразниками. Почісування нігтиками і кінчиками пальців добре виражене тільки до півтора років життя дитини.

Діти краще, ніж дорослі, розрізняють, яка саме ділянка шкіри подразнюється, що пояснюють ростом шкірної поверхні без відповідного збільшення клькості нервових волокон.

Таким чином, основними безумовними рефлексами новонароджених є наступні.

Добре вивчено розвиток ряду безумовних рефлексів у плоду та дитини перших років життя.

Хапальний рефлекс. Структури, що беруть участь в здійсненні рефлексу, формуються у плоду на 9–11-му тжні розвитку; розвиваються рецептори шкіри, чутливі нервові волокна руки, встановлюється зв’язок мотонейронів з м’язами, шийних сегментах спинного мозку інтенсивно дозрівають рухові центри. У 10-тижневого зародка хапальний рефлекс виявляється у вигляді ізольованого згинання пальців. До 11-го тижня ця реакція супроводжується згинанням зап’ястка і передпліччя. У 13–15-тижневого плода при подразненні долоні виникає рухове згинання всіх пальців, яке можна розглядати як перший прояв хапального рефлексу. До 22-го тижня цей рефлекс проявляється у вигляді локального згинання руки, що подразнюється. Пізніше хапальний рефлекс стає складною рефлекторною реакцією, що супроводжується зміною стану м’язів іншої руки і тулуба. У цей період згинання пальців настільки сильне, що при спробі прибрати предмет, яким подразнюють долоню плода, рука утримує його і при цьому витягується. У новонародженого хапальний рефлекс добре розвинений. Унаслідок переважання тонусу м’язів-згиначів його пальці стиснуті в кулачки. Якщо торкнутися пальцем середніх фаланг стислих пальців дитини, кулачки розкриваються і пальці розгинаються. Потім дитина схоплює подразнюючий палець дорослого, при цьому її долоні зігріваються, унаслідок чого хапання посилюється.

Рефлекс Бабінського – при штриховому подразненні підошви відбувається тильне згинання великого пальця ноги і підошовне згинання решти пальців. У 2-місячного плоду при подразненні підошви спостерігають згинання і через 2–3 хв. – розгинання пальців, часто і всієї стопи. Цей рефлекс добре виражений впродовж півроку з моменту народження, зникає у 2 роки. Наявність рефлексу Бабінського у дітей старшого віку і у дорослих вважають показником незрілості або порушення функцій пірамідного шляху і смугастого тіла.

Підошовний рефлекс – формується після народження. У немовляти реакції на штрихове подразнення підошви непостійні і мінливі. Спочатку у відповідь на подразнення виникають різноманітні рухи, потім з’являється тильне згинання стопи і лише пізніше – підошовне згинання, яке до 3 років залишається вже єдиною реакцією на подразнення підошви.

Сухожилкові рефлекси – колінний, ахіловий – добре виражені у дітей першого року життя. Формування їх структурної основи – рецепторів м’язів і сухожилок – відмічено у плоду 5–6-го місяців.

Колінний рефлекс у дітей раннього грудного віку супроводжується скороченням привідних м’язів іншої ноги, унаслідок чого нога повертається всередину. Цю реакцію називають перехресним рефлексом привідних м’язів. Вважають, що колінний рефлекс зникає після 7-місячного віку, оскільки загальмовується вище розташованими центрами, що розвиваються. Потім він відновлюється та надалі існує постійно.

Ахіловий рефлекс на першому місяці життя, як правило, може бути викликаний лише у не багатьох дітей, але починаючи з 7–8-місячного віку, реєструється у більшості обстежених дітей.

Пошуковий рефлекс. Якщо ніжно торкнутися шкіри дитини в ділянці кута вуст (не торкаючись губ), то відбувається опускання нижньої губи, відхилення язика та повертання голови в бік подразника. Зникає рефлекс в 1 рік.

Хоботковий рефлекс. Якщо легенько вдарити пальцем по губах новонародженого, то спостерігається скорочення колових м’язів рота та витягування губ хоботком.

Смоктальний рефлекс. Якщо дитині дати соску, то починаються активні смоктальні рухи. Зникає рефлекс в 1 рік.

Рефлекс змикання повік. Якщо пальцем постукати по верхній дузі орбіти, то відбувається змикання повік відповідного боку. Зникає рефлекс у 6 місяців.

Долонно-ротовий рефлекс Бабкіна. У разі надавлювання великими пальцями на долоні дитини поблизу тенарів відбувається відкривання рота та згинання голови. Зникає рефлекс у 3 місяці.

Рефлекс Рабінсона. Якщо дитину тримати пальцями за долоні, її можна припідняти над опорою. Зникає рефлекс у 2–4 місяці.

Рефлекс Моро. Якщо вдарити по поверхні, на якій лежить дитина, на відстані 20 см з боків від голови, то дитина відводить руки вбік і розгинає пальці, потім руки повертаються в попереднє положення. Зникає рефлекс у 4 місяці.

Рефлекс Керніга. Дитина лежить на спині, їй згинають ногу в кульшовому і колінному суглобах. У разі позитивного рефлексу не вдається розігнути ногу в колінному суглобі. Зникає рефлекс у 4 місяці.

Рефлекс опори. Дитина у вертикальному положенні спирається на поверхню стола повною стопою, ноги напівзігнуті, тулуб випрямлений. Зникає рефлекс у 2 місяці

Рефлекс автоматичної ходи. Дитина, спираючись на поверхню, здійснює крокові рухи, тулуб нахиляється вперед. Зникає рефлекс у 2 місяці.

Рефлекс Галанта. Якщо пальцем провести по паравертебральній лінії від шиї до сідниць, коли дитина лежить на боку, то відбувається вигинання тулуба дугою, відкритою назад. Зникає рефлекс у 4 місяці.

Рефлекс повзання Бауера. Дитину покласти на живіт, голова і тулуб розташовані по середній лінії. У такому положенні дитина піднімає голову і спонтанно повзе. Якщо прикласти до підошов дитини долоню, то рухи повзання повторюються. Зникає рефлекс у 4 місяці.

Рефлекс Переса. Дитина лежить на животі, пальцем проводять по остистих відростках хребта від куприка до шиї, що викликає прогинання тулуба, згинання верхніх і нижніх кінцівок, піднімання голови, таза, а іноді – сечовиділення, дефекацію, крик. Зникає рефлекс у 4 місяці.

Лабіринтний тонічний рефлекс. Виникає під час зміни положення голови дитини у просторі. Якщо дитина лежить на спині, то підвищений тонус м’язів-розгиначів шиї, спини, ніг. Якщо дитину перевертають на живіт, то збільшується тонус м’язів-згиначів шиї, спини, ніг.

Симетричний шийний тонічний рефлекс. У разі пасивного згинання голови новонародженого, який лежить на спині, підвищується тонус м’язів-згиначів рук і розгиначів ніг. У разі розгинання голови спостерігається зворотна взаємодія.

Якщо дитина лежить на спині, її голова повернута вбік таким чином, щоб підборіддя торкнулося плеча. При цьому зменшується тонус кінцівок, до яких повернуте обличчя, одночасно підвищується тонус протилежних кінцівок. Зникає рефлекс у 1 рік.

Тулубна реакція випрямлення. Якщо стопи дитини спираються на опору, то випрямляється голова. Рефлекс виявляється після 1 місяця.

Верхній рефлекс Ландау. Дитина в положенні на животі піднімає голову, верхню частину тулуба і руки, спираючись на долоні рук, і утримується в цьому положенні. Виявляється рефлекс після 4 місяців.

Нижній рефлекс Ландау. У положенні на животі дитина розгинає і піднімає ноги. Рефлекс визначається після 5–6 місяців.

Прості шийні й тулубні установчі рефлекси. Поворот голови вбік викликає поворот тулуба в той самий бік, але не одночасно, а окремо, спочатку відбувається поворот грудного відділу тулуба, а потім – тазового. Рефлекси виявляються після народження.

Ланцюговий установчий рефлекс з тулуба на тулуб. Коли плечі дитини повертаються вбік, то повертається тулуб і нижні кінцівки в той самий бік, але не одночасно, а окремо. Поворот тазового відділу викликає поворот тулуба. Рефлекс виявляється після 6 місяців.

Головний мозок. У новонародженого головний мозок відносно великий, масою в середньому 390 г (340–430) у хлопчиків і 355 г (330–370) у дівчаток, що складає 12–13% маси тіла (у дорослого – приблизно 2,5%). До кінця першого року життя маса головного мозку подвоюється, а до 3 – 4 років – потроюється. В подальшому (після 7 років) маса головного мозку зростає повільно і до 20–29 років досягає максимального значення (1355 г – у чоловіків і 1220 г – у жінок). У подальші вікові періоди – до 60 років у чоловіків і 55 років у жінок – маса мозку суттєво не змінюється, надалі відмічається деяке її зменшення.

Довгастий мозок. Міст, довгастий мозок і мозочок утворюються із заднього мозкового міхура.

Довгастий мозок до моменту народження цілком розвинений морфологічно. Новонароджений здатний самостійно скоювати дихальні рухи, смоктання, ковтання, чхання, кашель, у нього розвинені познотонічні рефлекси. Загальна маса довгастого мозку разом із мостом у новонародженого рівна 8 г, що складає 2 % маси головного мозку (у дорослого 1,6 %). До 5–6 років завершуються мієлінізація, ріст і диференціювання нейронів, а також удосконалюється робота основних нервових центрів, що беруть участь в регуляції діяльності серцево-судинної системи, травлення, дихання.

Ядра черепно-мозкових нервів довгастого мозку, зокрема блукаючого, формуються рано. З їх розвитком пов’язане становлення в онтогенезі деяких регуляторних механізмів – дихального, серцево-судинного, травного і інших функцій. Ядра блукаючого нерва з’являються з 2-го місяця внутріутробного розвитку. У новонародженого добре виражена сітчаста формація (її структура за будовою майже як у дорослих).

До півтора років життя дитини збільшується кількість клітин в ядрах блукаючого нерва. Значно збільшується довжина відростків нейронів. У 7-річної дитини ядра блукаючого нерва сформовані так само, як у дорослого.

Міст у новонародженого розташований вище, ніж у дорослого, до 5 років ця відмінність зникає. Розвиток моста пов’язаний з формуванням ніжок мозочка і встановленням його зв’язків з іншими відділами ЦНС, а розташовані тут провідні шляхи, ядра і сітчаста формація на період народження вже сформовані.

З розвитком структур довгастого мозку і моста пов’язано становлення функцій, що ними регулюються: дихання, роботи серцево-судинної, травної й інших систем.

Дихальні рухи у плоду з’являються вже на 4–5-у місяці внутріутробного розвитку і супроводжуються рухами м’язів кінцівок. До 16–17-го тижня формується центр вдиху довгастого мозку, який є структурною основою здійснення перших поодиноких вдихів. У цей період дозрівають ядра сітчастої формації довгастого мозку і тракту від нього до дихальних мотонейронів спинного мозку. У віці 21–22 тижнів з’являються невеликі періоди безперервних дихальних рухів, які чергуються з глибокими судорожними вдихами. До цього часу формуються структури центру видиху довгастого мозку, а потім дихального центру моста, що забезпечує ритмічну зміну вдиху і видиху. Поступово час рівномірного регулярного дихання збільшується до 2–3 год. У плода 28–33 тижнів дихання стає рівномірніши, лише іноді змінюється поодинокими, глибшими вдихами і паузами.

У плода і новонародженого виявляються рефлекторні впливи на дихання. Так, під час сну новонародженого можна спостерігати зупинку дихання у відповідь на звуковий подразник, після якої слідує декілька поверхневих дихальних рухів, а потім дихання відновлюється. У немовляти добре розвинені захисні дихальні рефлекси – чхання, кашель, а також рефлекторна зупинка дихання при різкому запаху.

Вплив вегетативної нервової системи на серце формується досить пізно. До моменту народження закінчується формування серцевої гілки блукаючого нерва, але дозрівання серцево-судинних центрів ще продовжується.

До моменту народження найдозрілішими можна вважати харчові безумовні рефлекси: смоктальний, ковтальний та ін. Смоктальні рухи можна викликати простим дотиком до губ дитини, навіть не порушуючи смакових рецепторів. Смоктальні рухи з’являються в плодовий період (16,5 тижнів): при подразнені вуст ротик відкривається і закривається, а до 21–22-го тижнів смоктальний рефлекс повністю сформований, його можна викликати подразненням поверхні обличчя будь-якою ділянкою кисті руки. Ранній прояв смоктального рефлексу обумовлений дозріванням до цього віку ядер і шляхів трійчастого, відвідного, лицьового й інших нервів, з якими пов’язані здійснення смоктальних рухів, поворот голови, пошук подразника та т.п.

Найшвидше у 4-тижневого ембріона закладається ядро лицьового нерва. У віці 14 тижнів у ньому можна виділити окремі групи клітин, з’являються волокна, що пов’язують ядра лицьового та трійчастого нервів. До цього моменту волокна лицьового нерва підходять до м’язів ділянки вуст, а у 16-тижневих ембріонів кількість волокон і зв’язків цих центрів збільшується, починається мієлінізація периферичних волокон лицьового нерва.

З розвитком довгастого мозку та моста пов’язане формування деяких позно-тонічних і вестибулярних рефлексів, рефлекторні дуги яких формуються задовго до народження. Так, у 7-тижневого плоду диференціюються клітини вестибулярного апарату, а на 12-му тижні до них підходять нервові волокна. На 20-му тижні мієлінізуються волокна, які несуть збудження від вестибулярних ядер до мотонейронів спинного мозку. В цей же час формуються зв’язки між клітинами вестибулярних ядер і клітинами ядер окорухового нерва.

Серед рефлексів положення тіла у новонародженого в перший місяць життя виражений тонічний шийний рефлекс. Він полягає у тому, що при повороті голови однойменна рука і нога протилежної сторони згинаються, а на тій стороні, куди повернена голова, рука розгинається. Цей рефлекс поступово зникає до кінця першого року життя.

Мозочок. У ембріональному періоді розвитку мозочка спочатку формується черв’як, як найдревніша частина мозочка, а потім – його півкулі. У 4–5-місячного плоду розростаються поверхневі відділи мозочка, утворюються борозни і звивини.

 У новонароджених мозочок недорозвинений (проте, краще розвинутий, ніж півкулі), його борозни неглибокі. Маса мозочка при народженні становить 20 г (5,4 % маси мозку), до 5 місяців маса збільшується в 3 рази, до 9 місяців – у 4 рази (дитина вміє стояти, починає ходити). У однорічної дитини маса мозочка становить – 90 г, до 7 років вона досягає нижньої межі маси мозочка дорослої людини (130 г). Дозрівання мозочка завершується, в основному, до 7 років, а повне – до 15–16 років.

Найінтенсивніше мозочок росте в перший рік життя, особливо з 5-го по 11-й місяць (у цей час дитина вчиться сидіти і ходити) та в період статевого дозрівання, з 3-х місяців життя проходить диференціювання клітинних структур. З наростанням маси ніжок мозочка, в яких проходять численні провідні шляхи, починають здійснюватися основні функції мозочка. Сіра і біла речовини мозочка розвиваються неоднаково: сіра речовина росте повільніше і до 7-ми років її маса збільшується приблизно в 2 рази, а білої – майже в 5 разів. Мієлінізація волокон мозочка здійснюється приблизно до 6 місяця життя, останніми мієлінізуються волокна кори.

З усіх ядер мозочка швидше інших формується зубчасте ядро. Починаючи з періоду внутріутробного розвитку і до перших років життя дітей, ядра виражені краще, ніж нервові волокна. У дітей шкільного віку, мо як і у дорослих, біла речовина переважає над ядерними утвореннями.

Клітинна будова кори мозочка (форма, розміри та кількість відростків нервових клітин) у новонародженого значно відрізняється від дорослого. Не повністю сформовані клітини Пуркін’є, ядро майже повністю займає клітину, дендрити клітин слабо розвинені. Формування клітин Пуркін’є бурхливо завершується до 3–5-ти тижнів життя, клітини внутрішнього (зернистого) шару розвиваються дещо швидше. Клітинні шари кори мозочка у новонародженого значно тонші, ніж у дорослого. до кінця 2-го року життя їх розміри досягають нижньої межі величини у дорослого. Повне формування клітинних структур мозочка здійснюється до 7–8 років. Клітини кори мозочка здійснюють гальмівні впливи на рухові структури ствовбура мозку, забезпечуючи точність і плавність рухів. Завершення розвитку ніжок мозочка, встановлення їх зв’язків з іншими відділами центральної нервової системи здійснюються в період від 1-го до 7 років життя дитини.

Становлення функцій мозочка відбувається паралельно з формуванням довгастого, середнього і проміжного мозку. Вони пов’язані з регуляцією пози, рухів, вестибулярних реакцій.

У середньому мозку зміни в процесі розвитку пов’язані з утворенням спеціалізованих первинних рефлекторних центрів – зорових, слухових, а також тактильної, температурної і больової чутливості. До кінця 3-го місяця ембріонального розвитку на рівні середнього мозку добре виражене велике скупчення клітин – ядро окорухового нерва. В результаті клітинної міграції на поверхні середнього мозку з’являються верхні і нижні горбики чотирьохзгір’я. До цього часу формуються ядра сітчастої формації та червоні ядра, а також майбутня чорна субстанція (темний пігмент у ній з’являється після 6 місяців). Пізніше формуються пірамідні тракти – низхідні рухові шляхи, які починаються в корі великих півкуль. Ріст і функціональний розвиток середнього мозку пов’язані з розвитком інших відділів мозкового стовбура і формуванням його шляхів до мозочка і кори великих півкуль.

У новонародженого маса середнього мозку становить 2,5 г, його форма і будова майже не відрізняються від середнього мозку дорослого. Ядро окорухового нерва добре розвинене, його волокна мієлінізовані. Добре розвинене червоне ядро, зв’язки якого з іншими відділами мозку формуються раніше, ніж пірамідна система. Крупні клітини червоного ядра, які забезпечують передачу імпульсів з мозочка до мотонейронів спинного мозку (низхідні впливи), розвиваються швидше, ніж дрібні нейрони, через які передається збудження від мозочка до підкіркових утворень мозку і до кори великих півкуль (висхідні впливи). Про це свідчить порівняно швидша мієлінізація пірамідних волокон у новонародженого порівняно з шляхами, що йдуть до кори (мієлінізуються з 4-го місяця життя).

Пігментація нейронів червоного ядра починається з 2-річного віку і завершується до 4 років.

Інше важливе утворення середнього мозку – чорна субстанція – у новонародженого добре виражена, її клітини диференційовані з мієлінізованими відростками. Мієлінізовані і волокна, що пов’язують чорну субстанцію з червоним ядром, але характерний пігмент (меланін) є лише в невеликій частині клітин. Пігментація починає активно розвиватися з 6-го місяця життя і досягає максимуму до 16 років. Цей процес знаходиться у прямій залежності від удосконалення функцій чорної субстанції.

Ряд рефлексів, що здійснюються за участю середнього мозку, формуються у внутріутробний період. Вже на ранніх етапах пренатального розвитку з’являються тонічні та лабіринтові рефлекси, а також захисні та деякі інші рухові реакції у відповідь на різні подразнення.

За 2–3 місяці до народження плід виконує рухи у відповідь на звукові, температурні, вібраційні й інші чітко виражені подразники. Але при повторенні одного і того ж стимулу у відповідь рухова реакція зменшується та припиняється, тобто настає звикання до подразника.

У перші дні життя дитини з’являється рефлекс Моро: у відповідь на гучний раптовий звук вона розкидає руки в сторони під прямим кутом до тулуба, при цьому розгинаються пальці, тулуб вигинається і витягується. Цей рефлекс змінюється іншою реакцією: при різкому подразненні у дитини виникає загальна рухова реакція з переважанням згинальних рухів, що нерідко супроводжується рухом голови і очей, зміною дихання або затримкою смоктального рефлексу. Ця реакція переляку, або здригання, розглядається як перший прояв орієнтувального рефлексу: при повторних подразненнях вона зникає. З віком відповідь на подразники стає менш узагальненою, з 2-го тижня життя з’являється зосередження на звуці, а на 3-у місяці виникає типова орієнтувальна реакція – поворот голови у бік подразника. Її початкові стадії пов’язані з раннім формуванням рецепторів внутрішнього вуха, провідних шляхів і чотирьохгорбкової пластинки, а вдосконалення реакції – з розвитком колінчастих тіл проміжного мозку і кіркового відділу слухового аналізатора. Рефлекс Моро зникає до 4-го місяця життя, але зберігається у дітей із затримкою розвитку. Припускають, що він пов’язаний із незрілістю мозку.

До кінця плодового періоду і в грудному віці добре розвинені структури, що лежать в основі рефлексів, які виникають у відповідь на зорові подразники. Первинною формою у відповідь реакцій є захисні рефлекси. У новонароджених дітей дотик до вій, повік, кон’юнктиви, рогівки, до кінчика носа і лоба або легкий подих на них, відразу ж викликають зімкнення повік. При освітленні обличчя сплячої дитини повіки зімкнуться сильніше. Рефлекторне кліпання у відповідь на швидке наближення предмету до очей з’являється до 1,5–2 місяців життя.

У новонародженого добре розвинутий зіничний рефлекс, причому він спостерігається навіть у недоношених немовлят. Розширення зіниць на звукові та шкірні подразники з’являється пізніше – з 2,5 місяців життя дитини. У віці 2 місяці зіничний рефлекс на шкірні подразники відмічені лише у 20 %, тоді як у 7–9-місячному віці ця реакція спостерігається у 64 % обстежених дітей.

Починаючи з народження і впродовж перших 6-ти місяців життя у більшості дітей виявляється тонічний рефлекс з очей на м’язи шиї: якщо тримати дитину вертикально, не підтримуючи голову, і при цьому освітити очі, то її голова швидким рухом відкидається назад і одночасно вигинається тіло. Це відбувається унаслідок підвищення тонусу м’язів-розгиначів. Реакція зберігається до тих пір, поки очі освітлені.

Лабіринтовий, або установчий, рефлекс, який виражається у тому, що правильне положення в просторі займає спочатку голова, а потім все тіло, у новонароджених у більшості випадків відсутній. Цей рефлекс пов’язаний з формуванням вестибулярного апарату і червоних ядер. У новонароджених даний рефлекс реєструється в поодиноких випадках при похилому положенні тіла вниз головою. Цей рефлекс добре виражений з 2–3-го місяців життя дитини.

Лабіринтові рефлекси, що виникають при обертанні, виявляються у відхиленні голови й очних яблук у бік, протилежному обертанню. Вони виявляються відразу після народження і добре виражені з 7-го дня життя дитини. З перших днів життя виявляється і ліфтова реакція, яка у дитини виражається в піднятті вгору рук при різкому опусканні тіла, тобто коли імітується рух „падіння“.

Рефлекси положення тіла в просторі, що залежать від правильного розподілу тонусу м’язів і суглобів – статичні та статокінетичні – формуються після народження, хоча рецепторні утворення, при стимуляції яких вони виникають, в основному, сформовані (зорові, шкірні, пропріорецептори м’язів і суглобів, рецептори внутрішнього вуха й ін.).

Формування рефлексів положення в просторі пов’язане з подальшим розвитком головного мозку і кори великих півкуль. При цьому прості рефлекторні акти зміняються складнішими. Так, при народжені попередні локомоторні акти зникають у 4–5-місячної дитини. Першим зникає зорово-шийний рефлекс (3 міс.), потім вестибулярна реакція, пов’язана з кінцівками (4–5 міс.). Скорочення м’язів протилежної ноги, що приводять, і супроводжує колінний рефлекс, загасає до 7 місяців, перехресний згинальний рефлекс ніг – у 7–12 місяців, а хапальні рефлекси до кінця першого року життя переходять у довільне хапання. До цього часу майже повністю зникає рефлекс Бабінського. Впродовж першого року життя дитина перевертається на живіт, потім повзає на животі та рачки, сидить, встає і до кінця року починає ходити.

У перший рік життя нейронні сітки великих півкуль все більше залучаються до діяльності інших відділів центральної нервової системи. У зв’язку з цим з 4–5 місяців з’являються довільні рухи, управління якими пов’язане з кірковими нейронами; здійснюються вони через пірамідні шляхи. Рухи в цей час мало координовані, що пов’язано з недостатньою активністю гальмівних зв’язків. Формування гальмівних реакцій пов’язують з подальшим розвитком смугастих тіл і кори великих півкуль.

Проміжний мозок у новонародженого розвинений відносно добре, розвиток окремих його структур відбувається гетерохронно. До моменту народження диференційовані специфічні та неспецифічні ядра таламуса, завдяки чому сформовані всі види чутливості. Структури гіпоталамуса у новонароджених недостатньо диференційовані, в зв’язку з чим у них недосконалі механізми терморегуляції, регуляції обмінних процесів.

Зоровий горб (таламус) закладається до 2-му місяці внутріутробного розвитку, на 3-му місяці морфологічно розмежовуються таламус і гіпоталамус. На 4–5-му місяцях між ядрами таламуса виявляються світлі прошарки нервових волокон, що розвиваються; клітини слабо диференційовані. У 6 місяців добре видимі клітини сітчастої формації зорового горба. Інші ядра починають формуватися з 6-ти місяців внутріутробного життя, і до 9-го місяця є вираженими, а надалі відбувається їх диференціювання. Посилений ріст зорового горба здійснюється в 4-річному віці, а до 13 років цей відділ мозку досягає розмірів дорослої людини.

Підзгір’я (гіпоталамус) закладається в ембріональному періоді, ядра гіпоталамуса диференціюються лише на 4–5-му місяцях та стають добре вираженими на 8-му місяці розвитку.

До моменту народження структури гіпоталамуса (особливо сірого горба, що відповідає за підтримку гомеостазу) ще повністю не диференційовані, чим пояснюється недосконалість терморегуляції у новонароджених і дітей першого року життя. Ядра гіпоталамуса дозрівають у різний час, в основному, до 2–3 років. Диференціація клітинних елементів сірого горба закінчується до 13–17 років.

У процесі росту та розвитку проміжного мозку зменшується кількість клітин на одиницю площі і збільшуються розмір окремих клітин і число провідних шляхів.

Темпи формування гіпоталамуса вищі, порівняно з часом розвитку кори великих півкуль, та близькі до темпів розвитку сітчастої формації.

Про активність ядер проміжного мозку свідчить наявність рефлекторних реакцій у новонародженого на тактильні, смакові, нюхові, температурні та больові подразнення.

Сприйняття нюхових подразнень пов’язане з дозріванням нюхового і трійчастого нервів, а також відповідних ядер підзгірної ділянки. Рефлекси на нюхові та смакові подразники в перші години після народження виражені навіть у недоношених дітей. Новонароджені розрізняють приємні та неприємні запахи, досить тонко визначають смакові модальності. Дія солодких смакових речовин на рецептори порожнини рота викликає у новонароджених рухи язика і смоктальні рухи, а дія гірких, кислих і солоних речовин – сильне слиновиділення, мімічну реакцію у вигляді морщень та інших негативних проявів. Реакції смакового задоволення або відторгнення свідчать про ранній розвиток смакової сенсорної системи.

Деякі смакові реакції мають місце до першого годування новонародженого. Розрізнення смакових речовин здійснюється краще при частковому насиченні, ніж натщесерце або при повному насиченні.

Базальні ядра в період внутріутробного розвитку дозрівають нерівномірно. Бліда куля достатньо сформована вже до моменту народження. Хвостате ядро та шкаралупа хвостатого ядра формуються до кінця 1-го року життя. До 7-річного віку проходять остаточне дозрівання базальних ядер та формування їх зв’язків із корою, що забезпечує виконання більш точних і координованих довільних рухів.

Бліда куля (паллідум) мієлінізується швидше смугастого тіла (стріатума) і кори великих півкуль: до 8 місяця розвитку плоду. У структурах смугастого тіла мієлінізація починається в пренатальний період, а закінчується до 11-го місяця після народження. Хвостате ядро впродовж перших 2-ох років життя збільшується удвічі, що пов’язують з розвитком автоматичних рухових актів.

Рухова активність новонародженого значною мірою пов’язана з блідою кулею, імпульси від якого викликають некоординовані рухи голови, тулуба і кінцівок. Бліда куля має множинні зв’язки із зоровим горбом, підзгірною ділянкою та чорною субстанцією, а зв’язок із смугастим тілом формується пізніше. Частина стріапаллідарних волокон мієлінізується на першому місяці життя, а інша частина – лише до 5 місяців та пізніше.

Припускають, що моторна складова такого акту, як плач, контролюється блідою кулею. З розвитком смугастого тіла пов’язана поява мімічних рухів, а пізніше – уміння сидіти і стояти. Стріатум робить гальмуючий вплив на паллідум, тому створюється поступове розділення рухів. Для того, щоб сидіти, дитина повинна уміти вертикально тримати голову і спину. Ця здатність розвивається до 2 місяців: піднімати голову лежачи на спині дитина починає до 2–3 місяців, сидіти – до 6–8 місяців.

У перші місяці життя у дитини з’являється так звана „негативна реакція опори“: при спробі поставити її на ніжки вона підіймає їх і підтягає до живота. Пізніше реакція опори стає позитивною: при дотику до опори ніжки розгинаються. У 9 місяців дитина може стояти за допомогою підтримки, в 10 місяців стоїть вільно.

З 4–5-місячного віку досить швидко розвиваються різні довільні рухи, але вони ще тривалий час супроводжуються різноманітними побічними („зайвими“) рухами. Появу довільних (схоплювання) і виразних рухів (усмішка, сміх) пов’язують з розвитком стріарної системи і рухової кори великих півкуль. Голосно сміятися дитина починає з 8 місяців.

У процесі розвитку всіх відділів головного мозку і кори великих півкуль рухи дитини звільняються від випадкових, непотрібних компонентів і стають більш координованими. Певна рівновага кіркового і підкіркового рухових механізмів встановлюється тільки до кінця дошкільного періоду.

Гематоенцефалічний бар’єр у плода і новонародженого володіє високою проникністю, тому для цього періоду особливо небезпечний вплив екологічно несприятливих чинників, а також різних лікарських засобів, алкоголю, нікотину.

Розвиток кори великих півкуль головного мозку. Нова кора в структурах півкуль починає формуватися в кінці другого місяця внутріутробного періоду. Протягом всього пренатального розвитку неокортексу виділяють три періоди:  1 – ранній міграційний; 2 – середній, або період попереднього диференціювання на шари; 3 – пізній, або етап завершального диференціювання. Ранній період охоплює проміжок з 2-го по 4-ий місяць: здійснюється міграція нейробластів із глибоких (навколошлуночкових) шарів кінцевого мозкового міхура в коркову пластинку. В період з 7-го по 10-ий тижні починають формуватись нижні (глибокі) шари кори (V і VІ). Дещо пізніше (на 13–15-му тижнях) проходить диференціювання верхніх шарів (І, ІІ, ІІІ і ІV). Починаючи з 4-го тижня внутріутробного розвитку, відбувається попереднє цитоархітектонічне диференціювання кори на клітинні шари, утворюються первинні борозни і звивини. На 5-му місяці внутріутробного періоду з’являються наступні первинні борозни: бічна, центральна, шпорна, борозна мозолистого тіла. Вторинні борозни (лобові, скроневі й ін.) починають з’являтися з 6-го місяця внутріутробного періоду. Після 7-го місяця внутріутробного життя формуються третинні борозни. З’являються індивідуальні варіації рисунка борозен і звивин. Відбувається значне збільшення поверхні кори. До моменту народження кількість нейронів досягає 14–16 млрд., як у дорослої людини.

Нейрони в корі новонародженого мають веретеноподібну форму і слабкий розвиток дендритів. Після народження до 3-ох років відбувається інтенсивний ріст відростків нейронів, їх мієлінізація, диференціювання нейронів у шарах кори. В період від 3 до 10 років збільшується кількість асоціативних волокон, за рахунок інтенсивного розвитку пірамідного шару збільшується товщина кори. В цей період, в основному, завершуються процеси розвитку коркових формацій. Проте, тонке диференціювання в асоціативних полях продовжується до 16–18 років. Дозрівання різних коркових ділянок проходить асинхронно: першими диференціюються поля соматосенсорної зони кори, потім – рухова кора, після якої формуються зорова і слухова проекційні коркові зони, асоціативні поля формуються найпізніше.

Мозкові міхури ростуть нерівномірно. Найінтенсивніше розвивається передній міхур, який вже на ранній стадії розділяється подовжньою борозною на праву і ліву півкулі. На 3-у місяці ембріонального розвитку формується мозолисте тіло, яке сполучає півкулі, а задні відділи переднього міхура повністю покривають проміжний мозок. На 5-у місяці у плода півкулі проростають до середнього мозку, а у 6-місяців повністю покривають його. До цього часу всі відділи головного мозку добре виражені.

На розвиток усіх ділянок кори впливають гормони залоз внутрішньої секреції (гіпофізу, надниркових та ін.), що циркулюють у крові.

До 4-го місяця розвитку плоду поверхня великих півкуль гладка, на ній видно лише вдавлювання майбутньої бічної борозни, остаточно вона формується тільки до часу народження. Зовнішній кірковий шар росте швидше внутрішнього, що приводить до утворення складок і борозен. До 5-ти місяців внутріутробного розвитку утворюються основні борозни: спочатку бічна борозна, пізніше – центральна, борозна мозолистого тіла, тім’яно-потилична і шпорна борозни. За даними деяких досліджень, потилична і шпорна борозни розрізняються вже у 3-місячного плоду. Вторинні борозни з’являються після 6 місяців розвитку плода. До моменту народження первинні і вторинні борозни добре виражені, кора великих півкуль має тип будови, як  у дорослого. Разом з тим, розвиток форми та величини борозен і звивин, формування нових дрібних (третинних) борозен і звивин продовжуються і після народження: до 5-го тижня рельєф кори можна вважати сформованим, але повністю борозни розвиваються до 6-місячного віку. Після 1-го року життя з’являються індивідуальні відмінності в розподілі борозен і звивин, їх будова ускладнюється.

У дітей з віком змінюється співвідношення між поверхнею мозку і його масою (маса мозку росте швидше, ніж поверхня), між прихованою (що знаходиться всередині борозен і звивин) і вільною (що знаходиться зверху) поверхнею кори великих півкуль. Поверхня кори у дорослої людини становить 2200–2600 см2, з них 1/3 припадає на вільну поверхню. У новонародженого вільна поверхня лобової частки відносно невелика, але з віком вона збільшується. Поверхня скроневої та потиличної часток, навпаки, порівняно велика, та з віком відносно зменшується (розвиток йде за рахунок збільшення прихованої поверхні).

Сіра речовина кори великих півкуль слабо менш диференційована, ніж біла. Кіркові шари великих півкуль у новонародженого значно тонші, ніж у дорослого, слабо диференційовані, а кіркові центри недостатньо сформовані. Розвиток кори великих півкуль прискорюється після народження дитини. До 4-ох місяців співвідношення сірої та білої речовини у дитини і дорослого зрівнюється.

Після народження продовжується мієлінізація нервових волокон у різних відділах головного мозку, але в лобових і скроневих частках цей процес лише починається. До першого року життя загальна структура мозку наближається до зрілого стану. Мієлінізація волокон, розташування шарів кори, диференціювання нервових клітин завершуються, в основному, до 3 років.

У віці 6–9 років і в період статевого дозрівання розвиток головного мозку характеризується збільшенням кількості асоціативних волокон і утворенням нових нервових зв’язків. У цей період маса мозку дещо збільшується.

У розвитку кори великих півкуль зберігається загальний принцип: спочатку формуються філогенетично старі структури, потім – молодші. На 5-му місяці пренатального розвитку найшвидше з’являються ядра, регулюючі рухову активність, у 6-місячному віці диференціюється чутлива зона соматосенсорної системи та зорова кора у потиличній ділянці. Найпізніше розвиваються філогенетично нові ділянки: лобова і нижньотім’яна – на 7-му місяці внутріутробного розвитку, потім скронево-тім’яна і тім’яно-потилична зони.

Філогенетично молодші відділи кори великих півкуль у новонароджених розвинені слабше і з віком відносно збільшуються, а старіші, навпаки, з віком відносно зменшуються.

У новонародженого великі півкулі головного мозку не здійснюють регулюючого впливу на нижче розташовані відділи ЦНС. Так, наприклад, відсутні рухи з участю пірамідних шляхів; у новонароджених рухи носять генералізований характер, за винятком рухів, пов’язаних з їжею.

Підвищення м’язового тонусу в перші дні після народження пов’язують з недостатньою зрілістю кори великих півкуль. Вважають, що у перші місяці життя функції дитини регулюються, в основному, проміжним мозком. Рефлекторні дуги безумовних рефлексів проходять через зорові горби і смугасте тіло.

Поведінка новонародженого в навколишньому середовищі формується на основі соматосенсорних, смакових, статичних, статокінетичних безумовних рефлексів.

Для новонароджених дітей характерні підвищена збудливість і легка стомлюваність кори. При дії безумовних подразників спостерігається широка генералізація нервових процесів, яка зменшується при розвитку захисних реакцій. До 2-го місяця життя процеси збудливості є такими, як у дорослих.

До 20-го дня життя дитини зростають сила і концентрація нервових процесів при здійсненні безумовних харчових рефлексів. Це пов’язано зі скороченням рефлексогенних зон, зменшенням латентного періоду рефлексів і розвитком процесів гальмування.

Електрична активність мозку реєструється вже у 5-місячного плоду, але регуляторний ритм у ній відсутній. Ця особливість має місце і у 6-місячного плоду. У його ЕЕГ переважають коливання з частотою 5 гГ (5 коливань за секунду), які поєднуються з повільнішими – 1–3 Гц. Ця активність носить перервний характер, інтервали мають різну, часто велику тривалість.

Електрична активність мозку 8-місячного плоду постійна і має схожість з характером електричної активності новонароджених: характеризуються нерегулярними коливаннями різної (переважно невеликою) амплітуди. Спостерігаються відмінності в електричній активності мозку під час сну і неспання: під час сну амплітуда хвиль ЕЕГ значно збільшується.

Одним з показників функціональної готовності кори великих півкуль є її реакції на зовнішні подразнення. Припускається, що кора великих півкуль до 3-місячного віку не приймає участі в реакціях дитини на зовнішні подразнення. У новонароджених встановлена наявність реакції залучення кори великих півкуль у відповідь на звукові, світлові та тактильні подразники. Реакція залучення у новонародженого інша, ніж у дорослих: якщо у дорослих у відповідь на зовнішній стимул виникають десинхронізація та почастішання ритму, то у новонароджених – зменшення частоти й амплітуди всіх хвиль.

Вікові особливості умовнорефлекторної діяльності. Функціональний розвиток кори великих півкуль пов’язаний з віковими особливостями формування умовних зв’язків.

Дитина народжується з певним набором вроджених рефлекторних реакцій, але вже з 2-го дня життя у неї починають вироблятися умовні зв’язки (умовні рефлекси), що пристосовують її до зовнішнього середовища. До утворення умовних зв’язків мозок дитини готується з останніх місяців внутріутробного розвитку. Однією з перших формується реакція на положення тіла дитини при годуванні грудьми. Вона виявляється в рухах голови, смоктальних та інших рухах, які з’являються ще до початку годування. Ця реакція реєструється у деяких дітей вже на 2–5-ту добу після народження, але вже на 11-ту добу її відзначено у 66 % дітей.

На 2-ий день після народження з’являється орієнтувальий рефлекс, який виражається своєрідно: при дій будь-яких подразників, які дитина може сприйняти, припиняється рухова активність, а під час годування вона перестає смоктати.

З 6-го дня життя у дітей під впливом їжі збільшується кількість лейкоцитів, а з 8-го дня цей же чинник регулярно підвищує обмін речовин. Лейкоцитарна реакція виникає спочатку тільки після годування, але через декілька днів від моменту першого прояву вона реєструється за 15 хв. до годування. Зміна термінів годування відповідно зсовує в часі лейкоцитарну реакцію на їжу. Припущення про час утворення штучних умовних рефлексів, які виробляються на різні індиферентні подразники, суперечливі. Неоднозначність даних про терміни появи перших умовних рефлексів при дії різних подразників, пов’язана з великими індивідуальними відмінностями, обумовленими різницею в рівні дозрівання мозкових структур до моменту народження та ступені соматичного розвитку дитини. Тому, терміни появи перших умовних рефлексів коливаються, за наявними даними, від перших днів після народження до другої половини першого року життя дитини. В цілому, є підстави вважати, що умовні рефлекси на слухові і вестибулярні подразники можна виробити з першого місяця життя, а на 2-му місяці можуть бути вироблені рефлекси на будь-яку сенсорну стимуляцію.

У процесі формування умовних рефлексів виділяють 4 стадії. Першу називають стадією неспецифічних реакцій: характеризується виникненням орієнтувальної реакції на подразник. Друга одержала назву стадії гальмування, коли дія умовного сигналу не викликає у дитини ніяких реакцій. Далі настає стадія нестійкого умовного рефлексу, коли реакція-відповідь на дію умовного подразника з’являється нерегулярно. Останню стадію вироблення умовного рефлексу називають стійкою: кожна дія індиферентного подразника супроводжується появою умовної реакції.

Швидкість вироблення умовних рефлексів з віком збільшується. Так, у дітей першого місяця життя формування мигального рефлексу, що запізнюється, на звуковий подразник (умовний сигнал – звук, безумовний –потік повітря, спрямований в око) вимагає близько 400 поєднань умовного і безумовного сигналів. У дошкільному віці появу умовної реакції можна спостерігати вже після декількох поєднань (2–5), а після 10–20 поєднань утворюється міцний умовний рефлекс. У дітей молодшого шкільного віку рефлекс виробляється ще швидше, ніж у дошкільників: через 2– 15 поєднань. Швидкість утворення умовних рефлексів у дітей старших 10 років і у дорослих практично не розрізняються.

У перші 5–6 років життя при виробленні рефлексів на комплексну стимуляцію реакція дитини виникає як на комплекс подразників, так і на його окремі компоненти, не дивлячись на те, що підкріплюється тільки комплекс. Лише в 15% випадків вдавалося зареєструвати реакцію на комплексну стимуляцію і відсутність реакції на компоненти. У дітей 8–9 років такий тип реагування зустрічається вже в 50 % випадків, а в 11–12 років – у 66 %.

Особливості вироблення умовних рефлексів на комплексні подразники у дітей різного віку служать показником становлення в онтогенезі таких властивостей вищої нервової діяльності, як узагальнення і аналіз подразників, що діють на організм. Особливо різко збільшується фонд умовно-рефлекторних реакцій дітей з розвитком мови (другої сигнальної системи) – у них з’являється умовна реакція на слова. При вивченні цього типу умовних зв’язків в експерименті за допомогою мовнорухової методики (використовується словесне підкріплення) встановлено, що ці зв’язки стають міцними лише з 6 років. У дітей дошкільного віку вони нестійкі і вимагають частого мовного підкріплення.

Гальмування умовних рефлексів можливе з перших місяців життя дитини. Перші гальмівні реакції можна спостерігати при дії нового подразника. Вони виявляються в припиненні рухів дитини, яке позначають терміном „завмирання“. При тривалій дії подразника ця реакція зникає.

Вироблення гальмування залежить від міри дозрівання сенсорних систем: з розвитком і ускладненням сенсорних зв’язків збільшуються швидкість утворення гальмування на кожен окремий стимул з декількох стимулів (дифференційоване гальмування) і точність розрізнення по цілого комплексу сенсорних ознак.

Терміни появи в онтогенезі диференційованого гальмування, за даними різних авторів, дуже сильно розрізняються. Так, одні дослідники відзначають можливість розрізнення новонародженими тонів, що знаходяться в межах однієї октави і відмінних на 80 Гц. Інші вважають, що розрізнення двох тонів відмінних майже на октаву, можливо тільки на 3-му місяці життя, а розрізнення звукових сигналів, відмінних на 5,5 тонів, – лише у віці 5,5 місяців. У 5–6-річних дітей розрізнення предметів і явищ вже добре розвинене і може здійснюватися за найрізноманітнішими показниками. Проте, особливість цього процесу у дітей до 6–7 років полягає у тому, що розрізнення виробляється головним чином на конкретні, наочні ознаки. Так, розрізнення і узагальнення подразників до 4 років відбувається найчастіше за однією ознакою – за кольором, формою та ін. У 5–6 років завдяки розвитку інтеграційних можливостей мозку виявляється можливим диференціювання за 2–4 ознакам. Значущими ознаками для дітей 5–6 років, в порівнянні з дітьми молодшого віку, стають розташування фігур на картинціі, їх кількість і величина. Проте, особливість вищої нервової діяльності дітей розрізняти предмети за малоістотними, але наочними ознаках, зберігається і в 7–10 років, коли вони, диференціюючи комплексні стимули, наприклад дві картинки, звертають увагу на розташування предметів, а не на їх кількість. Здатність виділяти основний, істотний компонент розвивається у дітей пізніше.

У дорослої людини при заміні умовного подразника словом, що його позначає (наприклад, заміна звучання дзвінка словом „дзвінок“), виникає без попереднього вироблення така ж умовно-рефлекторна реакція, як на умовний сигнал. У дітей 3–4 років така заміна виявляється неефективною: на слово, замінююче умовний сигнал, реакцій не виникає. Здатність реагувати на словесний подразник, замінюючий умовний сигнал, так само як і на сам сигнал, розвивається поступово. Вона стає яскраво вираженою лише в 6–7 років.

Закономірності розвитку психіки і мозку. Дозрівання мозку – процес довготривалий і гетерохронний по його зонах і рівнях у відповідності до вікових етапів. Розвиток мозку йде шляхом нашарування і надбудови нових рівнів над старими. Старий рівень переходить в новий, існує в ньому, створюючи його базис. Формування роботи мозку в онтогенезі проходить ряд етапів.

Перший етап (від внутріутробного періоду до 2–3 років). Формуються транскортикальні зв’язки стовбурового рівня – мозкові спайки гіпоталамо-діенцефальної ділянки – і базальні ядра. Закладається базис (перший функціонольний блок мозку) для міжпівкулевого забезпечення нейрофізіологічних, нейрогуморальних, сенсорновегетативних і нейрохімічних асиметрій, які лежать в основі соматичного (тілесного), аффективного і когнітивного статусу дитини.

Перший функціональний блок мозку забезпечує регуляцію тонусу й активності. Структури мозку першого блоку  знаходяться в стовбурових і підкоркових утвореннях, які одночасно тонізують кору і відчувають її регулюючий вплив. Головним мозковим утворенням, яке забезпечує тонус, є сітчаста формація, висхідні і низхідні волокна якої є саморегульованими утвореннями мозку.

На цьому етапі вперше дають про себе знати глибинні нейробіологічні передумови формування майбутнього стилю психічної і навчальної діяльності дитини.

Церебральні (мозкові) системи організують сенсомоторні горизонтальні і вертикальні взаємозв’язки. Ще внутріутробно дитина сама визначає хід свого розвитку. Якщо мозок за рівнем свого розвитку не готовий до моменту народження, то можлива родова травма. Процес народження багато в чому залежить від діяльності організму самої дитини. Він повинен подолати тиск родових шляхів матері, здійснити певну кількість поворотів і відштовхуючих рухів, адаптуватися до дії сил гравітації та т.п. Як наслідок, не лише мама виношує народжує дитину, але й дитина виношується і народжується сама. Успішність народжування залежить від достатності церебральних систем мозку. Тому є велика ймовірність дизонтогенетичного розвитку дітей, народженних за допомогою кесарського розтину, недоношених або переношених.

Другий етап (від 3 до 7–8 років) характеризується активізацією міжгіпокампальних коміссуральних систем, які мають важливе значення в забезпеченні полісенсорної, міжмодальної, емоційно-мотиваційної інтеграції. Ця зона мозку забезпечує міжпівкулеву організацію процесів запам’ятовування. На цьому проміжку онтогенезу закріплюються міжпівкулеві асиметрії, формується переважаюча функція півкуль по функції мови, індивідуальному латеральному профілю (поєднання домінантної півкулі та ведучої руки, ноги, ока, вуха), функціональної активності. Порушення формування цього рівня мозку може привести до виникнення псевдоліворукості.

Другий функціональний блок приймає, переробляє та зберігає інформацію. Він розташований у поверхневих відділах нової кори мозку займає її задні відділи, включаючи зорову (потиличну), слухову (скроневу) і загальночутливу (тім’яну) зони кори, що сприймають зорову, слухову, вестибулярну (загальночутливу) та кінестетичну інформацію. Сюди ж відносяться і центральні зони смакової і нюхової рецепції. Основні модальноспецифічні зони другого блоку побудовані за єдиним принципом ієрархічної організації: будь-яке предметне сприйняття є результатом полімодальної діяльності, яка першопочатково в онтогенезі має розгорнутий характер і лише потім стає згорнутою. Таким чином, така діяльність повинна спиратись на співпрацю зон кори головного мозку.

Для дозрівання функцій лівої півкулі необхідне нормальне протікання онтогенезу правої півкулі. Наприклад, відомо, що фонематичний слух (смислове розрізняння звуків мови) є функцією лівої півкулі. Але, перш ніж стати ланкою звукового розрізняння, він повинен сформуватися і автоматизуватись як тональне звукорозрізнення в правій півкулі з допомогою всесторонньої взаємодії дитини з навколишнім світом. Дефіцит або несформованість цієї ланки в онтогенезі фонематичного слуху може привести до затримки мовного розвитку.

Третій етап (від 7 до 12–15 років). Відбувається становлення міжпівкулевої взаємодії, формуються транскаллозальні зв’язки. До цього періоду мозолисте тіло забезпечувало взаємодію задніх відділів правої і лівої півкуль і контролювало нижче розташовані коміссуральні рівні. В 12–15 років морфологічна і функціональна зрілість мозолистого тіла забезпечують взаємодію лобових (префронтальних) відділів правої і лівої півкуль на регуляторному рівнях (третій функціональний блок мозку). Відбувається формування когнітивних стилів особистості та навчання, закріплення пріоритету лобових відділів лівої півкулі. Це дозволяє дитині будувати власні програми поведінки, ставити перед собою мету, контролювати її виконання, рефлексувати, довільно регулювати свою поведінку, емоції, мову. Третій блок організовує активну, свідому психічну діяльність. Людина формує плани і програми своїх дій, слідкує за їх виконанням і регулює свою поведінку. Крім того, вона контролює свою свідому діяльність, співставляючи ефект своїх дій з вихідними намірами та корегуючи допущені помилки. Найбільш суттєвою частиною третього блоку є префронтальні відділи, які мають вирішальне значення у формуванні намірів і програм. Лобові частки володіють висхідними та низхідними зв’язками з сітчастою формацією, за рахунок якої отримують імпульси від систем першого функціонального блоку. Даний транскортикальний рівень найбільш вразливий: при будь-якій девіації (відхиленні) формування нижче розташованих структур функціональні системи, що розглядаються, будуть розвиватися в умовах постійної енергетичної нестачі.

Отже, після дозрівання гіпоталамо-діенцефальних структур мозку (стовбуровий відділ) починається дозрівання правої півкулі, а потім лівої. Дозрівання мозолистого тіла, як вже відзначалось, завершується до 12–15 років. До цього віку міжпівкулева взаємодія (особливий механізм об’єднання лівої і правої півкуль мозку в єдину інтегративно цілісну систему, що формується в онтогенезі) здійснюється з допомогою комісур. Дозрівання мозку в нормі відбувається знизу вверх, від правої півкулі до лівої, від задніх відділів мозку – до передніх. Інтенсивний ріст лобової частки починається 8-річного віку і завершується до 12–15 років. В онтогенезі лобова частка закладається першою, а закінчує свій розвиток останньою. Розвиток центру Брока в лобовій частці робить можливою обробку інформації за рахунок внутрішньої мови, що значно швидше, ніж при вербалізації.

Спеціалізація великих півкуль у кожної дитини відбувається з різною швидкістю. В середньому образна півкуля відчуває стрибок росту дендритів у 4–7 років, логічна півкуля – у 9–12 років. Чим активніше використовуються обидві півкулі та всі відділи мозку, тим більше дендритних зв’язків формується в мозолистому тілі та мієлінізується. Повністю сформоване мозолисте тіло передає 4 млрд. сигналів за секунду через 200 млн. нервових волокон, більшою частиною мієлінізованих і поєднуючих дві півкулі. Інтеграція та швидкий доступ інформації стимулюють розвиток операційного мислення і формальної логіки. У дівчаток і жінок в мозолистому тілі нервових волокон більше, ніж у хлопчиків і чоловіків, що забезпечує у них більш високі компенсаторні механізми.

Мієлінізація в різних зонах кори також проходить нерівномірно: в первинних полях завершується в перше півріччя життя, у вторинних і третинних полях продовжується до 10–12 років. Мієлінізація рухових і чутливих корінців зорового тракту закінчується в перший рік після народження, ретикулярної формації – в 18 років, асоціативних шляхів – в 25 років. Це означає, що в першу чергу формуються ті нервові шляхи, які мають найбільше значення на ранніх етапах онтогенезу. Процес мієлінізації тісно корелює з ростом когнітивних і рухових здібностей в дошкільні роки.

До 7-річного віку пластичність мозкових систем через відсутність жорстких мозкових зв’язків має величезний аутокорекційний потенціал. До 9-річного віку за всіма нейробіологічними законами мозок завершує свій інтенсивний розвиток. Його функціональні зв’язки стають дедалі жорсткішими і малорухомими. Розвиток операційного забезпечення психічної діяльності в 9-річному віці стає екстенсивним. В цьому віці завершується формування електрофізіологічних механізмів довільної уваги. Всі енергетичні ресурси мозку повертаються до передніх відділів лівої півкулі. Має місце зростаюче виснаження внутрішніх компенсаторних функціональних можливостей дитини.

До моменту коли дитина йде до школи (6-7 років) у неї розвинена права півкуля, ліва актуалізується лише до 9 років. У зв’язку з цим, навчання молодших школярів повинно проходитии природнім для них правопівкулевим методом – через творчість, образи, позитивні емоції, рухи, простір, ритм, сенсорні відчуття. На жаль, в школі прийнято смиренно сидіти, не рухатись, букви і числа вчити лінійно, читати і писати на площині, тобто лівопівкулевим способом. Саме тому навчання дуже швидко перетворюється на дресирування дитини, що приводить до зниження мотивації, стресів і неврозів.

В 7 років у дитини добре розвинена лише “зовнішня” мова, тому вона думає буквально вголос. Читати і думати їй необхідно вголос до того часу, поки не буде розвинена “внутрішня” мова. Переведення думки в письмову мову – це ще більш складний процес, коли злучаються більшість зон неокортексу: чутлива, основна слухова, центр слухових асоціацій, основна зорова, моторна зона мови і пізнавальний центр.

Названі процеси є необхідною передумовою для забезпечення стабільних міжфакторних і міжфункціональних взаємовідношень між різноманітними операційними і регуляторними рівнями цілісної психічної діяльності. Термін переходу від одного етапу до іншого строго обмежений об’єктивними нейробіологічними законами, що необхідно враховувати, вимагаючи від дитини виконання того чи іншого завдання. Якщо запропоноване дитині завдання входить в протиріччя або випереджає актуальну для його мозку ситуацію, відбувається енергетичне обкрадання. Це негативно впливає на формування тих процесів, які в даний момент часу активно розвиваються. Наприклад, при ранньому вивчені дитиною (до 5-річного віку) цифр і літер може відбутися викривлення нормального онтогенезу. Реакція на раннє навчання може зберегтися і в подальшому проявитися в різного виду емоційно-особостісних девіаціях, схильності дитини до частих захворювань, алергічних явищах, логоневрозі (заїканні), дизартрії (порушення мови), тіках і нав’язливих рухах. Випереджувальне навантаження на кортикальні відділи мозку, яке обов’язкове при навчанні читанню, писанню, рахуванню, у зв’язку зі своєю енергоємкістю виснажує субкортикальні утворення, які, в свою чергу, закінчили свій розвиток і втратили пластичність та ресурси реадаптації (відновлення). Така дитина на фоні високих досягнень в області літератури і математики демонструє несформованість елементарних навиків (невміння зав’язувати шнурівки, застібати гудзики, різати хліб і т.д.). Дитина читає енциклопедію “до дірок”, залишаючись при цьому безпорадною в побуті. Тому, раннє вивчення дітьми знаків, цифр, рахування і читання може спровокувати дизонтогенетичний розвиток.

Для дитини однаково шкідливим є як і випередження, так і запізнення в розвитку. Так, енергія мозку необхідна в кожен конкретний період, а для розвитку тієї чи іншої моторної або психічної функції еволюційно закладені певні терміни. Ранній розвиток чи навчання дитини приводить до того, що енергія мозку для цього віднімається у тієї функції, яка в цей час повинна активно розвиватись.

В той же час зони мозку, які неотримали своєчасної сенсорної інформації, затримуються або відстають у розвитку. В умовах соціальної депривації зупиняється ріст дендритних сіток. Розвиток дитини завжди йде слідом за її навчанням, а не навпаки. Навчання ж починається з перших днів життя дитини і є її природнім станом. Розвиток мозку сприяє все більш складним процесам навчання. В свою чергу, сприймаюча і моторна діяльність, освоєння мови і інші види навчання роблять свій внесок в утворення і посилення міжнейронних зв’язків. На кожному віковому етапі розвитку дитина повинна вирішувати проблеми у відповідності до свого віку.

Цікаво відзначити, що старіння головного мозку припустимо йде в зворотньому напрямку. Першими “старіють” лобові частки лівої півкулі (послаблення самоконтролю над своїми діями), потім скроневі відділи лівої півкулі (зниження слухового сприйняття мови, затруднення в мовному опосередкуванні). На наступному етапі “старіють” мозолисте тіло (зниження інтелектуальної активності) і права півкуля (порушення просторової орієнтації, координації рухів, послаблення сприйняття шуму), а далі – стовбурові структури мозку.

Будь-які нейропсихологічні синдроми виникають як наслідок порушення в роботі відповідного фактора (фактор – специфічний механізм аналітико-синтетичної (інтегративної) роботи окремої мозкової структури, що проявляється в психічному плані у формі усвідомленої або неусвідомленої якості, які можуть бути зафіксовані в психологічному дослідженні у вигляді поведінкового прояву, що має конкретний значимий зміст). Це обумовлює загальну логіку порушень всіх психічних функцій, які входять в даний синдром.

Психіка і мозок, що формується, дуже пластичні і готові до розвитку базальних (основних) нейропсихологічних факторів, які є основними складовими для подальшого удосконалення пізнавальних процесів. На них в подальшому вибудовується і тримається складна багаторівнева конструкція індивідуальності людини. До групи базальних факторів відносяться: модально-специфічний; кінестетичний; кінетичний; просторовий; довільної регуляції психічної діяльності; енергетичного забезпечення; міжпівкулевої взаємодії.

Інволюційні зміни в нервовій системі розвиваються повільніше, ніж в інших органах. Зниження маси і об’єму мозку, зменшення поверхні кори великих півкуль, збільшення розмірів шлуночків мозку починає відбуватися після 60 років. До 80 років маса мозку знижується всього на 6–7 %. При старінні зменшується густина нейронів (особливо, в префронтальній і скроневій зонах кори, в мозочку), але зростає кількість гліальних клітин. Число нейронів в мозку зменшується на 10–20 %, а в деяких його ділянках – на 30–50 %. Характерною ознакою старіння є накопичення в міжклітинному просторі амілоїдних субстанцій, а в нейронах – ліпофусцину, що складаються з білків і ліпідів (продуктів життєдіяльності нейрона), швидкість накопичення якого зростає при стресах і при дефіциті вітаміну Е.

З віком знижується мозковий кровотік, зменшується здатність нейронів утилізувати глюкозу. За рахунок зменшення активності ферментів, що беруть участь в синтезі медіаторів, в різних відділах головного мозку знижується рівень ацетілхоліну, дофаміну, серотоніну, норадреналіну, гамма-аміномасляної кислоти, гомованілінової кислоти й інших нейромедіаторов. Це пояснює інволюційні зміни ВНД людини, а також високу ймовірність розвитку старечої депресії, старечого недоумства, хвороби Паркінсона.

При старінні в нейронах знижується інтенсивність роботи натрій-калієвої і кальцієвої помп, величина мембранного потенціалу клітини, підвищується тривалість потенціалу дії і абсолютної рефрактерної фази, зменшується лабільність, знижується швидкість проведення збудження по нервових волокнах (зокрема за рахунок зменшення товщини мієлінової оболонки), а також швидкість синаптичної передачі, порушується ефективність реципрокного й інших видів центрального гальмування, зменшується взаємодія між різними центрами головного і спинного мозку, що знижує ефективність регуляції і інтеграційної діяльності мозку. З віком підвищується поріг безумовних рефлекторних реакцій, знижуються сухожилкові рефлекси; особливо виражене послаблення ахіллових рефлексів. Після 60 років істотно знижуються коньюктивні, черевні і підошовні рефлекси. З віком наростає ймовірність прояву оральних автоматизмів (наприклад, хоботкового рефлексу). При старінні збудливість окремих нервових центрів змінюється нерівномірно, внаслідок чого згладжуються відмінності в збудливості різних відділів мозку, розвивається ізозбудливість. Це призводить до порушення інтеграційної діяльності мозку, сприяє виникненню неадекватних реакцій, неврозів. У старості підвищується чутливість ряду мозкових структур до біологічно активних речовин і лікарських препаратів.

Найбільш виражені морфологічні і функціональні вікові зміни в корі великих півкуль, лімбічній системі (зокрема в гіпокампі), базальних гангліях. У меншій мірі вони характерні для мозочка, стовбура мозку і спинного мозку.

Істотні зміни відбуваються у вегетативній нервовій системі, що пов’язано з дистрофічними процесами, що відбуваються у всіх її ланках. Це, зокрема, виявляється в подовженні латентного часу вегетативних рефлексів, наприклад, латентного періоду дермографізму, в ослабленні сили рефлексів. Особливе значення для процесів старіння мають зміни, що виникають у вищих вегетативних центрах. Так, наприклад, при старінні з’являється „гіпоталамічна дезінформація“, тобто неадекватна реакція нейронів гіпоталамуса на інформацію з внутрішнього середовища організму. Вважають, що саме вікові зміни гіпоталамуса є основною причиною розвитку артеріальної гіпертензії, коронарної недостатності, діабету. Цим же пояснюється зниження стрес-реакції у літніх і старих людей, що зменшує їх адаптивні можливості.

Отже, дитина народжується з усіма функціями, що необхідні для життя на даному етапі онтогенезу. Але багато мозкових структур є незрілими, тому на перших етапах онтогенезу організм здатен лише на підтримання примітивних фізіологічних процесів життєдіяльності. Характерною особливістю дитячого організму є досить виражена автономність в діяльності різних функціональних систем, відносно не тісна взаємодія центральних нервових структур, низький рівень дублювання функцій і як наслідок цього – їх низькі резервні можливості.

Усі ці фактори, разом узяті, зумовлюють низький рівень функціональної, або біологічної, надійності дитячого організму, під якою розуміють здатність біологічних систем від клітини до цілісного організму функціонувати в оптимальному для них режимі, не дивлячись на складну мозаїку постійно мінливих зовнішніх умов та подразнень.

Великим недоліком систем керування дитячого організму є також незрілість ендокринної ланки керування, оскільки кінцеве дозрівання ендокринної системи проходить лише в пубертатний період і до цього моменту ЦНС не має надійного „партнера“ в керуванні фізіологічними процесами людини.

Кінцеве звершення морфологічного та функціонального формування всіх рівнів управління діяльністю організму людини завершується до 20–22 років. Надійність їх функціонування до цього віку досягає найвищого рівня, що забезпечує фізіологічним процесам широкі адаптаційні можливості.

Питання для самоконтролю:

1. Значення нервової системи. Загальний план будови нервової системи.

2. Нейрон – основна структурна і функціональна одиниця нервової системи. Класифікація нейронів за будовою та функціями. Будова, розвиток і функції нейрона.

3. Особливості проведення збудження по нервових волокнах в онтогенезі.

4. Утворення синапсів в онтогенезі.

5. Рефлекторний принцип роботи нервової системи.

6. Спинний мозок, його будова, розвиток і функціональне значення.

7. Відділи головного мозку, їх будова і функції.

8. Довгастий мозок, розвиток і функціональне значення.

9. Міст, його розвиток і функціональне значення.

10. Мозочок, його будова, розвиток і функціональне значення. Роль мозочка в регуляції рухової функції в онтогенезі.

11. Середній мозок: його топографія, будова, розвиток і функціональне значення.

12. Проміжний мозок: його будова, розвиток і функції.

13. Функціональна організація кори великих півкуль.

14. Розвиток кори великих півкуль.

15. Особливості розвитку в онтогенезі головного і спинного мозку.

16. Закономірності онтогенетичного розвитку нервової системи.

17. Розвиток нейронної організації кори великих півкуль в онтогенезі.

18. Особливості рефлекторної діяльності організму в період внутріутробного розвитку, новонародженості, у дітей грудного віку, а також раннього, першого і другого дитинства.

19. Вегетативна (автономна) нервова система: структурно-функціональна організація і розвиток.

20. Закономірності розвитку психіки і мозку.

Література для поглибленого вивчення:

  1.  Агаджанян Н.А., Тель Л.З., Циркин В.И., Чеснокова С.А. Физиология человека. – С-Пб: Сотис, 1998. – 526 с.
  2.  Ермолаев Ю.А. Возрастная физиология. М.: Высшая школа, 1985. - 384 с.
  3.   Леонтьева Н.Н., Маринова К.В. Анатомия и физиология детского организма: (Основы учения о клетке и развитии организма, нервная система, опорно-двигат. аппарат): Учеб. для студентов пед. ин-тов по спец. № 2111 «Педагогика и психология (дошк.)». – 2-е изд., перераб. – М.: Просвещение, 1986. – 287 с.: ил.
  4.   Любимова З.В. и др. Возрастная физиология. В 2 ч. Ч. 1: Учебник / З.В. Любимова, Н.В. Маринова, А.А. Никитина. – М.: ВЛАДОС, 2004. -  304 с.
  5.   Маруненко І.М., Неведомська Є.О., Бобрицька В.І. Анатомія і вікова фізіологія з основами шкільної гігієни: Курс лекцій для студентів небіологічних спеціальностей вищих педагогічних навчальних закладів. – К.: професіонал, 2004. – 480 с.
  6.  Плахтій П., Кучерук О. Фізіологія людини. Нейрогуморальна регуляція функцій: Навчальний посібник. – Київ: ВД «Професіонал», 2006. – 336 с.
  7.  Хьюбел Д. Глаз, мозг, зрение.: пер. с англ. – М.: Мир, 1990. – 239 с.
  8.  Физиология человека / Под ред. Р. Шмидта и Г. Тевца. В З-хтомах. Т.2.М., 1996. С. 533–641.

ВІКОВІ ОСОБЛИВОСТІ СЕНСОРНИХ СИСТЕМ

Регуляторна функція центральної нервової системи людини здійснюється на основі інформації про зміни в навколишньому світі та у внутрішньому середовищі організму. Одержана інформація забезпечує пристосувальні реакції організму людини до цих змін. Сукупність периферичних і центральних чутливих утворень, що сприймають та здійснюють обробку інформації, називається аналізатором або сенсорною системою. Аналізатор складається з трьох нерозривно зв’язаних відділів:

  •  Рецептора(периферичний відділ) – периферичного сприймального апарату, який сприймає подразнення і перетворює його в нервовий імпульс збудження;
  •   провідника збудження (проміжний відділ) – доцентрового нервового волокна, яке передає збудження в головний мозок;
  •   нервового центру (центральний відділ) – ділянки кори головного мозку, в якій відбувається тонкий аналіз збудження і виникають відчуття.

Вікові особливості зорового аналізатора. Більша частина наших уявлень про оточуюче середовище пов’язана із зором. Зір забезпечує зорова сенсорна система – сукупність світлочутливих органів та відділів мозку, з якими пов’язано одержання й аналіз зорової інформації.

Зорова сенсорна система має три відділи: 1) периферичний, представлений власне рецепторним апаратом (палички і колбочки сітківки ока); 2) провідниковий, що включає чутливий зоровий нерв, зоровий тракт, що міститься в головному мозку, таламусу; 3) центральний (потиличні частки кори головного мозку).

Периферична частина зорової сенсорної системи здатна до сприйняття світла – електромагнітних коливань з довжиною хвиль в межах від 400 до 800 мкм. Око сприймає безліч елементів навколишнього простору: світло, колір, контури, деталі предметів, їх зміна, переміщення; в просторі може оцінювати його глибину і т.д. Ця інформація передається по зоровому нерву до ядер середнього і проміжного мозку, а від них – до зорових ділянок кори великих півкуль.

Ембріональний розвиток зорового аналізатора починається порівняно рано (на третьому тижні), і до моменту народження морфологічно, в основному, сформований. Удосконалення його структури відбувається після народження та завершується у шкільні роки.

В умовах нормального ембріогенезу окремі структури ока плоду формуються у певній послідовності: 3–5 тижні вагітності – утворюються очні ямки, лінза кришталика, диференціація сітківки, зачатки зорового нерва; 6–8 тижнів – утворення склистого тіла, рогівки, зачатків повік, склери; 9–12 тижні – утворення паличок і колбочок, райдужки, війчастого (ціліарного) тіла. Тератогенний вплив з 2 по 7 тиждень мають вірусні інфекції, іонізуюча радіація, шкідливі звички (тютюнопаління та вживання алкоголю).

Очне яблуко у людини розвивається із декількох зачатків. Світлочутлива оболонка (сітківка) розвивається із бокової стінки мозкового міхура (майбутній проміжний мозок), кришталик – із ектодерми, судинна та фіброзна оболонка – із мезенхіми. Наприкінці 1-го – початку 2-го місяців внутріутробного розвитку на бокових стінках первинного мозкового міхура з’являються невеликі парні вип’ячування – очні міхурці. У процесі розвитку стінка очного міхурця занурюється в його середину і міхур перетворюється у двошаровий очний бокал. Зовнішня стінка бокала в подальшому перетворюється у зовнішній пігментний шар, внутрішня стінки дає початок світлосприймаючій (нервовій) частині сітківки (фотосенсорний шар). На 2-му місяці внутріутробного розвитку ектодерма, що прилягає до очного бокалу, потовщується, утворюючи кришталикову ямку, що є зачатком кришталевого міхурця. Пізніше міхурець відокремлюється від ектодерми і  в середині очного бокалу формує кришталик.

На 2-му місяці внутріутробного життя в очний бокал проникають мезенхімні клітини, з яких утворюються кровоносна судинна сітка та скловидне тіло. Із мезенхімних клітин, що оточують очний бокал, утворюється судинна оболонка, а із зовнішніх шарів – фіброзна. Передня частина фіброзної оболонки стає прозорою та перетворюється у рогівку. У плода 6–8 місяців кровоносні судини, що знаходяться в капсулі кришталика і скловидному тілі, зникають, мембрана, що прикриває отвір зіниці (зінична мембрана), розсмоктується.

Верхні та нижні повіки починають формуватись у вигляді складок ектодерми на 3-му місяці внутріутробного життя. Епітелій коньюктиви та  передньої частини рогівки розвивається з ектодерми. З виростів коньюктивального епітелію в латеральній частині верхньої повіки формується слізна залоза.

Волокна зорового нерва і зорового тракту до моменту народження мієлінізовані частково, а до 6-ти місяців життя процес мієлінізації завершується. Розвиток сітківки і нейронів зорової кори продовжується тривалий час у постнатальному періоді.

З центральних відділів зорової системи у 4-місячного плода формуються верхні горби чотиригорбикової пластинки у вигляді прошарків клітин, характерних для дорослої людини. В процесі онтогенезу розміри верхніх горбів збільшуються, його клітинні елементи диференціюються і розташовуються менш компактно.

У латеральних колінчастих тілах проміжного мозку прошарки нервових клітин розвиваються на 5-му місяці внутріутробного розвитку. Площа їх поверхні в цей період становить 22,1% від кінцевого значення, тоді як у новонародженого – до 46%, до 2 років –73,9 %,  до 7 років – 95,3 %. У таламусі клітинні групи виділяються лише на 6-му місяці ембріонального розвитку. До 7 років будова зорового горба не відрізняються від дорослого, але продовжує збільшуватися в об’ємі.

У зоровому центрі кори головного мозку розподіл на прошарки відбувається на 6-му місяці ембріонального розвитку. Площа поверхні філогенетично древніших полів кори на 5-му місяці внутріутробного розвитку становить 5%, у новонародженого – 23 %, на 2-му році життя – 44,5 %, а до 2 років цей показник збільшується до 86 % від площі полів дорослої людини.

Ріст філогенетично молодших полів кори відбувається повільніше: на 6-му місяці внутріутробного розвитку їх поверхня складає 4,5% від кінцевої величини, на 2-му тижні життя – 26,5 %, у 7 років – 70,5 %. Разом із ростом зорової кори відбувається диференціювання її клітин, відстані між ними і збільшення кількості зв’язків.

Відповідні нервові структури усіх відділів зорової системи удосконалюються після народження та повністю формуються до 7-ми років. Процес формування структур залежить від їх функціонування (у сліпих дітей центральні структури зорової системи залишаються недиференційованими). Зорову функцію у новонародженого можна перевірити, піднісши до його очей джерело світла: безсонна дитина зажмурить очі та прагнутиме повернути лице до світла, при яскравому і раптовому світлі у дитини стуляються повіки та закидається назад головка (рефлекс Пейпера).

Найінтенсивніше очне яблуко росте уподовж 5-ти років життя, до  9–12 років його ріст дещо сповільнюється. Збільшення маси ока (у новонародженого – 2,3 г), проходить паралельно із збільшенням маси головного мозку. В процесі розвитку істотно змінюється місцезнаходження очей: у 6-тижневого зародка  розташовані на бічних сторонах голови, у 8-тижневовго – очі починають дивитися вперед, на 10-му тижні – кут зору рівний приблизно 70°, що на 100 більше, ніж у дорослої людини.

У новонароджених очне яблуко за абсолютною величиною менше очного яблука дорослої людини. Повздовжній передньо-задній діаметр очного яблука немовляти становить 17,3 мм та поперечний 16,7 мм, у дорослого – відповідно 24,3 і 23,3 мм. До 2 років очне яблуко збільшується на 40%, до 5 років – на 70 % первинного об’єму, а до 12–14 років – досягає величини очного яблука дорослого. Формування кривизни і товщини рогівки закінчується на першому році життя дитини. Кривизна кришталика та розмір ока з віком змінюються.

Поступове дозрівання периферичних і підкірково-кіркових механізмів зорової системи супроводжується появою у дитини нових рефлекторних реакцій. Першими з’являються зіничні рефлекси (у 6–7-місячного плоду реакція звуження зіниці на світло сповільнена, надалі її швидкість поступово зростає). Зіничний рефлекс є у новонародженого, але за своїм проявом він стає „дорослим“ тільки до 3–6 років.

В 1-місячної дитини діаметр зіниці 1,5 мм, до кінця 1-го року – збільшується до 2,5 мм, у 3–6 років діаметр зіниці наближається до 2,9 мм, як у дорослих, оскільки в цей період на м’яз, що розширює зіницю, здійснюється тонічний вплив симпатичного волокна. Величина реакції зіниці на світло також міняється з віком: у перший місяць життя її діаметр складає 0,9 мм, у друге півріччя – 1,2 мм, а у віці від 2,5 до 6 років –  1,5 мм, і лише у дітей старшого шкільного віку стає таким же, як і у дорослих, – 1,9 мм. У віці 40–50 років зіниця дещо звужується.

Рогівка у новонародженого відносна товста, кривизна її протягом життя майже не змінюється. Кришталик округлий та швидко росте впродовж 1-го року життя, в подальшому темпи росту знижуються. Райдужка опукла наперед, пігменту у ній мало. Війчасте тіло у новонародженого розвинуте слабо, проте ріст та диференціювання війчастого м’яза здійснюється досить швидко.

Слізна залоза у новонародженого має невеликі розміри, вивідні канальці залози тоненькі. Функції сльозовиділення з’являються на 2-му місяці життя дитини, доти дитина плаче без сліз. Оскільки, до моменту народження слізні залози функціонально повністю розвинені, відсутність сліз пояснюють недостатнім розвитком відповідних нервових центрів.

Жирове тіло очної ямки розвинуте слабо. У людей похилого віку жирове тіло зменшується у розмірах, частково атрофується, очне яблуко менше виступає із очної ямки.

Очна щілина у новонародженого вузька, збільшується з віком,  медіальний куток ока заокруглений. У дітей до 14–15 років очна щілина широка, тому око здається більшим, ніж у дорослої людини.

М’язи очного яблука у новонародженого досить розвинуті, окрім їх сухожилкової частини. Тому, рух ока можливий відразу після народження, однак, координація цих рухів наступає з 2-го місяця життя дитини. Спочатку зорові функції виявляються у захисних реакціях: зіничний рефлекс, рефлекторне закриття повік на сильне світло і предмет, що наближається до ока. Як ранню зорову реакцію дитини можна відзначити орієнтувальний рефлекс на світлове подразнення або на мерехтливий збоку предмет. Ці реакції спочатку не координовані та відображаються у вигляді загальних рухів,  потім – у поверненні очей і голови у бік джерела світла або предмету, що наближається. У новонародженого координація очей недосконала: рухи поштовхоподібні, періодично може виникати косоокість. Ефективна координація досягається до 3–7 років.

Здатність до більш координованого зору здійснюється завдяки формуванню рефлекторних механізмів фіксації погляду, конвергенції зорових осей та акомодації. У новонародженого виражена реакція стеження і руху очей у напрямі предмету, що світиться, а у віці 3–6 тижнів після народження з’являється здатність фіксувати погляд на достатньо тривалий час, при цьому рухи дитини і голосові реакції припиняються, змінюються дихання і серцева діяльність. У перші 1,5–2 місяці життя у дитини з’являється рефлекс мигання при швидкому наближенні предмету до ока, але швидкість мигання нижча (2 рази за 1 хв.), ніж у дорослого (20 разів за хв.). До 5–6 місяців дитина може зорово контролювати переміщення своєї руки. До 5–6 років гострота зору наближається до норми.

У перші два тижні після народження у дитини не координовані рухи очей (можуть рухатися в протилежних напрямах), що триває протягом 2–5 тижнів. У цей період стає можливою конвергенція зорових осей при розгляді об’єкту двома очима, причому спочатку розвивається здатність конвергувати зображення в горизонтальному, а потім у вертикальному напрямку. Пізніша конвергенція у вертикальному спрямуванні пов’язане з нестійким у перші місяці життя триманням голівки.

У перший місяць життя у дитини також не координовані рухи повік і очного яблука. У цей період можна бачити, що одна повіка у дитини відкрита, а інша опущена, або очне яблуко рухається в одному напрямку, а повіка – в іншому. До 2-го місяця координація між ними встановлюється.

Предметний зір, що є найскладнішою функцією зорової системи,  у маленьких дітей розвинений слабо. Тільки з 3-го місяця життя поведінка дитини починає визначатися зором: перед годуванням вона за допомогою зору знаходить груди матері, розглядає свої руки, схоплює розташовані на відстані іграшки. Розвиток предметного зору пов’язаний із удосконаленням гостроти зору та моторики очей. Гострота зору досягає рівня дорослої людини до кінця першого року життя дитини, тоді вона краще сприймає предмети, що знаходяться на відстані 20 см, наприклад, пізнає обличчя матері під час годування. Вже до п’ятого дня життя дитина переважно реагує на людське обличчя у порівнянні з іншими округлими предметами.

Поле зору формується в онтогенезі досить пізно – до 5-місячного віку. До цього часу у дітей не вдається викликати захисно-мигальний рефлекс при появі об’єкту з периферії. Межі поля зору у дітей 6–7,5 років значно розширяються.

Оскільки, у новонароджених дітей розміри очного яблука менші, ніж у дорослих, то промінь, що йде від віддалених предметів, сходиться у новонароджених за сітківкою, тобто вони володіють природною далекозорістю (1–3 діоптрій, D). З віком ступінь далекозорості зменшується, відповідно збільшується кількість дітей з нормальним зором, проте одночасно збільшується кількість осіб, що страждають короткозорістю.

З великими можливостями акомодацій пов’язана схильність дітей до короткозорості. Дитина добре бачить дуже близько наближений предмет. Проте, розгляд предметів на близькій відстані від ока можливий лише при надто сильному напружені м’язу акомодації. Якщо це повторюється часто, розвивається гіпертрофія м’язів, що чинить тиск на очне яблуко, внаслідок чого відбувається ущільнення і подовження його передньо-заднього діаметру. При такій зміні форми очного яблука промені від віддалених предметів сходиться перед сітківкою. Неправильне сидіння, читання лежачи, погане освітлення, тобто все, що змушує розглядати предмети на близькій відстані від ока, сприяють розвитку короткозорості.

Гострота зору, тобто здатність розрізняти дрібні деталі даного предмету, у новонароджених дуже низька – в межах 0,004–0,002 ум. од., в 1 рік вона складає 0,3–0,6; у 3 роки – 0,6–1,0; у 5 років – 0,8–1,0; у 7–11 років – 0,9–1,0; у 14–15 років – до 1,15. У далекозорих до 14–15 років гострота зору знижується з 0,73 до 0,68, а у короткозорих – з 0,32 до 0,28. Таким чином, нормальна гострота зору встановлюється до 3–5 років. Зростання гостроти зору пов’язане з морфологічним розвитком сітківки.

Світлова чутливість ока в перші роки життя дуже низька. Якщо виразити її у відносних одиницях, то в 2–3 роки вона не перевищує 10, до 10-ти років зростає до 60, до 20-ти – досягає максимуму, стаючи рівною 120, потім починається її зменшення та  40 років світлова чутливість знову стає рівною 60.

Найближча точка ясного бачення у дорослої людини знаходиться на відстані приблизно 10 см від ока. Це значить, що предмети, розміщені ближче 10 см, не можна чітко побачити навіть за максимального скорочення війчастого м’яза. Найближча точка ясного бачення змінюється з віком: у 10 років найближча точка ясного бачення знаходиться на відстані менше 7 см від ока, в 20 років – 8,3 см, в 30 років – 11 см, у 40 років – 17 см, у 50 років – 50 см, у 60-70 років – 80 см.

У новонароджених зображення на сітківці перевернене. Поступово, за рахунок діяльності кіркового відділу аналізатора, формується сприйняття прямого зображення. Цей період відображається у тому, що в перші місяці життя дитина плутає верхню і нижню сторони предмету. Наприклад, якщо дитині показати свічку, що горить, то прагнучи схопити полум’я, вона протягне руку не до верхнього, а до нижнього кінця свічки.

Бінокулярний зір, що забезпечує рельєфне сприйняття навколишнього світу, глибину розташування предметів і відстань, на якій вони знаходяться, розвивається поступово. У 3-тижневому віці дитина стійко фіксує погляд на нерухомих предметах. Після 6–9 місяців з’являються стереоскопічне сприйняття та відчуття глибини, яке досягає досконалості до 16–17 років. Після 40 років ця здатність знижується.

У новонароджених і дітей грудного віку слабо розвинена темнова та світлова адаптація. Здатність до темнової адаптації зростає до 20 років, до світлової – до 24 років.

 До 4 місяців, не дивлячись на функціонування паличок, поле зору дуже звужене. Поступово відбувається розширення периферичного зору, особливо, в період з 5 до 10 років.

У новонароджених колбочок менше, ніж паличок, до 6-ти місяців центральна частина сітківки повністю розвивається. Вивчення рефлекторних реакцій показало, що колбочковий апарат, з яким пов’язане кольоросприйняття, функціонує у людини від народження, проте, на даний час диференціація кольору не здійснюється у зв’язку з незрілістю колбочок. За можливістю вироблення умовних рефлексів, диференціювання кольорів починається з 5–6 місяців, але усвідомлене відчуття кольорів формується пізніше. Правильно назвати кольори забарвлених предметів діти можуть уже в 2,5–3 роки. У 3 роки дитина розрізняє абсолютну величину яскравості кольору та співвідношення яскравості кольорів. Істотне підвищення здатності розрізняти кольори спостерігається в 10–12 років (максимум – у 30 років, після чого ця здатність знижується). У цілому, з віком абсолютна чутливість до кольорів знижується, а здатність розрізняти кольорові відтінки, навпаки, збільшується.

Геронтологічні зміни. При старінні істотні зміни відбуваються в зоровому аналізаторі, що зводяться до поступового зниження сенсорної чутливості. Вікові зміни функцій зорового аналізатора та його периферичного відділу специфічні й неоднакові в різних анатомічних структурах очей. Найбільш значні зміни відбуваються з боку акомодаційної функції ока. Сила акомодації зменшується з 10 D у 20 років до 1 D у віці 55–60 років,  після  60–65 років акомодація вже практично повністю відсутня. У людини кожні 5 років поступово зменшується розмір осі ока, що впливає на акомодацію. З віком відбувається втрата кришталиком еластичності, що призводить до втрати здатності акомодації ока та розвитку старечої далекозорості (пресбіопії). Після 60 років знижується адаптаційна властивість очей у разі недостатнього освітлення, знижується швидкість темнової адаптації (діаметр зіниці 7,5 мм у 20 років і 4,8 мм у 80 років), що зумовлено зменшенням прозорості кришталика і звуженням зіниці.

Гострота зору в людини досягає максимуму в 20–30 років, поступово знижуючись надалі, особливо після 60 років, що пояснюється зменшенням прозорості заломлювальних середовищ ока та змінами сітківки. У сітківці літніх людей змінюється кровообіг, у пігментному епітелії відбуваються атрофічні процеси, що впливає на функцію фоторецепторів. Зміни сприйняття кольорів сильно виражені для короткохвильової частини спектра  (зелений колір). Після 40 років погіршується розрізнення кольорів зелений – синій або синій – жовтий;  сприйняття кольорів червоний–зелений погіршується після 60 років. Після 50 років знижується сприйняття та розрізнення яскравості кольорів. У людей похилого віку змінюються різні фази короткочасної пам’яті на геометричні стимули, що пояснює сповільнення обробки зорової інформації.

Спостерігається розростання в сітківці нових кровоносних судин, що володіють підвищеною проникністю, за рахунок чого відбуваються точкові крововиливи та набряк (ексудація). У сітківці накопичуються ушкодженні клітини, які є бар’єром для світлових хвиль, що надходять до фоторецепторів.  Дистрофічні зміни сітківки призводять до зниження гостроти зору, появи у склоподібному тілі світлонепроникних тілець, що відображаються у вигляді пливучих у полі зору чорних крапок. З віком відмічається поява старечої дуги (геронтоксону) або кільцевого помутніння рогівки, пов’язаної з ліпідною інфільтрацією рогової оболонки. Спостерігається поява старечого аптозу, обумовленого атрофією м’яза, що піднімає верхню повіку, старечого енофтальма, викликаного атрофією жирової клітковини очної ямки. Відбувається зниження швидкості зіниці на світлове подразнення, критичної частоти миготінь, тобто порогу злиття, контрастної чутливості, світлової та колірної чутливості. Прийнято вважати, що для оцінки біологічного віку людини можна використовувати такі показники стану зорового аналізатора, як сила акомодації, критична частота миготінь, мінімальний поріг чутливості до світла ока, адаптованого до темноти, й інші.

Крім фізіологічних, зумовлених старінням організму змін, для літнього і старечого віку характерні такі захворювання ока, як катаракта, тобто помутніння кришталика, глаукома (підвищення внутрішньоочного тиску) і атрофія зорового нерва. Ці захворювання виникають в результаті дегенеративно-дистрофічних процесів, що відбуваються на етапах пізнього онтогенезу. Поява цих захворювань у молодші роки вказує на передчасне старіння організму.

Вікові особливості слухового аналізатора. Слух є органом чуття людини, який сприяє психічному розвитку повноцінної особистості, її адаптації в соціумі. Із слухом пов’язані звукові мовні спілкування. За допомогою слухового аналізатора людина сприймає та розрізняє звукові хвилі, які складаються з почергових згущень і розріджень повітря.

Слуховий аналізатор представлений: 1) рецепторним апаратом, що міститься у внутрішньому вусі; 2) провідними шляхами – VIII пара черепно-мозкових (присінково-завиткових) нервів; 3) центром слуху у скроневій частці кори великих півкуль.

Слухові рецептори (фонорецептори) містяться у завитці внутрішнього вуха, розташованій у піраміді скроневої кістки. Звукові коливання, перш ніж дійти до слухових рецепторів, проходять через цілу систему звукопровідних та звукопідсилювальних частин.

Вухо – це орган слуху, в якому міститься рецепторний апарат.Воно складається з 3-х частин: зовнішнього, середнього і внутрішнього вуха. Зовнішнє вухо складається із вушної раковини (призначена для вловлювання звуків) і зовнішнього слухового проходу (відбувається посилення звукових коливань у 2–2,5 рази).

Середнє вухо складається з барабанної перетинки, барабанної порожнини і слухової труби. На межі між зовнішнім і середнім вухом розташована барабанна перетинка, зовні вкрита епітелієм, а зсередини – слуховою оболонкою. Звукові коливання, що підходять до барабанної перетинки, змушують її коливатися з тією ж самою частотою. З внутрішнього боку перетинки знаходиться барабанна порожнина, всередині якої розташовані слухові кісточки, рухомо з’єднані між собою – молоточок, коваделко і стремінце. Через системи слухових кісточок коливання барабанної перетинки передаються у внутрішнє вухо.

Внутрішнє вухо – це кістковий лабіринт, всередині якого є перетинчастий лабіринт із сполучної тканини. Між кістковим і перетинчастим лабіринтом циркулює перилімфа, а всередині перетинчастого лабіринту циркулює  ендолімфа. У стінці, яка відділяє середнє вухо від внутрішнього, є овальне та кругле вікно, останнє робить можливим коливання рідини.

Кістковий лабіринт складається з трьох частин: у центрі – переддвер’я (присінок), спереду від нього завитка, а ззаду – півколові канали. Всередині середнього каналу завитки, в завитковому ході міститься звукосприймаючий апарат – спіральний, або Кортіїв орган, основна пластинка якого складається приблизно з 24 тис. фіброзних волоконець. Вздовж неї розташовані опорні та волоскові чутливі клітини, які є власне слуховими рецепторами. Волоскові клітини охоплюються нервовими волосками завиткової гілки слухового нерва. В довгастому мозку міститься другий нейрон слухового шляху, цей шлях продовжується до задніх горбів чотиригорбикового тіла, де здебільшого перехрещується, а від них у скроневу ділянку кори, де розташована центральна частина слухового аналізатора.

Розвиток слухового аналізатора починається на 3-му тижні розвитку людини, коли з боків нервової трубки на рівні заднього мозкового міхура виникають потовщення ектодерми голови, що дають початок слуховій ямці. Впродовж 4-го тижня ектодермальні вип’ячування відшнуровуються від нервової трубки і перетворюються на слуховий міхур – закладку внутрішнього вуха. Навколо нього з мезодерми формується хрящова капсула, яка згодом перетворюється на кісткову – майбутню внутрішню частину скроневої кістки. Пізніше слуховий міхур диференціюється на закладки вестибулярного апарату та завитку.

З частини завитки розвивається звукосприймаюча ділянка внутрішнього вуха, яка протягом перших двох тижнів розвитку швидко подовжується, її кінець загинається. В результаті цього до 7–8-го тижня утворюється спіраль у 2,5 оберти. Волокна слухового нерва починають мієлінізуватися з 4,5 місяців внутріутробного розвитку, що  відбувається дуже повільно: мієлінізація на рівні стовбура мозку завершується до моменту народження, а в проміжному мозку – до 4 років. Внутрішнє вухо у новонародженого розвинене добре, його розміри близькі до таких у дорослої людини.

Порожнина середнього вуха (барабанна) розвивається з випинання стінки глотки на 2-му місяці ембріонального розвитку і залишається зв’язаною з нею через слухову (євстахієву) трубу. Закладка барабанної порожнини оточується мезенхімою, з якої утворюються хрящові зачатки слухових кісточок, пізніше вони заміщуються кісткою. В кінці внутріутробного періоду сполучна тканина, що оточує слухові кісточки, швидко розсмоктується і барабанна порожнина розширюється. Проте, в ній зберігається частина ембріональної сполучної тканини, що перешкоджає вільному руху кісточок. Лише через декілька місяців після народження барабанна порожнина заповнюється повітрям, чому сприяють дихальні та ковтальні рухи дитини, кісточки стають рухомими, а викликані звуком коливання барабанної перетинки можуть вільно передаватися на мембрану овального вікна завитки.

Барабанна порожнина у новонародженого за розмірами мало відрізняється від такої у дорослої людини, проте вона здається вузькою через потовщену в цьому віці слизову оболонку. До моменту народження в барабанній порожнині знаходиться рідина, яка з початком дихання через слухову трубку надходить до глотки і  ковтається новонародженим.

Стінки барабанної порожнини тонкі, особливо верхня. Слухові кісточки мають розміри, близькі до таких у дорослої людини. Слухова трубка у новонародженого пряма, широка, коротка (17–21 мм). Хрящова частина слухової трубки розвинена слабко. Протягом першого року життя дитини слухова труба росте повільно, на 2-му році швидше. Довжина слухової трубки у дитини 1-го року життя дорівнює 20 мм, 2 років – 30, 5 років – 35 мм. У дорослої людини довжина слухової труби складає 35 – 38 мм. Просвіт слухової труби звужується поступово: від 2,5 мм в 6 міс до 2 мм в 2 роки і до 1 – 2 мм у 6-річної дитини.

Барабанна перетинка у новонародженого відносно велика, висотою 9, а шириною – 8 мм. Нахилена барабанна перетинка у новонародженого сильніше, ніж у дорослого. Кут, який вона утворює із нижньою стінкою слухового проходу, дорівнює 35– 40˚.

У дітей 2–3 років верхня стінка барабанної порожнини тонка, має широку щілину, обернену в порожнину черепа, заповнену сполучною тканиною з численними кровоносними судинами. Тому, при запаленні барабанної порожнини існує небезпека проникнення інфекції по кровоносних судинах у порожнину черепа. Хрящова частина короткої та широкої слухової труби (до 2 мм) легко розтягується, що при запаленні носоглотки у дітей є причиною проникнення інфекції в барабанну порожнину (розвивається запалення середнього вуха).

Зовнішнє вухо розвивається з мезенхіми з 2-го місяця ембріонального розвитку: за рахунок зростання декількох мезенхімних гребінців. Вушна раковина у новонародженого потовщена, хрящ її м’який, шкіра, що покриває його, тонка. Найшвидше вушна раковина росте протягом перших 2-ох років життя дитини та після 10 років, причому в довжину росте швидше, ніж у ширину. Розміри і контури вушної раковини встановлюються до 12 років, а після 50–60 років її форма згладжується.

Зовнішній слуховий прохід у новонародженого вузький, довгий (біля 15 мм), круто загнутий, має звуження на межі розширених медіального і латерального його відділів. Стінки зовнішнього слухового проходу хрящові, за винятком барабанного кільця, вистелені тонкою, ніжною шкіркою. У дитини 1-го року довжина зовнішнього слухового проходу  біля 20 мм, у дитини 5 років – 22 мм, у дорослих – 25 мм.  

Новонароджений чує, але чутливість до звуків є низькою, оскільки порожнина середнього вуха заповнена амніотічною рідиною та звукові хвилі можуть досягати Кортієвого органу лише за допомогою їх проведення через кістки черепа. Після розсмоктування амніотичної рідини (7–8 тижні) рецепція звукових хвиль різко зростає.

У процесі онтогенезу чутливість до звукових стимулів поступово зростає, досягаючи максимуму до 14–19 років, після чого знижується. Межі сприйманого звуку у дітей – від 12 до 22000 Гц, з віком верхня межа знижується (у 35 років – 15000 Гц, у 50 років – 13000 Гц, у 6 років – 10000 Гц). Для всіх вікових періодів максимальна чутливість виявляється до звуків з частотою 1000–4000 Гц, тобто до звуків мовного діапазону. У віці від 6-ти місяців до 2,5 року пороги слухової чутливості відрізняються від порогів дорослих на 30 дБ. У віці від 4 до 10 років пороги слухової чутливості, виявлені за допомогою тональної аудіометрії, перевищують пороги дорослих на 4–10  дБ. До 12–15 років слухова чутливість досягає рівня дорослих, а іноді перевищує його. Найбільша гострота слуху спостерігається в 14–19 років. Низькі тони діти сприймають краще, ніж високі.

Диференціювання звуку по висоті тону у дітей можливе з 2,5–3 місяців. Диференціювання тембру, тобто різних звуків, наприклад, гудка і дзвінка, можлива на 2–3-му місяцях. Просторова слухова орієнтація у дитини з’являється з 3-ох місяців. Розрізнення звуків на 17 музичних тонів виявляється вже в 3,5 місяці життя, на 13–14 тонів – в 4,5 місяці, на 7–10 тонів – в 5 місяців, що відповідає нормі дорослої людини. Повністю слуховий апарат формується до 12 років.

З діяльністю слухової сенсорної системи пов’язано багато умовних і безумовних рефлексів, а також мова. Встановлено, що 6-місячний плід чує звуки, про це свідчать, наприклад, зміна частоти серцевих скорочень і виникнення рухових реакцій при звуковій стимуляції. Гіпоксичний стан плоду знижує цю реакцію. Звуковий тест використовується в акушерській практиці для антенатальної діагностики стану плоду. Незадовго до народження плід по-різному реагує на чоловічі та жіночі голоси. Після народження голоси батька і матері можуть здійснювати заспокійливе враження на немовля, особливо якщо вони вимовляють ті ж слова і пропозиції, що і за 6 місяців до народження. До 3–4-ох місяців слух немовляти досягає рівня дорослих.

У 6-місячної дитини з’являється великий інтерес до звуків мови та музики, що можуть заспокоювати або збуджувати немовля. У приміщенні, де знаходиться малюк, не повинно бути постійного музичного фону, шуму, йому необхідні періоди тиші.

Після народження реакції на звук виражаються в міміці обличчя, закритті очей, відкритті рота, випинанні губ, в загальному здриганні, зміні дихання і пульсу, а також у припиненні загальних рухів, затримці смоктальних рухів і короткочасному заспокоєнні. Новонароджені діти розрізняють звуки, однакові по інтенсивності, але різні за тембром і висотою. Перші реакції на звук носять характер орієнтувальних рефлексів, що здійснюються на рівні стовбура головного мозку і таламуса. Якщо в ранньому віці реакції на звук мають яскраво виражений генералізований характер, то з віком вони стають більш локальними, з елементами дослідження: наприклад, очі і голова повертаються у напрямку джерела звуку. Реакції на звук виявлені й у недоношених дітей.

Вікові зміни органу слуху виявляються вже після 20 років. Проте, суб’єктивне зниження гостроти слуху (стареча туговухість, або пресбіакузія) виявляється після 40 років. Пошкодження слухової ділянки кори, розташованої в скроневій частці, викликає музичну і словесну глухоту, втрату слуху. Як правило, при старінні перш за все знижується сприйняття звуків високої частоти, а також погіршується розбірливість мови при ще хорошому сприйнятті тонів середніх і низьких частот, тобто частот мовної зони (250–2000 Гц). При старінні знижується здатність розрізняти тони, зростають пороги кісткової та повітряної провідності.

Люди похилого віку мають нижчу можливість сприйняття мови за наявності звукових шумів, що свідчить про зниження здатності проводити аналіз сигналів, необхідних для виділення сигналів із шуму (тобто з віком страждають центральні механізми слуху). З віком сприйняття мови знижується.

Вікові зміни стосуються як звукопровідного, так і звукосприймаючого відділів слухового аналізатора. Так, в середньому вусі при старінні відбувається остеопороз слухових кісточок, атеросклероз внутрішньокісткових судин, атрофія суглобів між слуховими кісточками (отосклероз); проте, ці зміни не здійснюють істотного впливу на слухову функцію. Стареча туговухість зумовлена, головним чином, змінами у звукосприймаючому відділі, серед яких особливе значення мають зниження еластичності і збільшення ригідності основної мембрани, а також атрофія судинної стінки, нейронів спірального вузла завитки, волокон слухового нерва, ядер довгастого мозку, нейронів слухової кори. Як у дітей, так і у дорослих, після скарлатини, грипу або запального процесу слух знижується, що пов’язане з пошкодженням середнього вуха.

Вікові особливості вестибулярного аналізатора. Вестибулярна сенсорна система забезпечує рівновагу та виконує провідну роль в орієнтації людини в просторі, чим більша її рухова активність, тим точніша потрібна інформація про положення тіла. Вестибулярна система, як і слухова, відноситься до механорецепторів (сприймає інформацію про положення тіла, його лінійні та кутові переміщення) та володіє високою чутливістю. Вестибулярний апарат розташований у скроневій кістці черепа в безпосередньому контакті з завиткою внутрішнього вуха.

Вестибулярний аналізатор складається з присінка та трьох півколових каналів, заповнених ендолімфою. Присінок складається з двох мішечків – овального і круглого, розташованих ближче до завитки. На внутрішній поверхні мішечків є рецептори рівноваги, або отолітовий апарат, де знаходяться рецепторні волоскові клітини – механорецептори. Волоски цих клітин занурені в драглисту масу, яка містить численні вапняні кристали –  отоліти, що утворюють так звану отолітову мембрану. Отолітовий апарат контролює положення тіла відносно сили тяжіння (горизонтальне чи вертикальне положення тіло) та реагує на прямолінійні прискорення при вертикальних і горизонтальних рухах тіла.

Три півколових канали мають діаметр близько 2мм. На внутрішній поверхні півколових каналів розташовані спеціальні чутливі клітини, які здатні сприймати подразнення та передавати імпульси в центральну нервову систему. Вони подразнюються рухами ендолімфи, зумовленими переміщенням тіла в просторі. При цьому рухливі реакції, що виникають, забезпечують збереження рівноваги,  чому сприяють зір та м’язово-суглобова рецепція. Півколові канали розташовані у трьох взаємно перпендикулярних площинах, тому їхні рецепторні клітини реагують на колові та обертальні рухи голови і тулуба.

З рецепторів вестибулярного апарату відходять тоненькі чутливі нервові волоконця, які переплітаються і утворюють вестибулярний нерв. Від нього імпульси про положення тіла у просторі надходять до довгастого мозку, зокрема у вестибулярний центр, з’єднаний нервовими шляхами з мозочком, підкірковими утвореннями, корою головного мозку та зоровими центрами.

Формування вестибулярного апарату проходить швидше інших рецепторів. У новонародженої дитини він розташований майже так само, як у дорослої людини. Збудливість вестибулярного апарата і вестибулярного аналізатора в головному мозку існує від народження і розвивається у процесі становлення.

Вестибуло-спінальна система забезпечує стабільне по відношенню до центру тяжіння тіла положення голови. При кожному русі голова залишається нерухомою по відношенню до навколишнього простору, тоді як тіло плавно рухається. Рухи голови, тулуба і кінцівок узгоджуються завдяки шийним рефлексам.

Вестибуло-окулярна система регулює рухи очей, що важливо для збереження стабільного зображення на сітківці під час рухів тіла.

Одночасний рух очей забезпечується шістьма парами м’язів очного яблука. Саккадні (стрибкоподібні) рухи очей (ністагми) при нерухомій голові, що спостерігаються при читанні або розгляді близьких предметів, забезпечуються імпульсами, які йдуть від вестибулярних аферентів до мотонейронів очних м’язів. При повороті голови очі поперемінно здійснюють повільні рухи в тому ж напрямку, та швидкі – у протилежному.

Вестибуло-мозочкова система забезпечує сенсомоторну координацію. Частина волокон від вестибулярних ядер йде до нейронів мозочка, від них – назад на ці ядра. Таким чином, мозочок здійснює тонке „налаштування“ вестибулярних рефлексів. При порушенні цих зв’язків людина не в змозі підтримувати рівновагу, її рухи набувають підвищену амплітуду, особливо при ходьбі. При ушкодженні (особливо однобічному) вестибулярного апарату спостерігаються важкі розлади руху і втрата здатності до збереження рівноваги. Такі ушкодження часто бувають у людей глухонімих від народження.

Півколові канали вестибулярного апарату формуються до 7-го тижня внутріутробного розвитку плоду. В цей час починається диференціювання клітин гребінців на чутливі (волоскові) клітини та опорні, що їх підтримують. На 8–10-му тижні відособлюються мішечки присінка: у 6-місячного плода розмір їх такий же, як і у дорослих. Мієлінізація волокон всього аферентного шляху від периферичного відділу вестибулярного аналізатора до довгастого мозку відбувається в період від 14 до 20 тижнів внутріутробного розвитку. На 20-му тижні встановлюється зв’язок між ядрами присінково-завиткового та окорухового нервів. На 21–22-му тижнях починають мієлінізуватись волокна, що сполучають ядра присінково-завиткового нерва довгастого мозку з мотонейронами спинного.

Завдяки ранньому морфологічному дозріванню вестибулярної сенсорної системи, на 4-му місяці внутріутробного розвитку у плода з’являються різні рефлекторні реакції вестибулярного апарату. Вони виявляються в зміні тонусу м’язів, у скороченні м’язів кінцівок, шиї, тулуба, м’язів очних яблук.

Припускають, що раннє морфологічне і функціональне дозрівання вестибулярного аналізатора важливе для розвитку нейронів спинного і головного мозку, пов’язаних з ним. Імпульси, що йдуть по нервових волокнах від вестибулярних рецепторів, сприяють дозріванню нейронів вестибулярних ядер довгастого мозку і мієлінізації аксонів, що прямують до мотонейронів спинного мозку, нейронів мозочка і ядер окорухового нерва. Високу збудливість вестибулярного апарату у внутріутробному періоді пояснюють його впливом на розвиток нервової системи.

У грудних дітей можна спостерігати цілий ряд рефлексів, пов’язаних з вестибулярним апаратом: розведення рук і розчепірення пальців при різкому струсі ліжечка, рефлекси на положення дитини при годуванні грудьми, рефлекс на похитування. На 2–3-му місяцях дитина диференціює напрям гойдання. Інформація з вестибулярного апарату важлива для становлення рефлексів підтримки голови, рефлексів сидіння, стояння.

Багато вестибулярних рефлексів (розведення рук при підкиданні дитини) спостерігаються тільки в перші місяці життя. Збудливість вестибулярного апарату зменшується з віком.

Вікові особливості смакового аналізатора. Сприймання смакових властивостей речовин, що потрапляють у порожнину рота, виконує смаковий аналізатор. Він складається з периферичного (смакові рецептори), провідникового (периферичний язикоглотковий нерв, довгастий мозок, гіпоталамус, таламус) і центрального (у парагіпокампальній закрутці близько переднього кінця скроневої частки, морському конику та гачку) відділів.

Відомі чотири основні смакові якості: солодке, солоне, кисле і гірке. Окрім них розрізняють декілька додаткових смаків: лужний, металевий, терпкий, пекучий і ін. Проте, їжа – складний стимул, що включає декілька модальностей: так, запах їжі, який супроводжує смакові стимули, порушує нюхові рецептори, що може підсилити (або послабити) певні відчуття від прийнятої їжі. До того ж слизова оболонка рота й язика володіє термо- і механочутливістю, а також чутливістю до болю. Смакова стимуляція рецепторів язика спричинює рефлекторні реакції (наприклад, секрецію слинних і серозних залоз). При цьому склад секрету залоз і слини залежить від виду їжі. Смакові стимули регулюють виділення шлункового соку і забезпечують відчуття насичення.

Смакова чутливість пов’язана із смаковими цибулинами, що знаходяться на спеціальних складках слизової оболонки язика – смакових сосочках. Чутливість до смакових якостей на поверхні язика розподілена нерівномірно: кінчик язика найбільш чутливий до солодкого, бокові зони – до кислого і солоного, корінь – до гіркого.

Смак може змінюватися при різних функціональних станах організму: знижується при втомі, інтенсивній фізичній і розумовій роботі. Спотворення смаку спостерігається при порушенні функцій шлунково-кишкового тракту, ендокринних залоз, простудних захворюваннях.

Периферична частина смакової сенсорної системи починає формуватися на 3-му місяці внутріутробного розвитку та на момент народження повністю сформована, хоча у новонароджених дітей не всі смакові цибулини мають пори та функціонують. У постнатальному періоді змінюється характер розподілу рецепторних утворень кінчика язика. У новонародженого смакові цибулини розташовані на ширшій поверхні, ніж у дорослого, – на язику, на твердому піднебінні, на слизовій губ, щік, нижній поверхні язика. У дітей смакових цибулин більше, ніж у дорослих.

Визначення смакової чутливості у новонароджених дітей засноване на спостереженні за мімічними реакціями, що виникають при подразненні язика смаковими речовинами. Діти реагують на всі чотири види речовин: солодке викликає позитивні реакції – смоктальні рухи, усмішку та загальне заспокоєння (сповільнення частоти серцевих скорочень і дихання); кисле та гірке – спричинює гримаси незадоволення, закриття повік, загальні рухи. З віком у дітей час розвитку реакції на смакову стимуляцію зменшується: у 10 років даний показник менший, ніж у дорослих, про що свідчить значна величина латентного періоду реакції на смаковий стимул у дітей і високий поріг стимуляції. Пороги чутливості, властиві дорослим, встановлюються у дітей до 6 років, а „доросла“ тривалість латентного періоду – лише до 10 років. Слід враховувати, що швидкість функціонального дозрівання будь-якої сенсорної системи в значній мірі визначається інтенсивністю її тренування. Якісно різноманітне харчування (своєрідне „тренування“) сприяє швидшому вдосконаленню смакової чутливості дитини.

Умовні рефлекси на дію смакових стимулів можна виробити у дитини на 2-му місяці життя, в кінці якого вона може розрізняти кількість смакової речовини в розчині. У 4-місячному віці здатність розрізняти смакові якості їжі досить значна: дитина може відрізняти розчин з 20 краплями лимонного соку в 100 мл води від розчину з 16 краплями; 15%-вий розчину цукру – від  2%-вого; 0,2%-вий розчин кухонної солі – від 0,4%-вого.

При старінні число смакових цибулин зменшується, особливо на кінчику язика. На фоні пониженої продукції слини це призводить до зменшення смакових відчуттів. Куріння сприяє регресу смакової функції. До 50 років переважаючим є солодкий смак, менш виражений  – кислий.

Вважається, що смак, як і нюх, це філогенетично древні відчуття, які в онтогенезі формується дуже рано та зберігається у глибокій старості. Проте, у деяких літніх людей зниження смакової чутливості буває настільки сильним, що спричинює серйозні труднощі: наприклад, людина не може їсти, тому що на смак їй нічого не подобається.

Вікові особливості нюхового аналізатора. Нюх у людини розвинений краще, ніж смак, з допомогою якого можливо розрізняти більше 10000 нюхових відчуттів. Нюхові рецептори збуджуються газоподібними різноманітними речовинами. Прийнято розрізняти досить велику кількість запахів: квітковий, ефірний, мускусний, камфорний, запах поту, гнильний, їдкий і т.д. Хімічно схожі речовини відносяться до різних запахових класів і, навпаки, речовини, схожі за запахом, можуть мати абсолютно різну хімічну природу. Запахи, які зустрічаються в природі, звичайно є різноманітними сумішами (з прийнятої шкали запахів), в яких переважають певні компоненти.

У слизовій оболонці порожнини носа (у верхній носовій раковині, у верхній частині перегородки носа, у верхньому носовому ході та верхніх відділах середнього носового ходу) містяться нюхові рецептори – нюхова ділянка – вкрита епітелієм, в якому розрізняють опорні і нюхові клітини; останні виконують рецепторну функцію в органі нюху.

Нюхові рецепторні клітини за своєю формою нагадують глечик з довгою горловиною. На одному кінці цих клітин є по 6-12 надзвичайно тоненьких волосин, які у десятки разів збільшують поверхню контакту рецепторів з молекулами запашних речовин. Ці волоски рухаються і активно „виловлюють“ запашні молекули. Волоски занурені у слиз (виробляється залозами слизової оболонки носа), що відіграє роль фільтра: одні запашні молекули пропускає швидко, інші повільніше та затримує на тривалий час. На другому кінці „глечика„ містяться аксони, які формують волокна нюхового нерва.

Нервові волокна нюхових клітин проходять крізь отвори решітчастої кістки в порожнину черепа до нюхових цибулин головного мозку. Звідси імпульси, що виникли в рецепторах, йдуть по нюховому тракту через стовбур головного мозку в кору великих півкуль, де здійснюється їх аналіз і виникають відчуття певного запаху.

Чуття нюху надзвичайно гостре і тонке. Людина відчуває запах речовин, що знаходиться в повітрі в таких малих концентраціях, які не можна виявити ні хімічним, ні спектральним аналізом. Чутливість до запаху підвищується на світлі, після збудження симпатичної нервової системи.

Становлення периферичного відділу нюхової системи людини починається в період внутріутробного розвитку. У 2-місячного плоду в слизовій оболонці нюхової ділянки з’являється чутливий епітелій. До 6-го місяця його площа зменшується, що свідчить про регресивний розвиток нюху у людини. Структурний розвиток рецепторів закінчується до 7-го місяця внутріутробного розвитку. Відразу після народження нюхові рецептори здатні сприймати запахи. Новонароджений володіє нюховою чутливістю – він реагує на всі види запахів однаково (зміною частоти серцевих скорочень і дихання, мімікою), але чутливість до запахів низька (пороги відчуття у них у 20–100 разів вищі, ніж у дорослих). Гострота нюху підвищується до 6 років, а потім поступово знижується. Витончення нюху (розрізнення запахів) з віком підвищується. На запах молока впродовж першого місяця життя дитина не реагує, на 2-му місяці – можна виробити умовний рефлекс (як і на інші запахові подразники), з віком цей процес полегшується. Нюховій системі новонароджених властива швидка адаптація: діти перестають реагувати на повторні подразнення. У них легше викликаються рефлекторні відповіді на речовини, що подразнюють закінчення трійчастого нерва (аміак, оцтова кислота). У дітей раннього віку менш розвинене чуття нюху пов’язане з недорозвиненням у них носової порожнини.

На 4-у місяці дитина починає розрізняти приємні та неприємні запахи і реагувати на них адекватною емоційно-руховою реакцією. До 6 років нюхова сенсорна система помітно не відрізняється від дорослих. Диференціація складних запахів удосконалюється до 10 років, а той пізніше.

У людини з функцією нюху пов’язане пізнання навколишнього світу: з його участю визначається якість вдихуваного повітря, його склад і ін. Крім того, нюх діє на перебіг різних процесів в організмі і може значно  впливати на емоційний стан. Так, приємні запахи позитивно впливають на настрій і самопочуття людей, на їх стан і працездатність, активізують слиновиділення і діяльність травних залоз, викликають апетит, приносять насолоду, під впливом запаху може знизитися артеріальний тиск, покращитись робота серцево-судинної системи, підвищується тонус нервової системи. Неприємні запахи, навпаки, можуть пригнічувати стан людини до нудоти, непритомності; здатні змінювати температуру шкіри, викликати відразу до їжі, загострити чутливість нервової системи. Деякі запахи, наприклад, аміак, викликають у людини захисні рефлекси, такі як чхання і затримка дихання. Ці впливи, можливо, зумовлюються зв’язками між нюховими рецепторами та лімбічною системою мозку.

Запахи можуть впливати на стан інших сенсорних систем. Так, вони можуть в значній мірі поліпшити слух (бензол), тоді як інші погіршують (індол). Аромати розмарину, трояндової олії, тімолу й аміаку покращують оптичні показники; запах розмаринового масла розширює поле зору для зелених і звужує для червоних об’єктів.

У людини часто зустрічаються порушення сприйняття запахів, рідше – їх повна несприйнятливість. Ці порушення можуть бути природженими або набутими. Природжена відсутність нюху у дітей може бути пов’язана з вадами розвитку, наприклад, ендокринної (статеві залози) системи або з аномаліями розвитку лицьового відділу черепа.

Нюх порушується при розростанні мигдалин, запаленні слизової оболонки порожнини носа, захворюванні на грип, туберкульоз, мозкових розладах і т.п. Нюхова чутливість може змінюватись під впливом різних зовнішніх і внутрішніх чинників: на нюх істотно впливають забруднення навколишнього повітря, підвищення атмосферного тиску, освітлення тощо. Найінтенсивніше запахи відчуваються при температурі навколишнього середовища 37–38°С, вогкість вдихуваного повітря і світло сприяють кращому сприйняттю запахів.

При старінні відбувається атрофічні зміни у слизовій носа, а також дегенерація нюхових нейронів. Все це призводить до зниження нюху та адаптаційних процесів, що яскраво виявляється після 60 років. Зміни нюху в старечому віці пов’язані зі старінням рецепторів слизової оболонки носа та вищих відділів аналізатора. В окремих випадках зниження нюху є трагічним: стареча людина, наприклад, може не відчувати витоку газу. Проте, як і смакова чутливість, нюх зберігається навіть у довгожителів.

Вікові особливості сомато-сенсорної системи. Сомато-сенсорна система забезпечує тактильну, температурну та больову чутливість. До рецепторних утворень сомато-сенсорної системи відносяться рецептори шкіри і слизових оболонок, що реагують на дотик, тиск, температуру та больовий стимул, а також пропріорецептори м’язово-суглобового апарату. Переважна більшість рецепторів сомато-сенсорної чутливості знаходиться в шкірі та м’язах тулуба і кінцівок.

Для шкірних рецепторів характерна структурна різноманітність. Шкірні рецептори представлені або вільними нервовими закінченнями, або укладені в сполучнотканинну капсулу (інкапсульовані закінчення). Вільні закінчення соматосенсорних аферентних волокон розташовані в різних ділянках тіла – це рецептори, чутливі до холоду, тепла і болю, а також рецептори волосяних цибулин. У рогівці ока є вільні закінчення, чутливі до механічних стимулів, що викликають больові відчуття. До інкапсульованих рецепторів відносяться тільця Мейснера, диски Меркеля, колби Краузе, закінчення Руффіні, тільця Пачіні.

М’язові рецепторні утворення представлені м’язовими веретенами двох видів – з ядерною сумкою і ядерним ланцюжком (мають первинні та вторинні сенсорні закінчення) та м’язовими волокнами з гамма-моторною іннервацією. Завдяки ним створюється можливість досить складної комбінації сенсорної сигналізації в ЦНС при різній м’язовій активності, важлива роль в якій належить рецепторним утворенням сухожилків м’язів, зокрема сухожилковим рецепторам Гольджі.

М’язові веретена і сухожилкові рецептори Гольджі налаштовані на сприйняття змін довжини і напруги в м’язі, сприймають відчуття положення тіла та рухів кінцівок. М’язові рецептори – веретена – є в усіх скелетних м’язах, особливо в тих, що здійснюють тонкі рухи: у м’язах кисті, стопи, шиї, окорухових м’язах. Менше веретен є у м’язах, скорочення яких пов’язане з грубими рухами: у м’язах стегна, плеча. Ці рецептори беруть участь у підтримці пози.

Суглобові рецептори Гольджі вплетені в щільну сполучну тканину суглоба або сухожилка м’яза. Існує декілька типів суглобових рецепторних утворень, серед яких є швидко- та повільноадаптивні. Вони сигналізують про положення суглоба та реагують на зміну його руху; інформація від суглобів надійно забезпечує відчуття положення тіла в просторі.

Аферентні волокна шкірної чутливості від рецепторів тулуба і кінцівок йдуть у складі спинномозкових нервів, а від рецепторів голови – у складі черепно-мозкових нервів.

Аферентні волокна соматосенсорної системи, що передають стимули різної модальності, відрізняються за швидкістю проведення збудження, яка залежить від діаметру волокна. Найшвидше йде інформація від рецепторів м’язових веретен і від рецепторних утворень сухожилок. Менша швидкість характерна для аферентних нервів шкіри, що передають сигнали від рецепторів дотику та тиску і від деяких м’язів. Ще повільніше надходить інформація по волокнах больової і температурної чутливості.

Сомато-сенсорний шлях є трьохнейронним ланцюгом, через який  імпульси від рецепторів надходять до сомато-сенсорної кори. У цей ланцюг входять: 1) чутливі нейрони спінальних гангліїв (1-й нейрон); 2) нейрони спинного або довгастого мозку (2-й нейрон); 3) нейрони таламуса (3-й нейрон). Рецептори збуджуються при слабкому дотику або натисканні на шкіру. Нейрони цього шляху передають інформацію про точну локалізацію подразника на поверхні тіла в кору.

Сомато-сенсорна інформація надходить у постцентральну (первинну) ділянку кори великих півкуль. Нейрони кори розташовуються у вигляді вертикальних стовпчиків (колонок), перпендикулярних до її поверхні. З кожною колонкою пов’язана інформація про якість стимулу (гострота, шорсткість, інтенсивність) та його локалізації. Для кожної точки поверхні тіла в первинній сомато-сенсорній корі існує своя колонка; аналогічні колонки обробляють інформацію від пропріорецепторів про рух, тонус м’язів і положення суглобів.

Вторинна сомато-сенсорна ділянка кори одержує сигнали від обох половин тіла і бере участь в інтеграції сомато-сенсорної інформації від усього організму.

Сомато-сенсорна система формується в ембріогенезі однією з перших. Розвиток рецепторів шкірної чутливості у людини починається з 8-го тижня ембріонального життя. Першими з’являються вільні нервові закінчення, інкапсульовані рецептори утворюються з 3–4-го місяця ембріогенезу і після народження. У різних ділянках шкіри рецепторні утворення з’являються гетерохронно: найшвидше – у шкірі уст і слизовій оболонці язика, потім – у подушечках пальців руки і ноги, в шкірі лоба, щік, носа. У шкірі шиї, грудей, соска, плеча, передпліччя, пахвової западини формування рецепторів відбувається пізніше.

Мієлінізація нервових шляхів, в цілому, співпадає за часом з формуванням інкапсульованих рецепторів. Стовбурові та підкіркові утворення сомато-сенсорної системи сягають до моменту народження досить високого рівня розвитку. Сомато-сенсорні зони кори, в основному, дозрівають після народження дитини: формування постцентральної ділянки кори, куди надходить інформація про всі види шкірної чутливості, здійснюється впродовж від 1-го до 4-ох років життя. До 7–13 років збільшуються площа і товщина сомато-сенсорної кори.

Рефлекторні рухові реакції при тактильній стимуляції різних зон шкірної поверхні виявляються гетерохронно вже в плодовий період. При стимуляції певних зон плода виникає ряд харчових реакцій (витягування губ у вигляді трубочок – хоботковий рефлекс, смоктання й ін.), а також рухові і захисні рефлекси – поворот голови, мімічні реакції, закриття очей і т.д. Ранній розвиток рецепторних утворень у шкірі уст забезпечує виникнення смоктального акту при дії тактильних подразнень. На 6-у місяці розвитку смоктальний рефлекс є домінуючим по відношенню до різних рухів плоду, що здійснюються в цей час, та спричиняє виникнення мімічних рухів. При тактильній стимуляції кінцівок і тулуба виникають різної складності згинальні та розгинальні рефлекси, реакції приведення руки або ноги, а також згинання тіла плоду.

Шкіра та слизові оболонки новонародженого рясно забезпечені рецепторними утвореннями. Характер їх розподілу такий же, як у дорослої людини. У постнатальному онтогенезі продовжується кількісний і якісний розвиток сомато-сенсорного рецепторного апарату. Інтенсивне збільшення числа інкапсульованих рецепторів відбувається в перші роки після народження, особливе в ділянках, що піддаються тиску. Так, коли дитина починає ходити, росте число рецепторів на підошовній поверхні ноги. На долонній поверхні кисті і пальців рук збільшується число рецепторів, до яких підростають розгалуження волокон. Одне таке рецепторне утворення передає інформацію в центральну нервову систему по багатьох аферентних шляхах і, отже, представлене великою ділянкою у корі. Таким чином, очевидне збільшення в онтогенезі числа таких рецепторів: з віком все більшого значення в житті людини набуває тактильна чутливість руки, тому зростає роль її рецепторних утворень в аналізі й оцінці предметів навколишнього світу, здійснюваних рухів. Збільшення кількості рецепторів шкіри можливе і у дорослої людини, наприклад у людей, що втратили зір.

Упродовж першого року життя відбуваються досить інтенсивні якісні перетворення шкірних рецепторів, і вже у однорічної дитини вони  в значній мірі набувають будови, характерної для дорослого. У цьому ж віці типової структури набувають тільця Мейснера, тоді як у новонароджених вони лише віддалено нагадують звичну структуру.

У новонародженого дуже різко знижуються пороги тактильної чутливості в порівнянні з плодом. Їх величина відразу після народження стає неоднаковою для різних ділянок шкіри, причому зони найбільшої чутливості у дитини ті ж, що і у дорослого. Пороги тактильної чутливості у новонароджених дітей у 7–14 разів вищі, ніж дорослих; до 18– 25 років вони зменшуються.

Диференціальні пороги розрізнення двох тактильних подразників у дітей нижчі, ніж у дорослих, причому ця різниця зберігається і в 12-річному віці. Так, у дорослого два подразнення шкіри в ділянці виличної кістки сприймаються як роздільні лише на віддалі між подразнювальними ділянками 15,8 мм. У той же час у 12-річного підлітка відчуття подвійного подразнення виникає вже на відстані між стимулами 9 мм. Вікове зменшення розмежувальної здатності пов’язане із значним збільшенням поверхні шкіри при менш вираженому зростанні числа її рецепторних елементів.

Всі рефлекторні реакції, що виникають при тактильних подразненнях, відрізняються спочатку узагальненим, генералізованим характером. Локальні реакції з’являються лише з 1–1,5 місяців, і починаються вони з шкіри голови, пізніше їх можна викликати з інших ділянок. З віком тактильна чутливість шкіри збільшується: так, у 10-річних дітей вона більше, ніж у 6-річних, але менше, ніж у дітей старшого віку.

Подразнюючи шкіру новонародженого, можна викликати різні рухи у відповідь на больову і температурну стимуляцію. Больові реакції при подразненні шкіри різкими механічними, термічними й іншими стимулами виникають ще в період внутріутробного розвитку; у недоношених дітей вони виражені в перші дні після народження, причому найбільша чутливість до больових стимулів характерна для шкіри обличчя. Новонароджені діти на больові подразнення відповідають загальними і місцевими захисними реакціями, що супроводжуються емоційним проявом залежно від місця і сили дотику больового стимулу. Чутливість до больових подразнень з віком збільшується: впродовж перших двох тижнів після народження больовий поріг змінюється дуже мало, до кінця першого місяця зменшується і потім до 9 місяців фактично залишається без змін. З 9 місяців больова чутливість зростає: до 5 років її поріг зменшується в 2 рази, а до 6 – ще в 2,5 разів. Всього з моменту народження і до 6 років пороги больової чутливості знижуються у 8 разів.

Температурна чутливість шкіри до моменту народження достатньо сформована, про що свідчить здатність немовляти реагувати на різкі зміни температури навколишнього середовища руховими реакціями загального і місцевого характеру. У новонародженої дитини дія температурних подразників (як теплових, так і холодових) викликає безумовно-рефлекторні реакції, що проявляються в загальному руховому занепокоєнні, крику, затримці дихання. Спочатку реакції дуже узагальнені, в них бере участь практично все тіло дитини, з віком вони стають більш локальними. Чутливість до дії температурних подразнень з віком збільшується: прихований (латентний) період дії подразника у дорослих майже в 10 разів менше, ніж у новонароджених.

Чутливість пропріорецепторов м’язів, сухожилок і суглобів також змінюється з віком, забезпечуючи становлення складних координованих маніпуляційних рухових актів, локомоцій і мовної функції. Морфофункціональний розвиток пропріорецепторів, що приймають участь у цих реакціях, починається на ранніх етапах ембріонального розвитку. До моменту народження вони вже сформовані, але процес їх розвитку продовжується в постнатальний період, досягаючи рівня дорослої людини до 7– 14-ти років.

Сомато-сенсорна кора починає формуватися на 22-му тижні внутріутробного розвитку, дозрівання продовжується в постнатальному онтогенезі впродовж декількох років. У процесі дозрівання в корі утворюються шари нейронів, вони збільшуються і диференціюються, змінюється їх розташування, зменшується густина на одиницю площі. У постцентральній ділянці формування шарів з розташуванням у них клітинних елементів закінчується до 1–2 років життя, а у верхній тім’яній частці – до 1–4 років. Разом з тим, збільшення площі відповідних полів кори, її розширення, а також збільшення розмірів клітин продовжується до 7-ми років.

У процесі старіння больова і температурна чутливість знижуються не так виражено, як інші види чуття. Вважається, що перші ознаки зниження больової чутливості з’являються в 30 років. Тактильна чутливість знижується після 60 років; при цьому зменшується сприйняття дотику, тиску і ,особливо, вібрації. Наприклад, у довгожителів часто спостерігається повне випадання вібраційної чутливості. Вважають, що тест на вібраційну чутливість може використовуватися при визначенні біологічного віку на пізніх етапах онтогенезу.

Таким чином, розвиток різних за модальністю аналізаторів відбувається гетерохронно: спочатку  розвивається вестибулярний аналізатор, далі – нюховий, смаковий і шкірний, найпізніше – слуховий і зоровий. В онтогенезі найшвидше формується і дозріває периферична частина аналізатора, потім – провідникова, і лише після цього – кіркова.

У новонароджених функціонують усі види аналізаторів, але їх чутливість до адекватних подразників є значно меншою, ніж у дорослих. У процесі постнатального онтогенезу за рахунок постійного спілкування із зовнішнім середовищем, зокрема, цілеспрямованого спілкування (навчання, виховання), всі аналізатори істотно розвиваються. При цьому важливу роль виконує механізм сприйняття – це аналіз і синтез одержаної мозком інформації, результатом якого є формування образу. У первинних проекційних зонах кори відбуваються прийом і аналіз окремих ознак сигналу, у вторинних – інформація про окремі ознаки синтезується в складні сенсорні комплекси, в асоціативних зонах відбувається співставлення з еталоном, який формується в мозку на основі минулого досвіду (пам’яті), тобто тут здійснюється прийняття рішення про характер інформації, відбувається пізнання образу.

В онтогенезі дозрівання окремих ділянок кіркової частини аналізатора відбувається також гетерохронно, що відображається на вікових особливостях сприйняття. До моменту народження відносно сформовані первинні проекційні зони, до 2–3 місяців – вторинні проекційні зони, задня (тім’яно-скронево-потилична) асоціативна зона дозріває до 2–5 років, передня (лобова) асоціативна – до 6 років, у підлітковому віці встановлюються зв’язки між асоціативними зонами обох півкуль – усе це розширює межі сприйняття.

Питання для самоконтролю:

1.  Загальна організація сенсорних систем та їх властивості.

2. Зорова сенсорна система, вікові особливості. Порушення зору, їх аналіз і причини виникнення.

3. Вікові особливості розвитку слухової системи. Особливості сприйняття слухових подразників в різні вікові періоди.

4. Сенсорне забезпечення сприйняття положення тіла в просторі в різні вікові періоди. Морфологічний і функціональний розвиток структур вестибулярного апарату.

5. Вікові особливості розвитку нюхових структур і сприйняття запахів.

6. Вікові особливості смакового аналізатора.

7. Вікові особливості сомато-сенсорної системи.

Література для поглибленого вивчення:

  1.   Агаджанян Н.А., Тель Л.З., Циркин В.И., Чеснокова С.А. Физиология человека. – С-Пб: Сотис, 1998. – 526 с.
  2.  Ермолаев Ю.А. Возрастная физиология. М.: Высшая школа, 1985. – 84 с.
  3.   Леонтьева Н.Н., Маринова К.В. Анатомия и физиология детского организма: (Основы учения о клетке и развитии организма, нервная система, опорно-двигат. аппарата): Учеб. для студентов пед. ин-тов по спец. № 2111 «Педагогика и психология (дошк.)». – 2-е изд., перераб. – М.: Просвещение, 1986. – 287 с.: ил.
  4.   Любимова З.В. и др. Возрастная физиология. В 2 ч. Ч. 1: Учебник / З.В. Любимова, Н.В. Маринова, А.А. Никитина. – М.: ВЛАДОС, 2004. – 304 с.
  5.   Маруненко І.М., Неведомська Є.О., Бобрицька В.І. Анатомія і вікова фізіологія з основами шкільної гігієни: Курс лекцій для студентів небіологічних спеціальностей вищих педагогічних навчальних закладів. – К.: Професіонал, 2004. – 480 с.
  6.  Начала физиологии. Учебник для вузов /Под ред. Акад. А.Д. Ноздрачева. – С.-П.: Лань, 2001. – 1088 с.
  7.  Плахтій П., Кучерук О. Фізіологія людини. Нейрогуморальна регуляція функцій: Навчальний посібник. – Київ: ВД «Професіонал», 200. – 336 с.
  8.  Смирнов В.М., Будылина С.М. Физиология сенсорных систем и высшая нервная деятельность. 2-е изд., стер. – М.: Академия, 2004. – 304 с.

ФІЗІОЛОГІЯ ВИЩОЇ НЕРВОВОЇ ДІЯЛЬНОСТІ

ДІТЕЙ ТА ПІДЛІТКІВ

Специфічні особливості вищої нервової діяльності людини. Вища нервова діяльність (ВНД) – це сукупність складних форм діяльності кори великого мозку і найближчих до них підкіркових утворень, яка забезпечує індивідуальні фізіологічні та поведінкові реакції людини на змінні умови навколишнього та внутрішнього середовища, що сформувалися і закріпилися в процесі еволюції і передаються спадково. Це психічна діяльність мозку, що складається з актів поведінки, кожен із яких у свою чергу має певну етапність.

На сучасному етапі розвитку ВНД розглядають як функціональну систему, яка під дією подразника вибірково об’єднує різнорідні центральні та периферичні нервові утворення для отримання корисного пристосувального результату.

Підтримання сталості внутрішнього середовища, як основи незалежного (від постійних змін чинників довкілля) життя людини можливе завдяки безумовно-умовно-рефлекторній діяльності ЦНС.

Безумовні рефлексице природжені реакції організму на подразнення з зовнішнього або внутрішнього середовища, що сформувалися і закріпилися в процесі еволюції та передаються спадково. Здійснення їх пов’язане з діяльністю нижчих відділів центральної нервової системи – спинного мозку і стовбура головного мозку. Умовні рефлекси є функцією вищого відділу центральної нервової системи – кори великих півкуль головного мозку. Умовні рефлекси на відміну від безумовних, є індивідуальними: в одних організмів певного виду вони можуть бути, а в інших їх може не бути. Умовні рефлекси виробляються на основі безумовних.

І.П.Павловим були сформульовані закони вищої нервової діяльності:

  •    Для формування умовного рефлексу необхідне утворення у ЦНС тимчасових зв’язків між нейронами, що сприймають умовний подразник, та нейронами, що входять до складу дуги безумовного рефлексу.
  •   Умовний подразник здатний викликати випереджальне збудження ЦНС, яке дає змогу організмові заздалегідь підготуватися до відповідної поведінкової реакції.
  •   Тимчасові нервові зв’язки зберігають своє значення доти, доки вони відповідають реальним умовам дійсності. За порушення такої відповідності умовно-рефлекторна реакція згасає, і умовний подразник втрачає своє сигнальне значення.
  •  Вища нервова діяльність являє собою сукупність складних аналітико-синтетичних процесів.

Вікові особливості вироблення умовних рефлексів. Перші позитивні натуральні умовні рефлекси у новонароджених можна виробити на 7-й день: вони виникають на базі харчових безумовних рефлексів і виявляються в реакції на час годування і на положення дитини за декілька хвилин до годування (умовний смоктальний рефлекс, умовнорефлекторное підвищення рівня в крові лейкоцитів, умовнорефлекторне підвищення рівня загального обміну). З 1-го місяця з’являється можливість виробити (на базі таких безумовних рефлексів, як смоктальний або моргальний) штучні рефлекси, причому з 2-х місяців – на всі подразники першої сигнальної системи. В усіх випадках основу утворення умовного рефлексу складає орієнтувальний рефлекс. У 3–4 місяці з’являється здатність виробляти умовний рефлекс на комплекс послідовних подразників, тобто динамічний стереотип. До 9–10 місяців зростає значення сигналів зовнішнього світу: для дитини важливий режим дня, навколишнє оточення, обличчя людей. По міру росту дитини в умовних рефлексах все більше місце займає емоційний компонент. У новонароджених і грудних дітей спочатку умовний рефлекс формується понадсилу, при цьому прикладається невелика сила, інертність процесів збудження і гальмування, їх неврівноваженість і широка іррадіація. Наприклад, у 15-денної дитини захисний мигальний рефлекс на світло виникає тільки після 200 поєднань; у 1,5-місячної дитини – після 40 поєднань. Поведінка дітей на 1-му році життя визначається переважно навколишнім середовищем. Уже на 2-річних дітей можуть виокремлюватист абстрактні образи предметів із загального середовища. Поступово формується адекватна поведінка, яка узгоджується з предметами. Діти починають самостійно їсти ложкою, сідати на стілець, лягати в ліжко тощо. На 1-му році життя найсильнішими є безумовні рефлекси, зокрема харчові. На 2–3-му роках життя найбільш ефективними стають орієнтовні, захисні, ігрові рефлекси. Тому, формується велика кількість різноманітних рефлексів на відношення між предметами та їх властивостями.  

Упродовж постнатального розвитку відбувається вироблення умовних натуральних і штучних умовних рефлексів (умінь і навиків). Їх фонд зростає (особливо швидкими темпами – в перші 2 роки), при цьому важливе значення має так зване позитивне або негативне перенесення навиків. У першому випадку йдеться про те, що умовні рефлекси, що є у фонді дитини, сприяють виробленню нових, а в другому випадку – навпаки, вони перешкоджають цьому (явище інтерференції). На прикладі вироблення рухових умовних рефлексів (навиків і умінь) у дітей різного віку добре видно, що зміцнення рефлексу вимагає його досить частого відтворення та підкріплення.

Становлення у дітей будь-якого рухового (оперантного) рефлексу відбувається в три стадії. У першій стадії відповіді носять слабкий і нестійкий характер, а сам рух супроводжується вираженим вегетативним компонентом. У другій стадії відповіді стають сильними і стабільними; проте при цьому ще зберігається вегетативний компонент. У третій стадії у відповідь сильна і стабільна реакція протікає без вегетативного компоненту. З віком вироблення рухового рефлексу відбувається економно, без перших двох стадій. Дані закономірності стосуються і класичного (сенсорному, або вегетативному) рефлексу.

Велике значення для дітей 2-річного віку мають стереотипи зовнішніх подразнень і дій, таких як є етапи вмивання, годування, ігор, одягання тощо. У дітей ще не розвинута рухомість нервових центрів, і тому їм важко переключитися з одного виду діяльності на інший. Важким завданням для дитини 3-ох років є зміна порядку сигналів у стереотипі. В процесі вироблення динамічного стереотипу також простежується стадійність процесу. На 1-й стадії виражене явище іррадіації збудження і генералізує рухів – відповідь неточна, неекономна і включає ряд непотрібних рухових компонентів.

На 2-ій стадії має місце концентрація збудження, що виявляється в точності рухової відповіді, його економності; проте при цьому ще відсутній елемент автоматизації, тобто необхідна постійна увага для правильного виконання руху. На 3-ій стадії виникає точний, економний, координований з вегетативним забезпеченням стереотипний рух, що має всі ознаки автоматизму. З віком швидкість проходження перших двох стадій істотно зростає. Багато в чому цьому сприяє розвиток рухового аналізатора, механізмів координації, а також висока усвідомленість необхідності вироблення даного уміння або навику.

Зовнішнє або безумовне гальмування в корі проявляється у дитини з перших днів життя. У відповідь на сильний зовнішній подразник, наприклад, яскраве світло, сильний звук, немовля перестає смоктати груди. Всі види подразників, включаючи інтероцептівні та екстероцептівні, легко гальмують умовнорефлекторну діяльність у грудних дітей, що пов’язано з нестійкістю умовного рефлексу в цей період. У подальші роки поступово знижується ступінь впливу зовнішнього гальмування на умовнорефлекторну діяльність дитини. Це зумовлено тим, що з віком дитина дуже швидко гальмує орієнтувальний рефлекс (рефлекс “що таке?”), що є основою зовнішнього гальмування. Проте, для молодших школярів все ще у великій мірі існують відволікання, мала стійкість уваги, тому для збереження розумової та фізичної працездатності їм необхідна постійна зміна видів діяльності. У 6–7 років значення зовнішнього гальмування для ВНД помітно знижується, зате зростає роль внутрішнього гальмування.

Внутрішнє гальмування з’являється у дитини приблизно з 20-го дня – це примітивна форма диференційованого гальмування. Виражене диференційоване гальмування, як основа всіх форм внутрішнього гальмування, проявляється з 3–4 місяців. Саме в цей період дитина починає взнавати маму, відрізняти її від інших членів сім’ї. Впродовж життя диференційоване гальмування “шліфується” та досягає значної досконалості. Диференціювання (тобто розрізнення подібних за значенням сигналів) має важливе значення, оскільки дозволяє адекватно пристосуватися до зовнішнього середовища. Початкові ознаки загасального гальмування (тобто фізіологічного механізму, що лежить в основі забування) спостерігається у 2–2,5 місяців, умовне гальмо – у 2,5–3-місячному віці, а запізнюальне гальмування, як фізіологічна основа сили волі і витримки, – в 5 міс. Процеси гальмування формується у дітей дошкільного і шкільного віку значно повільніше, ніж у дорослих, тому їх значно важче відучити від шкідливих звичок. Аналогічно, дошкільнята і діти молодшого шкільного віку насилу виробляють запізнювальне гальмування: вони не можуть стримувати своїх емоцій, не можуть чекати, коли їм нададуть можливість відповісти на поставлене запитання. В цілому, вироблення внутрішнього гальмування як фізіологічна основа виховання є складним процесом. На 1-му році життя доцільно виховувати гальмування, використовуючи міміку і жести, що характеризують негативне відношення дорослого, а також відволікати зовнішніми подразниками, тобто застосовувати зовнішнє гальмування. В цілому, успішність розвитку всіх форм внутрішнього гальмування є фізіологічною передумовою для швидкого вироблення численних умовних рефлексів.

Динамічний стереотип як фізіологічна основа режиму дня. Для правильного розвитку дитини в перші 7–10 років дуже важливим є строгий режим дня, тобто певна послідовність чергування сну, неспання, годування, прогулянок. Динамічний стереотип є своєрідною реакцією адаптації організму до швидко змінного зовнішнього середовища, яке компенсує на ранніх етапах онтогенезу недостатність сили і рухливості нервових процесів. На основі динамічного стереотипу у дитини формуються уміння, навики і звички, тобто потреба в реалізації певних рефлексів. Сформовані в цей період комплекси умовних рефлексів дуже міцні, а їх переробка здійснюється наднасилу та негативно відображаються на стані дитини. Тому, важливо з перших років життя використовувати правильні прийоми виховання дитини. Порушення стереотипу завжди бурхливо переживаються дитиною як результат деривату виконання дій, що приносять дитині задоволення (дитина вередує, плаче, проявляє всі ознаки негативних емоцій). Чим більше вироблено динамічних стереотипів, тим легше виробляються нові, і тим легше вони піддаються переробці або гальмуванню без негативного впливу на дитину. Поступово, як і при виробленні будь-яких умовних рефлексів, потрібне введення елементу варіатівності. Це шлях до розширення можливостей динамічного стереотипу як механізму адаптації до зовнішнього середовища.

Формування другої сигнальної системи діяльності і розвиток спільної діяльності сигнальних систем в онтогенезі. Найскладніша діяльність кори великих півкуль головного мозку людини здійснюється шляхом аналізу і утворення тимчасових зв’язків (синтезу), в ній відбуваються процеси іррадіації та концентрації збудження та гальмування, формування складних динамічних стереотипів. Ці закономірності у людини формуються складніше, ніж у тварин. Якщо у тварин умовні рефлекси виробляються на безпосередні сигнали дійсності – зорові, слухові, нюхові, смакові і т.д., то у людини умовні рефлекси утворюються ще й на словесні подразники, тобто на слова.

Сукупність безпосередніх сигналів (звуків, кольорів, запахів і т.д.) називавають першою сигнальною системою (І СС) дійсності, яка властива всім тваринам і людині. Словесні подразники утворюють другу сигнальну систему (ІІ СС), властиву людині. Слово, мовні сигнали можуть не лише змінювати безпосередні сигнали, а й узагальнювати їх, виділяючи окремі ознаки предметів і явищ, встановлювати їхні зв’язки. У взаємодії І та ІІ сигнальних систем провідна роль належить другій: вона регулює діяльність першої сигнальної системи та безумовні рефлекси. Людина може свідомо загальмувати умовні та безумовні рефлекси. Завдяки другій сигнальній системі можливе узагальнення, абстрактне мислення, що є спеціально людським, вищим мисленням.

Значення словесної, ІІ СС у житті людей надзвичайно велике: мова служить засобом спілкування, словами люди передають один одному свій досвід і знання, виражають свої думки і почуття, бажання і т.д.

Важким завданням для дитини 3 років є зміна порядку сигналів у стереотипі. У цей період значно збільшується запас слів, розвиваються умовні рефлекси, пов’язані з мовою. У 2 роки дитина знає 200–400 слів, у 3 роки – 2000 слів і більше. У дітей спочатку виникає сенсорна мова (розділення слів), а потім – артикуляція (відтворення почутих слів). Активне вивчення зовнішнього світу, пізнання предметів у дітей 2–3 років пов’язане з рухами. Спочатку рухи дітей хаотичні, однотипні, потім стають цілеспрямованими й організованими. На 2-му році життя відбувається поєднання слів у короткі речення. Після 2-ох років слово починає виконувати функцію узагальнення в процесі мислення.

Розрізняють такі ступені узагальненої функції слова:

1-й ступінь інтеграції – слово замінює образ даного предмета, воно є еквівалентом цього предмета (“лялька” – це тільки одна конкретна лялька);

2-й ступінь інтеграції – слово замінює декілька однотипних предметів (“лялька” стосується всіх ляльок, які є в дитини);

3-й ступінь інтеграції – слово замінює образи різноманітних предметів (“іграшка” – це ляльки, м’ячики, кубики тощо). Така функція слова з’являється наприкінці 3-го року життя;

4-й ступінь інтеграції – слово може визначати ряд узагальнень (“рослина” містить у собі узагальнення багатьох значень – “дерево”, “кущ”, “квітка” тощо). Ця ступінь інтеграції досягається в 5 років.

У дітей 3 років мислення залишається предметним. Після 2 років діти роблять спробу малювати. Малюнок є важливим показником розвитку вищої нервової діяльності.

Дитина поступово від хаотичних ліній переходить до відтворення чітких контурів фігур. Спочатку малюк чітко обводить намальовану фігуру, а потім правильно малює фігуру самостійно.

Таким чином, у процесі онтогенезу проходить поступового зміна співвідношень між І та ІІ сигнальними системами. На перших етапах постнатального розвитку переважає І СС, у процесі розвитку дитини в результаті її спілкування з дорослими і навчання сигнального значення набуває слово (до кінця першого початку другого). Коли дитина починає володіти вільною мовою (5–7 років), ІІ СС стає провідною, проте значний вплив І СС зберігається. У шкільний період роль ІІ СС зростає, проте у пубертатний період внаслідок значних фізіологічних перебудов в організмі вплив І СС знову посилюється. З настанням старшого шкільного віку ІІ СС знову набуває провідного значення,  що зберігає впродовж життя, постійно розвивається та  вдосконалюється.

Фізіологічні основи мови. Становлення мови – це варіант вироблення особливого класу умовних рефлексів, які називаютьи інтелектуальними рефлексами. Механізм становлення мови, по суті, відображає процес вироблення умовного рефлексу. Швидкість цього процесу дивно висока – дитина за 1–2 роки опановує основами рідної мови. Лімітуючим чинником цього процесу, з одного боку, є швидкість дозрівання центрів мови, з іншого – інтенсивність спілкування дорослих з дитиною, оскільки, в основі розвитку мови лежать звуконаслідування, здатність вироблення умовного рефлексу на слово, а також здібність до диференційованого гальмування. Важливу роль у становленні мови має фонд оперантних умовних рефлексів – чим він вищий, тим успішніше проходить становлення мови. Тому, заняття фізичним спортом, малюванням, співом, а також навчання грі на музичних інструментах – все це сприяє розвитку мови, зокрема внутрішньої мови як основи мислення.

Розвиток мови починається з формування звуків мови. Вже з 1-го місяця життя дитина вимовляє в спокійному стані голосні звуки “а” і “у”, з 3-місячного віку наявне “гуління” – у звуко-мовному репертуарі дитини з’являється багато приголосних звуків “г”, “д”, “х” у різних поєднаннях з голосним, з 5–7 місяців з’являється лепет – різні поєднання приголосних з голосними звуками, утворення складів; одночасно проявляються різні інтонації.

Давно було помічено, що якщо дитина не знаходиться у відповідному мовному середовищі, її потенційні можливості говорити та розуміти мову залишаються невикористаними. Мозок дитини мову не продукує, і не вибирає, яка йому до вподоби: на якій мові говоритиме дитина (українській, російській, китайській чи англійській) цілком залежить від того мовного специфічного середовища, в якій вона росте. Потенційна можливість людського мозку навчитися говорити повинна бути максимально використана в певний період розвитку – як правило, до 5–6 років. Спостереження за дітьми раннього віку, позбавлених мовного спілкування, показали, що навчити дитину “чути” або “бачити” мову важче з віком. Людині представлено певні терміни на формування мовної функції, про що зі всією переконливістю свідчать невдалі спроби навчити людській мові дітей, що виховувалися дикими тваринами (вовками, ведмедями і т.д.). У світі відомо близько 40 таких випадків, але результати навчання були невтішні.

Для новонародженої дитини потік афферентної інформації вже в перші дні після народження надзвичайно важлива для загального розвитку. Сенсорна інформація впливає на формування зв’язків між нейронами різних структур мозку, забезпечуючих перші сенсомоторні реакції дитини. Добре відомо, що у новонародженого у віці 7–10 днів можуть бути вироблені перші рефлекси на положення тіла: наприклад, в положенні, яке вона займає при годуванні грудьми, з’являються смоктальні рухи; у свою чергу, сенсорне забезпечення цих рухів важливе для подальшого розвитку процесів артикуляцій. До кінця 1-го місяця життя можна виробити умовні рефлекси на прості акустичні подразники.

Починаючи з 6 місяців дитина звертає увагу на звуки мови та віддає їм перевагу над іншими звуковими стимулами; при спілкуванні з оточуючими окремі слова починають набувати сигнального значення. Пізніше вдосконалюється і сприйняття мови. В кінці першого року життя діти реагують на тиху мову з відстані 1,5–3 м, а 1,5-річна дитина виконує словесну інструкцію з відстані 4–7 м, причому добре локалізує джерело мови. З віком у дітей розвивається здатність до сприйняття мови як засобу комунікації. Проте, у дитини 2–3 років чутливість до мовної стимуляції на 14–16 дБ нижче, ніж у дорослих. Процес сприйняття мови тісно пов’язаний із становленням функції лобових часток головного мозку і механізмів уваги.

Щоб слово стало сигналом “сигналів”, необхідно кілька разів повторити поєднання словесного позначення, наприклад, людей, предметів, з конкретними їх образами. Так, якщо багато разів називати та показувати один і той же предмет, то вже при одній назві предмету у дитини з’являється реакція “впізнавання” його словесного позначення.

Коли дитина упізнає слово, яке набуває для неї значення сигналу, вона, наслідуючи дорослого, намагається вимовити це слово самостійно.

Акустична імітація – процес тривалий і складний. Спочатку діти імітують слова невірно, що пов’язано зі включенням всіх наявних елементів репертуару артикуляції дитини, тому звуковий і словарний запас мови маленької дитини збіднений.

Звичайно діти аналізують слова в їх комбінації з рухами (жестами), але через гетерохронний розвиток моторних і сенсорних систем вони не можуть керувати власними жестами, щоб досягти правильного моторного оформлення мови. Дитина не може негайно відтворити послідовність жестів. Навчившись говорити, дитина багато разів повторює почуте слово (ехолалія). Мовний розвиток супроводжується розвитком тонкої координації м’язів гортані та ротової порожнини, включеннях нейронних нейрональних структур, що контролюють їх активний рух; це є складно організований процес, що ієрархічно залежить від розвитку різних рівнів нервової системи. Коли дитина починає користуватися наявним запасом слів для спілкування з оточуючими та дією на них, подальший розвиток і вдосконалення мови відбувається в процесі навчання і виховання. Поступово, разом з розвитком сенсорних, моторних і центральних компонентів мови збільшується швидкість утворення поведінкових реакцій дитини, і відбувається їх ускладнення.

Розвиток мови має два аспекти: універсальний і мовноспецифічний. Універсальний аспект характерний для всіх людей і пов’язаний із становленням і перетворенням сенсорного і моторного розвитку в мовну сенсомоторну поведінку. Розвиток специфічної мови відбувається в певному мовному середовищі.

Розвиток моторних програм мови в різні періоди онтогенезу має різне сенсорне забезпечення та відбувається поетапно. Перший етап – формування “лепетного репертуару” дитини, фонація й артикуляція стають можливими лише завдяки розвитку механосенсорного апарату язика і ротової порожнини у звуковому репертуарі немовляти до 3-місячного віку з’являються тільки голосні звуки, починаючи з 5 місяців життя – задньоязикові приголосні: “г”, “д”, “х”, а до 7 місяців з’являється середньоязиковий приголосний “й”. До 9 місяців з’являються передньоязикові звуки “л”, “д” та ін. Послідовність становлення звукового репертуару немовлят 1-го року життя визначається гетерохронним структурним формуванням механорецепторних утворень язика: спочатку дозрівають тактильні рецептори кореня, а потім тіла і кінчика язика. Саме цео визначає можливість процесу артикуляції та послідовність появи язичних приголосних, про що свідчить однаковий віковий репертуар мовних звуків немовлят всіх національностей. Цікавий той факт, що точно така ж послідовність появи звуків характерна і для лепету глухої дитини.

Наступний етап розвитку мови дитини пов’язаний з розвитком словесних язикоспецифічних звукосполучень (патернів) і повністю залежить від її мовного середовища. Формування язикоспецифічного репертуару дитини в цей період проходить під впливом головним чином слухової інформації. Вже в 7 місяців в лепеті дитини можуть зустрічатися типові для натуральної мови звукосполучення. У глухих дітей звуки мови, типові для їх мовного оточення, не формуються. Лепетний репертуар, сформований без участі слуху, під впливом виключно вібротактильних рецепторних утворень язика, до кінця року зникає. Оволодіння інтонацією мови відбувається до кінця першого року життя дитини.

Розвиток емоцій в постнатальному онтогенезі. Емоції – це суб’єктивні реакції людини і тварин на дію внутрішніх і зовнішніх подразнень, що проявляються у вигляді задоволення або незадоволення, страху, гніву, журби, радості, надії, смутку і т.д.

Під емоційним станом розуміють суб’єктивне переживання, що відображає ставлення індивідуума до навколишнього світу і самого себе. Тривалий характер є характерною рисою емоційного стану, який характеризується зміною вегетативних реакцій (ЧСС, стан потових залоз, артеріальний тиск, показники дихання, тремтіння м’язів, зміна міміки та ін.) та поведінки, що мають пристосувальний характер.

У системній організації емоцій особлива роль належить гіпокампу, гіпоталамусу, мигдалині та фронтальним відділам кори, з їх нейронами пов’язана організація різних функціональних станів людини. В реалізації різних емоційних станів задіяні багато нейромедіаторних систем мозку.

Емоційні реакції новонароджених недиференційовані та виникають у відповідь на несприятливі ситуації у вигляді крику і плачу. Лише на другому місяці життя дитини емоційні прояви, зумовлені біологічними потребами в їжі, теплі, сні, можна виявити за її мімікою, голосом, руховій активності. Ранній прояв негативних емоцій може бути наслідком незрілості регуляції моторики мімічних м’язів, оскільки в ранньому віці центральні механізми, що забезпечують прояв позитивних емоцій, розвинені недостатньо.

Для дітей першого року життя виразом позитивних емоцій на комунікативні взаємодії є так званий “комплекс пожвавлення”, що виникає при появі дорослого у полі зору дитини і включає орієнтувальні, мімічні (зосередження, усмішка), рухові (рухи голови, підкидання рук і ніг, пересування, вигинання спини) та голосові (гуління, вигуки) прояви. У період від 3 до 7 тижнів життя прояви емоцій у вигляді усмішки і рухової активності легше викликаються при розмові з дитиною (або при появі знайомого обличчя дорослого).

З віком розвивається вибіркове реагування на зовнішні стимули, емоційні реакції у відповідь на які стають різноманітнішими. Дослідження зорових викликаних потенціалів на емоційно забарвлені стимули (зображення осіб) у дітей 6–7 і 15–17 років показало, що вікові зміни торкаються переважно емоційного методу обробки зорової стимуляції: в оцінці стимулів починає переважати аналіз смислового значення зображень, що приводить до якої-небудь дії. Цей новий етап сприйняття пов’язаний з розвитком передньоасоціативних ділянок мозку.

Таким чином, через емоції опосередкує сприйняття дитиною зовнішнього світу, але при цьому її розвиток знаходиться в рамках домінуючої мотивації.

На емоційний стан дитини надто сильний вплив здійснює її адаптація до нового мікросоціального середовища (наприклад, до дитячого саду), що виражається в зміні вегетативних, імунореактивних і нейроендокринних показників. При цьому. у дітей раннього віку, які до відвідування дитячих закладів відрізнялися низьким рівнем позитивних емоцій, обмеженням соціальних контактів, слабкою орієнтувальною реакцією і низькою мовною активністю, наголошувався несприятливий перебіг адаптації.

Емоції можна розглядати як найважливіший внутрішній чинник, що сприяє виробленню умовного рефлексу. Позитивні емоції підкріплюють умовний рефлекс, а негативні служать інструментом вироблення внутрішнього гальмування. Механізми емоцій виконують виключно важливу роль в розвитку дитини – саме тому в іграх, у процесі навчання емоційний компонент займає важливе місце. Новонароджений проявляє, головним чином, негативні емоції (крик, плач). Уже в перші дні життя виявляються зовнішні ознаки позитивних емоцій, наприклад, рухова активність при появі людини. У 6 тижнів формується усмішка, в 9–12 тижнів з’являються елементи сміху. У грудних дітей, дошкільнят і молодших школярів зовнішні прояви емоцій (вегетативний, мімічний, вокальний компоненти) – дуже яскраві, безпосередні, ними важко керувати за рахунок структур II сигнальної системи. У 9–11 років з’являється можливість контролювати прояв емоцій з боку кори великих півкуль, проте, в період статевого дозрівання цей контроль тимчасово втрачається. “Невгамовування” емоційної реакції підлітка є однією з найхарактерніших ознак зміни особистості в цей період. Надалі друга сигнальна система знов бере під контроль емоційні реакції, що обумовлено встановленням нових міцних зв’язків з лімбічною системою мозку. В процесі розвитку відбувається тонке диференціювання емоцій, завдяки чому поступово формуються основні їх види (інтерес, радість; здивування, горе, гнів, огида, зневага, страх, сором, вина), що дають можливість утворювати комплекси емоцій, тобто всю гамму відчуттів і настрою людини. Провідна роль в цьому диференціюванні належить II сигнальній системі, що “мовою” нейронів означає, що в корі великих півкуль, зокрема в структурах II сигнальної системи, формуються скупчення нейронів, збудження яких породжує відповідне відчуття або настрій, тобто своєрідний емоційний аналізатор, а також виникають умовні рефлексів, що забезпечують вегетативний, мімічний і руховий компоненти емоцій.

Розвиток мислення. Уявне моделювання людиною різних подій складає суть її мислення. Людина оцінює свої дії, що ведуть до поставленої нею мети, умови, які приводять до успішного результату. Структури, що виконують основні розумові операції (аналіз, синтез, порівняння, абстрагування, узагальнення, конкретизацію, класифікацію і систематизацію), завдяки яким формується поняття, думку або висновок, – це структури II сигнальної системи, розташовані в передніх і задніх асоціативних полях правої і лівої півкулі. Самобутність, глибина, широта, гнучкість, критичність, швидкість і інші індивідуальні якості мислення визначаються, з одного боку, об’ємом наявних ознак, які накопичуються та зберігаються в процесі онтогенезу в задніх асоціативних зонах кори, а з іншого – здатністю нейронів передніх асоціативних ділянок вилучати інформацію про ці ознаки для здійснення над ними необхідних операцій.

Розвиток свідомості. Свідомість розглядається багатьма як психічний процес вербалізациі відчуттів, сприйнять, а також як здатність говорити і розуміти мову. Про наявність у людини свідомості судять за її здатністю до виділення себе з навколишнього середовища, у тому числі і з середовища соціального, за її здатністю активно впливати на середовище і передавати свої знання про зовнішній світ будь-якій іншій, що володіє свідомістю, людині. З цієї точки зору свідомість тотожна мисленню, а структури кори, відповідальні за свідомість, є ділянками II сигнальної системи. Тому в онтогенезі розвиток свідомості (і мислення) відбувається паралельно з формуванням мови. Першими ознаками свідомості, що виявляється, є здатність дитини взнавати себе в дзеркалі – тобто здатність виділяти себе з навколишнього середовища. Тварини, за винятком окремих видів вищих мавп, такою властивістю не володіють. Подальший етап формування свідомості полягає в придбанні дитиною можливості вживати займенник „Я“. Рівень залучення індивідуума до людського знання і визначає рівень його свідомості,

Одночасно в корі великих півкуль є структури (I і II сигнальна система дійсності), в яких відбувається „неусвідомлювана“ (тобто невербалізована) обробка інформації. Ця сфера психіки людини одержала назву «несвідомого» і «надсвідомого». Завдяки несвідомому здійснюється аналіз величезного потоку входить в мозок афферентації, автоматичне виконання багатьох умовних рефлексів – сенсорних (вегетативних), оперантних, інтелектуальних, а також оцінка потреб організму і можливості їх реалізації; за допомогою „надсвідомого“ розв’язуються евристичні задачі. З.Фрейд вважав, що зміст несвідомого (статеві інстинкти, інстинкти самозбереження) формується у дитини в ранньому дитинстві, а в подальші роки цей зміст знаходиться в постійному конфлікті з свідомим („Воно“ проти „Я“).

Розвиток механізмів уваги. Увага є психічним процесом, завдяки якому підвищується рівень активності кори великих півкуль. Фізіологічним механізмом мимовільної і довільної уваги слід рахувати активацію передніх асоціативних зон кори великих півкуль (по типу домінантного вогнища збудження), яка виникає за участю висхідної частини ретикулярної формації та лімбічної системи, а також структур II сигнальної системи, зокрема центрів мови. У свою чергу ці утворення збуджуються під впливом умовного рефлексу, сформованого на базі безумовного орієнтовного рефлексу (рефлексу „що таке?“). Передбачається, що в корі великих півкуль постійно відбувається звірення вхідного сигналу з інформацією про нього, яка зберігається в мозку. Чим більше розузгодження, тим яскравіше виявляється рефлекс „що таке?“ і, отже, тим вищі ступінь активації кори і прояв уваги. У новонародженого вже є деякі ознаки мимовільної уваги – у відповідь на зовнішній подразник в корі великих півкуль спостерігається генералізованная реакція збудження, яка завершується загальною руховою реакцією; при цьому дослідницький компонент в цій реакції відсутній. У 2–4 місяці дитина може розвивати тільки мимовільну увагу, але відповідь її містить дослідницький компонент, тобто включає умовний орієнтувальний або дослідницький рефлекс. В основі – дифузна активація кори великих півкуль під впливом сітчастої формації у відповідь на дію різних за природою подразників. До 3-річного віку увага продовжує бути лише мимовільною. Умовний орієнтувальний рефлекс при цьому виникає на сигнали, що викликають позитивні емоції. У цей період з’являється можливість формувати орієнтувальний рефлекс на слово, на мовну інструкцію, тобто з’являються зачатки довільної уваги. Проте, така форма довільної уваги легко гальмується. У 3–5 років переважаючою формою уваги стає довільна, тобто під впливом зовнішньої або внутрішньої мови (мислення); у 6–7 років з’являється виражена форма довільної уваги (за рахунок локальної активації кори великих півкуль з боку лобових часток). У 9–10 років має місце добре виражена довільна увага, яка, проте, в період статевого дозрівання послаблюється. В цілому, в основі становлення уваги лежить процес внутрішнього гальмування, за рахунок якого оцінюються подразники, що викликають орієнтувальний рефлекс, а також диференціювання відповіді на нього по силі, тривалості і стійкості. Могутнім підкріпленням для умовного рефлексу, що лежить в основі уваги, служать позитивні емоції. Таким чином, формування довільної уваги в онтогенезі відображає процес становлення внутрішнього (диференційованого) гальмування, потребно-мотиваційних механізмів, а також механізмів, що забезпечують емоції.

Розвиток механізмів пам’яті в онтогенезі. У новонародженого є чудовий механізм – імпринтінг, завдяки якому відбувається миттєве запам’ятовування величезної кількості інформації. Це – природжений безумовний рефлекс, на базі якого виробляються велике число умовних рефлексів, що дають можливість запам’ятовувати різну за формою і змістом інформацію, зберігати та відтворювати її в потрібний момент часу. Імпринтінг зберігає своє значення до кінця життя – фотографічна пам’ять – це найбільше досягнення природи. Основна проблема полягає у відтворенні потрібної інформації в потрібний момент часу. Онтогенетичний розвиток доводить, що цей процес йде за тими принципами, що і вироблення оперантного рефлексу. Величезну роль при цьому виконує процес внутрішнього гальмування, що забезпечує пошук необхідної інформації в центрах пам’яті (гіппокамп, задня асоціативна зона). Спілкування із зовнішнім світом, процес направленого навчання, постійне звернення до мнеморефлексів, підкріплення цих рефлексів позитивними емоціями – все це дозволяє мозку достатньо швидко вміщати в себе величезну кількість інформаціїта ефективно використати її вже в перші роки життя.

Вікові особливості циклу „сон-неспання”. У плоду виявлені коливання циклу “сон–неспання”. Із збільшенням терміну вагітності тривалість повільного сну зростає, а парадоксального (швидкого) сну знижується. Новонароджений спить 20–21 годину на добу, а його сон – багатократний. Діти у віці 1–3 місяців сплять 16–19 год., в 1 рік – 14 год. (3 рази на добу), в 3–5 років – 13–12 год. (2 рази на добу), в 7 і 10 років – 10–11 год., в 14– 17 років – 8–9 год. При цьому частка швидкого сну в загальній годинній структурі сну поступово знижується: у новонародженого вона складає 50 %, у 3–5-річних – 30  %, у 5 років – 22–28 %, у дорослих – 20 %.

Швидкий сон – це механізм “пробудження”, за допомогою якого активуються інші потреби організму та відбувається перехід від сну до неспання. Депрівацію сну переносять погано всі – і дорослі і діти, оскільки, на всіх етапах онтогенезу сон є одним з наймогутніших механізмів реституцій, відібраних еволюцією (сон – це реалізація потреби в щодобовому відпочинку). На всіх етапах онтогенезу під час сну відбувається переробка інформації, що поступає за день в мозок. Уві сні у дітей, частіше ніж у дорослих, спостерігаються парасомнії, зокрема рухові (сомнабулізм, говоріння уві сні), психічні (нічні кошмари, “страхітливі сновидіння”) і вегетативні (нічний енурез). У дітей, особливо при порушенні режиму дня або при надмірних навантаженнях легко виникають невротичні стани, що відображаються перш за все на характері сну.

Формування поведінки в онтогенезі. Будь-яку поведінку людини слід розглядати як діяльність, направлену на задоволення потреб. Існують природжені форми поведінки, або інстинкти, і придбані, тобто реалізовувані за рахунок умовних рефлексів. В онтогенезі людини обидві форми поведінки змінюються. Наприклад, поведінка, направлена на задоволення статевого ваблення, тобто статеві інстинкти в період від народження до статевої зрілості зазнають істотні зміни. Придбані форми діяльності – це наочна, ігрова, учбова і трудова. Кожна з них виникає у зв’язку з появою нових потреб, оскільки колишня форма поведінки вже недостатня для їх задоволення. У основі становлення різноманітних форм поведінки лежить індивідуальне навчання, яке в процесі онтогенезу здійснюється по типу неасоціативного (реакція звикання, імпринтінг), асоціативного („класичні“ умовні рефлекси, оперантні або інструментальні умовні рефлекси, інтелектуальні рефлекси) і когнітивного (психонервове навчання, навчання з участю елементарної розсудливої діяльності або прогнозування ймовірності). У онтогенезі становлення різних форм діяльності повторює філогенез.

Поведінковий акт здійснюється не тільки за принципом рефлексу, тобто від стимулу до дії, але і за принципом саморегуляції: відхилення того або іншого фізіологічного показника організму від рівня, що забезпечує його нормальну життєдіяльність, негайно активізує поведінкову реакцію, направлену на відновлення гомеостазу.

У організації поведінки приймають участь сенсорні, центральні і моторні системи, а також ряд нервово-гуморальних механізмів.

Сенсорні системи забезпечують розпізнавання стимулів (сигналів для мозку, на основі яких будується форма поведінки) зовнішнього і внутрішнього середовища. Моторні системи реалізують рухову поведінкову програму відповідно до сенсорної інформації, тобто беруть участь в організації адекватної поведінкової реакції для пристосування організму до навколишнього середовища. Формування поведінкової реакції вимагає координації роботи сенсорних і моторних центрів мозку. Проте їх розвиток в процесі онтогенезу спочатку проходить гетерохронно і незалежно один від одного. На ранніх етапах постнатального розвитку моторні компоненти активної поведінки часто є незалежними від сенсорних, тільки пізніше вони об’єднуються в комплексну сенсомоторну поведінкову реакцію. Центральні системи є інтегруючою ланкою, що зв’язує сенсорні і рухові системи для забезпечення адаптивної поведінки цілого організму відповідно до змінних умов навколишнього середовища і на основі домінуючої мотивації.

Комунікативна поведінка спрямована на взаємодію між людьми; ґрунтується на залученні сенсорних систем для встановлення таких контактів. Інформація поступає відразу по декількох сенсорних каналах і формує у людини складний образ комуніканта – людини, що вступила в спілкування.

При комунікативних взаємодіях дальньої дії особливе значення мають зорові контакти (погляди), які звичайно передують мовному спілкуванню. Так, одяг, поза, міміка комуніканта дають уявлення про вік, індивідуальні особливості, стан, емоційний настрій людини. Зорові контакти комунікантів можна розділити на дистанційні та діючі на коротких відстанях. Дистанційна оцінка (забезпечує, в основному, розпізнавання силуету і характер рухів взаємодіючих людей) звичайно менш інформативна, ніж при контактах на коротких відстанях (міміку, деталі рухових реакцій і т.д.).

Вважається, що дитина реагує на звуки мови з народження. Разом із зором і слухом важливу роль в комунікативних взаємодіях виконує тактильна чутливість з участю шкірних рецепторів, що забезпечує сприйняття зовнішніх сигналів – від легкого дотику до тиску. У комунікативній поведінці дорослих людей дотик використовується нечасто (за винятком статевої поведінки). Особливе значення мають тактильні комунікації у новонароджених і дітей молодшого віку. Найперші тактильні взаємодії матері і дитини виникають з початком грудного годування. Тактильні контакти матері з новонародженим залежать від індивідуальних характерів матері та дитини: тривалість дотиків корелює з вагою новонародженого і кількістю днів між очікуваним і реальним термінами народження, причому до дівчаток дотиків буває більше, ніж до хлопчиків (максимальна частота дотиків матері до дитини спостерігається у той час, коли дитина спить).

На ранніх етапах онтогенезу комунікації здійснюються завдяки контактним рецепторам (тактильним, смаковим, нюховим); у міру розвитку до них приєднуються дистантні рецептори (зорові, слухові). Це забезпечує адекватніше реагування на комунікативні сигнали. Поступове та неодночасне включення сенсорного апарату комунікативної поведінки відображає принцип гетерохронії ембріонального розвитку: перш за все розвиваються ті функціональні системи, які будуть необхідні для здійснення життєво важливих функцій новонародженого, що пристосовують його до нових умов життя.

Гетерохронний розвиток сенсорних систем визначає неоднакову частку участі різних видів чутливості в забезпеченні комунікативної поведінки та її складових на кожному етапі онтогенезу. З віком підвищується роль зору і слуху в забезпеченні комунікативних актів. Тактильна чутливість, найбільш виражена для комунікації на ранніх етапах постнатального онтогенезу, продовжує брати участь в становленні комунікативної поведінки і на подальших етапах. На цьому засноване використовування тактильної чутливості для діагностики сенсорного розвитку дитини.

На розвиток комунікативної поведінки істотно впливають сенсорне забезпечення та його дефіцит. В той же час ранні комунікації забезпечують сенсорний розвиток дитини і формування відповідного досвіду взаємодій. Дефіцит сенсорної стимуляції в ранньому постнатальному онтогенезі призводить до затримки сенсорного розвитку і, як наслідок, до порушення становлення комунікативної поведінки.

Сенсорна депривація призводить до порушень поведінки. Пристосування до незвичайних умов комунікацій досягається дитиною по-різному. Так, діти з сенсорними недоліками більше використовують вербальне (мовне) спілкування, а сенсорнодепривовані діти – невербальне. Виняток становлять глухі діти, яким зір забезпечує дактильну мову (за допомогою пальців). Проте, не дивлячись на це, в обох випадках у таких дітей спостергіається зниження комунікативної активності.

Перші комунікативні взаємодії виникають ще до народження дитини в системі “мати–плід”. Зв’язок між матір’ю і плодом здійснюється за рахунок тканинних контактів. Відомо, що при дії зовнішніх звуків певної частоти у плоду виникають рухові реакції, змінюється частота серцевих скорочень і т.д.

Після народження продовжуються дитячо-материнські відносини в екосистемі “мати–дитя”. Вже з 3-го дня після народження новонароджений здатний відрізняти запах молока, грудей, шиї своєї матері від запаху інших людей. За умови контакту з новонародженим вже через 30–40 хв. після народження мати також здатна розрізняти запах своєї дитини. Пізнавання запаху дитини приблизно з 3-го дня пов’язане з посиленням секреції її сальних залоз. Перші два місяці після народження взаємодія матері і дитини носить характер безперервного діалогу, заснованого на тактильних, зорових, мімічних і голосових реакціях. У перші місяці життя воно регулюється і через біологічно активні речовини молока.

Парні соціальні взаємостосунки з матір’ю поступово переносяться на групові взаємостосунки. Простою групою є сім’я. Після 3-го місяця життя парна поведінка дитини істотно змінюється: поступово включаються парні взаємодії з іншими дорослими членами сім’ї. Пізніше виникають взаємодії дітей з дітьми. Спілкування дитини з однолітками зазнає істотні зміни в період від 6 місяців до 3 років, причому напрям їх змін значною мірою визначається системою відносин дитини в сім'ї.

Хоча комунікації між дітьми виникають досить рано, ще в довербальний (домовний) період, вони довго носять парний характер: дитина –  доросла, дитина – старша дитина. Починаючи з 2—2,5 років, діти можуть створювати групи з 3–4 чоловік з різною тривалістю і частотою взаємодії в ній. Хлопчики звичайно вступають в спілкування частіше дівчаток. У присутності матерів соціальна поведінка дітей змінюється: незалежно від характеру групи діти віддають перевагу взаємодії з дорослими.

Таким чином, становлення соціальної поведінки пов’язане з послідовним переходом від парної поведінки до групової, характерним для певного періоду розвитку дитини. Прискорений перехід від однієї стадії до іншої, ігнорування особливостей соціального розвитку дітей на кожному віковому етапі призводить до порушення групової комунікативної поведінки.

Порушення комунікативної поведінки у дітей можуть бути викликані порушеннями артикуляції, голосу, плавності мови (заїкання), афазією (трудність вживання слів). Найчастіше причиною цього стає пошкодження мозку і затримка розвитку нервової системи. В той же час затримка мовного розвитку може бути обумовлена й іншими чинниками, наприклад, особливостями навколишнього мовного середовища, частковою втратою слуху або повною глухотою.

Комунікативні порушення у дітей можуть виникати в результаті нездатності до навчання, пов’язаної із затримками психічного розвитку.

Типи ВНД у дітей. Як відомо, І.П. Павлов виділив три основні якості або властивості, що визначають типи ВНД, – силу, рухливість і врівноваженість нервових процесів. Їх поєднання дозволяє говорити про 4 типи ВНД, що узгоджується з відомою класифікацією темпераменту людини, даною Гіппократом і Галеном. Доповнене американським психологом Айзенком уявленням про процеси екстраверзії і інтроверзії, а також про емоційну стабільність, сучасна класифікація типів ВНД у дорослої людини може бути представлена таким чином: сангвінік – сильний, урівноважений, рухливий тип, або екстраверт стабільний; холерик – сильний, неврівноважений, рухливий тип, або екстраверт нестабільний; флегматик – сильний, урівноважений, інертний тип, або інтраверт стабільний; меланхолік – слабкий тип, або інтраверт нестабільний. І.П. Павлов вважав, що виділені ним властивості нервової системи є вродженими, але їх прояв стає достатньо вираженим лише з певного моменту онтогенезу. М.І. Красногорський і А.Г. Іванов-Смоленський запропонували свою класифікацію типів ВНД дітей дошкільного і молодшого шкільного віку. Н.І. Красногорський виділив 4 типи ВНД: швидкий тип, або врівноважений (близький до сангвініка) – сильний, врівноважений, володіючий підвищеною збудливістю, з швидкою мовою, високою швидкістю вироблення умовних рефлексів, зокрема диференційованого гальмування при рівності взаємостосунків між корою і підкірковими структурами; повільний, або кортикальний тип (відповідає флегматику) – сильний, урівноважений, з повільною мовою, низькою швидкістю вироблення умовних рефлексів, але здібний до вироблення диференцирійованого гальмування, з характерним переважанням кори над підкірковими утвореннями; емоційно запальний, або підкірковий тип (відповідає холерику) – сильний, неврівноважений, з підвищеною збудливістю, з швидкою мовою, здатний швидко виробляти умовні рефлекси при недостатній здібності до вироблення диференційованого гальмування, з явним переважанням підкіркових структур над корою; слабкий, або гіподинамічний тип (відповідає меланхоліку) – слабкий, з пониженою рухливістю нервових процесів в корі і підкіркових утвореннях, із зниженою збудливістю, з повільною швидкістю вироблення умовних рефлексів і низькою здатністю до вироблення диференційованого гальмування, з переважанням підкіркових утворень над корою. А. Г. Іванов-Смоленській на основі здатності дитини утворювати позитивні і негативні умовні рефлекси виділив 4 типи – лабільний (обидва типи зв'язків утворюються легко і швидко), інертний (обидва типи зв'язків утворюються насилу, тривало), збудливий (позитивні зв'язки утворюються легко, негативні – насилу, поволі) і гальмівний (позитивні зв'язки утворюються насилу, поволі, а негативні – швидко). Період статевого дозрівання вносить істотні корективи в характеристику типа ВНД підлітків. Очевидно, що оцінку типа ВНД слід проводити після завершення цього процесу.

Характеристика ВНД дітей та підлітків. Новонароджені на зовнішні подразники відповідають безумовними рефлексами глобального характеру (за рахунок широкої іррадіації збудження); у них утруднене вироблення умовних рефлексів; вони володіють безмежною можливістю розвитку, тому потребують постійного спілкування; в кінці цього періоду у них формуються „емоційно-рухова“ реакція і „комплекс пожвавлення“.

Грудний вік: з’являється здатність вироблення умовного рефлексу на комплекс подразників (2 міс.), здатність до вироблення диференційованого гальмування (2 міс.), умовного гальмування (2,5–3 міс.), запізнююче гальмування (5 міс.), вироблення умовних рефлексів на слово; це період, коли діти лепечуть і вимовляють окремі склади, період початку сенсорної мови (7–8 міс.), вимови перших слів, тобто основи моторної мови (10–11 міс.; у 12 міс. дитина може вимовляти 10–12 слів; у грудних дітей формується потреба в спілкуванні, з’являються зачатки інтелектуальної діяльності, мислення, з’являється тенденції до цілеспрямованої діяльності.

Раннє дитинство (1–3 роки): це середина шляху психічного розвитку людини; у цей період розвиваються предметна та ігрова діяльність, виникають продуктивні види діяльності (малювання, ліплення, конструювання); продовжує розвиватися потреба в спілкуванні; розвивається мова – пасивна мова переходить в активну, запас слів зростає до 1500, відбувається засвоєння граматичної будови мови; розвивається наочно-дієве мислення; формується знакова або символьна функція свідомості, починає формуватися особа.

Перше дитинство (3–7 років): для цього періоду характерний подальший розвиток всіх видів внутрішнього гальмування; динамічний стереотип продовжує виконувати провідну роль, з’являється можливість переробки стереотипу (5–6 років); виробляються умовні рефлекси на складні подразники; зростає швидкість утворення умовних рефлексів; розвивається друга сигнальна система й її взаємовідношення з першою; бурхливий прояв емоцій (3–5 років); виникає і стає домінуючим словесне мислення з внутрішньою мовою; з’являється можливість до систематичного навчання дитини за певною програмою; з’являються „дитяче суспільство“, виникають сюжетно-рольові ігри; провідним видом діяльності є гра, яка розвиває довільну пам’ять, довільну увагу, мову та мислення; важливе місце займає продуктивна діяльність – малювання, ліплення, конструювання; істотно зростає здібність до відчуттів, сприйняття, уяви; формуються зачатки змістової пам’яті; продовжує розвиватися наочно-дійове мислення, з’являється наочно-образне та логічне мислення; у цей період пам’ять і увага переважно мимовільні і багато в чому залежать від емоцій дитини; мова з ситуативної стає контекстною, тобто зрозумілої поза ситуацією, формується внутрішня мова, яка стає основою мислення; формується особистість: формуються потреби, утворюється ієрархія потреб (чим старші діти, тим більше вони віддають перевагу соціально значущим потребам); формуються вольові якості.

Друге дитинство (7–12 років): для цього періоду характерний виражений вплив кори над підкірковими утвореннями, що виявляється в стриманості емоцій, контрольованості і свідомості поведінки; удосконалюється сприйняття – воно стає диференційованим, точним, цілеспрямованим; пам’ять і увага стають довільними за рахунок формування локальної активації мозку; поступово зростає розумова працездатність, знижується стомлюваність; добре виражені всі види внутрішнього гальмування; провідною діяльністю стає учбова; у дітей 7 і 8 років переважає наочно-дієве мислення, в 8–9 років формується абстрактне мислення; динамічні стереотипи легко переробляються; швидко виробляються умовні рефлекси; вони міцні і стійкі до зовнішнього гальмування.

Підлітковий або пубертатний період (дівчатка: 12–15 років; хлопчики: 13–16 років): для цього періоду, пов’язаного із статевим дозріванням, характерне зниження всіх форм внутрішнього гальмування; процеси збудження переважають над процесами гальмування; при локомоціях з’являється багато зайвих рухів: знижується контроль кори над емоційними реакціями, над пам’яттю, сприйняттям, увагою; спостерігається нестійкість емоційних станів; у II сигнальній системі знижується здібність до вироблення умовних рефлексів; мова стає повільною і лаконічною; понижена розумова працездатність; виникає психічна неврівноваженість або акцентуація особи, схильність до негативних і афектних станів; не дивлячись на такі „негативні“ зміни, формується теоретичний (абстрактно-логічний) тип мислення і з’являється здатність оперувати гіпотезами.

Юнацький вік (16–21 рік): після завершення статевого дозрівання різко зростає розумова і фізична працездатність; зростає роль кори в регуляції психічної діяльності, зокрема встановлюється контроль над емоційним станом, над проявом емоцій, знову з’являється можливість використовування довільних видів пам’яті, уваги, сприйняття; відновлюється здатність виробляти внутрішнє гальмування, відновлюється швидкість вироблення позитивних умовних рефлексів; відбувається диференціювання між функціями правої і лівої півкуль, а у зв’язку з цим – диференціювання на художній і розумовий (за І. П. Павловим) типами ВНД; виразно проявляються типи ВНД (сильний, урівноважений, рухливий); відпрацьовуються механізми стратегії роботи мозку, зокрема визначення найекономнішого шляху.

Похилий вік. У механізмі вікових змін функціональної активності кори великого мозку важливе значення мають декілька головних нервових процесів під час старіння організму. У людей після 75 років визначаються чіткі зміни сили, рухомості й врівноваженості нервових процесів. Першою зміною фізіологічних процесів у корі є зниження функціональної рухомості. Це пояснюється послабленням впливу висхідної і низхідної систем ретикулярної формації мозку і змінами характеру регуляції корою структурно-функціональними системами. Під час старіння знижується працездатність нервових клітин, визначається відставання процесів відновлення від процесів виснаження. Зрушення в енергетичному забезпеченні нейронів, в активному транспорті іонів, зміни клітинної мембрани призводять до збільшення періоду реполяризації, до великої тривалості потенціалу дії, що знижує лабільність нейронів. Клітинні механізми розвитку гальмування пов’язані з гіперполяризацією мембрани, зі збільшенням порога збудливості клітин. Умовнорефлекторна діяльність у людей віком 60–65 років не має суттєвих змін порівняно з особами молодого віку. У віці 67–70 років уже визначається недостатня концентрація нервових процесів, переважає гальмування, особливо в другій сигнальній системі. У людей віком понад 75 років головною скаргою стає послаблення пам’яті. У цьому віці прослідковується зв’язок між послабленням пам’яті й станом соматичного здоров’я. Проблема пам’яті та її вікові зміни є однією з головних проблем старіння організму. Другою проблемою процесу старіння є проблема затримки темпу психічних реакцій. Збільшення терміну нервових реакцій розглядається як загальна й універсальна ознака старіння мозкових структур, що пояснюється затримкою імпульсів у периферійних нервових шляхах, а також порушенням в асоціативних зв’язках окремих ділянок кори великого мозку.

Геротологічні зміни. З віком зменшується сила, рухливість і врівноваженість основних нервових процесів, слабшає процес внутрішнього гальмування, що деякі автори пояснюють зниженням активуючого впливу ретикулярної формації на кору великих півкуль. При старінні процеси виснаження нейронів починають переважати над процесами відновлення. В цілому, такі зміни приводять до зниження працездатності, розладу сну, емоційної нестійкості та дратівливості, до ослаблення уваги і пам’яті, до порушення складних форм психічної діяльності та цілеспрямованої поведінки, до появи дефектів поведінки. Зокрема, відомо, що тривалість сну знижується найпомітніше після 65 років. З віком збільшується число пробуджень, що переривають сон, знижується частка швидкого сну, з’являється схильність до денного сну. Можливо, тому у літніх і старих людей в ЕЕГ змінені характеристики альфа-ритму (він з’являється з меншою частотою та нижчою амплітудою); з’являються або посилюються повільні коливання ЕЕГ. У міру старіння погіршуються різні процеси мнестичної діяльності – функції запам’ятовування, зберігання та відтворення, а також посилюється процес забування. Короткочасна пам’ять значно слабшає і часто буває порушеною; довготривала пам’ять зберігається краще: умовнорефлекторні зв’язки, зміцнені протягом життя, послаблюються в глибокій старості. У логічно-змістовій пам’яті зміни торкаються найскладніших і рідко „використовуваних“ структур: зпам’ятовування матеріалу, не укладеного за значенням, є важчим, ніж матеріалу, об'єднаного в смислові системи. Умовні рефлекси виробляються важче, а згасання їх відбувається повільніше, ніж у молодому віці. Здібність до навчання знижується. У літніх і старих людей зменшується здатність до концептуальної діяльності, знижується розсудливість. Мова зберігається відносно добре, проте через ослаблення внутрішнього гальмування у літніх і старих людей з’являється багатоскладовість. Вважають, що оптимум розвитку інтелектуальних функцій доводиться на 18–20 років. Якщо логічну здатність 20-річних прийняти за 100 %, то в 30 років вона буде рівна 96 %, в 40-річному віці – 87 %, в 50 років – 80 %, в 60 років – 75 %. Вербально-логічні функції досягають першого оптимуму в молодості, потім вони можуть повторно зростати в зрілому віці (до 50 років), знижуючись після 60 років. Завдання, що вимагають для свого вирішення винахідливості, уяви і винахідливості, в літньому і старечому віці розв’язуються надсилу; у цьому віці значно легше вирішуються завдання, заснованих на використовуванні життєвого досвіду. У літніх і старих людей спостерігаються загострення рис вдачі, немотивована образливість, егоцентризм, іпохондричність, ослаблення ефектного життя, що позбавляє їх барвистості і яскравості нових вражень і складає основу порушень психологічної адаптації в старечому віці. У літніх людей зростає тривожність, знижується емоційність. На фоні несприятливих умов життя, за відсутності раціонального режиму дня ці зміни сприяють появі характерних для пізнього онтогенезу психічних синдромів і хвороб, зокрема вікової депресії, психозів (параноїди), галюцинацій пізнього віку, старечого недоумства, раннім і злоякісним проявом якого є хвороба Альцгеймера, що з’являється до 65-ти років. Ймовірність цього захворювання досить велика і залежить від генетичної схильності. До ранніх симптомів цієї хвороби відносять втрату пам’яті на недавні події, дезорієнтацію і зниження спонтанних емоційних реакцій. У міру розвитку хвороби людина втрачає здатність читати, писати і мислити. Поступова знебарвлюється свідомість, хворий перестає взнавати близьких, він може постійно беззмістовно розмовляти; з часом наступають судоми і смерть (на даний момент не існує способів запобіганню розвитку хвороби Альцгеймера).

Отже, на сучасному етапі розвитку ВНД розглядають як функціональну систему, яка під дією подразника вибірково об’єднує різнорідні центральні та периферичні нервові утворення для отримання корисного пристосувального результату.

Підтримання сталості внутрішнього середовища, як основи незалежного (від постійних змін чинників довкілля) життя людини можливе завдяки безумовно-умовно-рефлекторній діяльності ЦНС. При цьому умовні рефлекси завжди утворюються на базі безумовних рефлексів. Усі безумовні рефлекси є вродженими і передаються спадково. Проте окремі з них, зокрема статевий, формуються після народження в міру морфофункціонального дозрівання нервової, ендокринної та інших систем організму. Умовні рефлекси виробляються в процесі індивідуального розвитку на основі життєвого досвіду. Вони не передаються спадково.

Безумовні рефлекси є видовими. Вони властиві усім представникам даного виду (захисні рефлекторні реакції їжаків, котів тощо). Умовні рефлекси не видові, а індивідуальні. Безумовні рефлекси відносно сталі, умовні – несталі, і в залежності від певних умов можуть вироблятися, закріплюватися або згасати. Рефлекторні дуги безумовних рефлексів, з якими народжується дитина, починають формуватися ще на третьому місяці ембріогенезу. Завдяки цьому з моменту народження організм може задовольнити свої потреби і до певної міри уникнути небезпеки. Що ж до умовних рефлексів, то доцентрові і відцентрові шляхи, відповідні ділянки ЦНС також існують з моменту народження, але вроджених зв’язків між ними немає. Вони утворюються в процесі навчання. Для нормального розвитку дитини та підлітків на кожному віковому етапі онтогенезу необхідне створення оптимальних умов.

Питання для самоконтролю:

  1.  Специфічні особливості вищої нервової діяльності людини.
  2.  Розвиток сигнальних систем в онтогенезі, розвиток та становлення мови.
  3.  Типи вищої нервової діяльності. Поняття про основні властивості нервової системи і типи вищої нервової діяльності.
  4.  Фізіологічні механізми сну та сновидінь. Фізіологічні механізми емоцій. Розвиток емоцій в постнатальному онтогенезі.
  5.  Фізіологічне значення емоцій.
  6.   Фізіологічні механізми пам’яті та уваги. Фізіологічні аспекти вивчення пам’яті. Короткочасна та довготривала пам’ять. Фізіологічні основи пам’яті. Теорії пам’яті.
  7.   Загальні принципи управління вищої нервовою діяльністю і психічними процесами пам’яті людини.
  8.  Характеристика основних вікових етапів розвитку вищої нервової діяльності.

Література для погибленого вивчення:

  1.  Агаджанян Н.А., Тель Л.З., Циркин В.И., Чеснокова С.А. Физиология человека. – С-Пб: Сотис, 1998. – 526 с.
  2.  Ермолаев Ю.А. Возрастная физиология. М.: Высшая школа, 1985. – 384 с.
  3.   Леонтьева Н.Н., Маринова К.В. Анатомия и физиология детского организма: (Основы учения о клетке и развитии организма, нервная система, опорно-двигат. аппарат): Учеб. для студентов пед. ин-тов по спец. № 2111 «Педагогика и психология (дошк.)». – 2-е изд., перераб. – М.: Просвещение, 1986. – 287 с.: ил.
  4.   Любимова З.В. и др. Возрастная физиология. В 2 ч. Ч. 1: Учебник / З.В. Любимова, Н.В. Маринова, А.А. Никитина. – М.: ВЛАДОС, 2004. – Обреимова Н.И., Петрухин А.С. Основы анатомии, физиологии и гигиены детей и подростков. - М.: Изд. Центр «Академия», 2000. –    376 с.
  5.   Плахтій П., Кучерук О. Фізіологія людини. Нейрогуморальна регуляція функцій: Навчальний посібник. – Київ: ВД «Професіонал», 200. – 336 с.
  6.  Сиротюк А.Л. Нейропсихологическое и психофизиологическое сопровождение обучения. – М.: ТЦ Сфера, 2003. – 288. ISBN5–89144–303–1.
  7.   Смирнов В.М., Будылина С.М. Физиология сенсорных систем и высшая нервная деятельность. 2-е изд., стер. – М.: Академия, 2004. – 304 с.
  8.  Чайченко Г.М., Цибенко В.О., Сокур В.Д. Фізіологія людини і тварин. – К.: Вища шк., 2003. – 463 с.

ФІЗІОЛОГІЧНІ ОСОБЛИВОСТІ ВЕГЕТАТИВНИХ ФУНКЦІЙ

Функціональний стан організму визначається діяльністю усіх його фізіологічних систем. Різноманітні впливи на організм людини через нервовому систему змінюють діяльність його органів та тканин. Особливо чутливим є організм дитини, що розвивається. Навіть відносно слабкі подразники, що не викликають особливих змін у діяльності організму дорослої людини, можуть істотно змінювати функціональний стан дитячого, а при тривалій дії – порушувати узгоджувальну діяльність його фізіологічних систем та гальмувати розвиток дитини.

Тому, вивчення особливостей функціонування вегетативних систем людини, особливо дитячого організму, на різних етапах онтогенезу, є дуже важливим.     

Вікові особливості крові. У процесі індивідуального розвитку людини поступово формується система крові, що об’єднує органи кровотворення, кров, яка циркулює по судинах, лейкоцити, що виходять із кров’яного русла в тканини, органи, в яких відбувається руйнування формених елементів крові, а також механізми регуляції цієї системи.

Кровотворення (гемопоез) – процес виникнення і дозрівання формених елементів крові. Органи, в яких відбувається гемопоез, називають органами   кровотворення.

Кров, тканинна рідина, лімфа утворюють внутрішнє середовище організму і безпосередньо приймають участь у процесах обміну речовин і підтримці гомеостазу організму. Разом з нервовою системою кров встановлює зв’язок між окремими органами, завдяки чому організм функціонує як єдине ціле.

Кров – рідка тканина внутрішнього середовища, що забезпечує життєдіяльність організму. Функції крові: дихальна, транспортна, трофічна,  видільна, регуляторна, терморегуляторна, гомеостатична,  захисна.  

Кров складається з рідкої частини – плазми (55–60%) і формених елементів – еритроцитів, лейкоцитів, тромбоцитів (40–45%).

У кровоносних судинах циркулює не вся кров, частина її міститься у кров’яних депо – печінці (20%), селезінці (16%), шкірі (10%), за рахунок яких  підтримується постійна кількість циркулюючої крові. Клітини крові живуть певний час, після чого руйнуються. У кровотворних органах (кістковому мозку, лімфатичних вузлах, селезінці) відбувається безперервне утворення нових клітин крові.

Об’єм крові. Абсолютний об’єм крові з віком збільшується: у новонароджених він складає 0,5 л, у дорослих – 4–6 л. У співвідношенні з масою тіла об’єм крові (мл/кг) з віком, навпаки, знижується: у новонароджених цей показник становить 150 маси тіла (14,7%), в 1 рік – 110 (10,9%), у віці від 6-ти до  12–16 років – 70 мл/кг (7%), у дорослих – 50 (7–8%)  маси тіла.

Об’єм циркулюючої крові (ОЦК). На відміну від дорослих, у яких ОЦК складає 2/3 від загального об’єму крові, а 1/3 знаходиться в депо, у дітей майже вся кров циркулює, тобто показник ОЦК наближається до об’єму крові. Наприклад, ОЦК у 7–12-річних дітей складає 70 мл/кг маси, а у дорослих – 50–60 мл/кг маси тіла.

Гематокритне число. Співвідношення між об’ємом формених елементів і об’ємом плазми оцінюється спеціальним показником – гематокритом. Гематокрит – це виражене у відсотках визначення об’єму крові. У чоловіків середня величина гематокриту – 45%, у жінок – 40%. Це означає, що у чоловіків формені елементи складають 45%, а плазма – 55% загального об’єму крові, у жінок відповідно – 40 і 60%. Статеві особливості гематокриту зумовлені тим, що у чоловіків кількість еритроцитів у крові більше ніж у жінок.

У новонароджених частка формених елементів складає 57% від загального об’єму крові, в 1 місяць – 45%, в 1–3 роки – 35%, у 5 років – 37%, в 11 років – 39%, у 16 років, як і у дорослих, – 42–47%. Таким чином, у дітей частка формених елементів нижча, ніж у дорослих.

Кількість еритроцитів. Основну масу формених елементів крові складають еритроцити – високо спеціалізовані без’ядерні клітини, головна функція яких – транспорт кисню і вуглекислого газу. Окрім того, еритроцити здатні адсорбувати і транспортувати гормони, токсичні продукти обміну білків. Відома роль еритроцитів у ферментативних процесах розщеплення білків, жирів та вуглеводів.

У нормі в 1 мм3 крові у чоловіків міститься 4,5–5,0 млн., у жінок – 4,0–4,5 млн. еритроцитів; 95% сухого залишку еритроцитів становить гемоглобін, решта 5 % – припадає на інші білки, ліпіди, глюкозу, мінеральні солі.

При народженні кількість еритроцитів складає 5,8 млн., у перший день життя їх кількість збільшується до 7,2 млн., у 1 місяць – 4,7 млн., на 6-му місяці – 4,1 млн., з 2-ох до 4-ох років – 4,6млн., від 10-ти до 15 років – 4,8 млн., а в 16–18 років досягає значень, характерних для дорослих, – 4,5–5 млн.

Велику кількість еритроцитів при народженні пов’язують з недостатнім постачанням киснем плода в останні дні ембріонального розвитку. Після народження умови газообміну поліпшуються. Частина еритроцитів зростає, а гемоглобін, що міститься в середині їх, перетворюється на пігмент білірубін. Утворення великої кількості білірубіну може стати причиною так званої жовтяниці новонароджених, коли шкіра і слизові оболонки забарвлюються у жовтий колір.

Середній діаметр еритроцита у новонароджених становить 8,12мкм; у 1 місяць – 7,83 мкм; у 1 рік – 7,35 мкм; у 3–5 років – 7,30 мкм; у 10 років – 7,36 мкм; у 14–17 років (як і у дорослих) – 7,50 мкм.

Тривалість життя еритроцита у немовляти складає 12 днів, на 10-му дні життя – триває 36 днів, а в один рік, як і у дорослих, – 120 днів.

Осмотична стійкість еритроцитів. У новонароджених мінімальна резистентність еритроцитів нижча, ніж у дорослих (0,48–0,52% розчин NaCl порівняно з 0,44–0,48%); проте, вже до 1-го місяця вона набуває властивостей, як у дорослих.

Гемоглобін. У новонароджених рівень гемоглобіну складає 215 г/л, в 1 місяць – 145 г/л, в 1 рік –116 г/л, в 3 роки – 120 г/л, у 5 років – 127 г/л, у 7 років – 127 г/л, в 10 років – 130 г/л, до 14 років – 120 – 140г/л, а до 17 років рівень гемоглобіну сягає рівня дорослих – 140–160 г/л. Заміна фетального гемоглобіну (HbF) на гемоглобін дорослого (НЬА) відбувається до 3 років.

Кольоровий показник при народженні становить складає 1,2; у 1 місяць – 0,85; у 1 рік – 0,80; у 3 роки  – 0,85; у 5 років – 0,95; у 10 років – 0,95; у 14–17 років, як і у дорослих, – 0,85–1,0. Таким чином, у дітей має місце нижчий вміст гемоглобіну в еритроциті, ніж у дорослих.

Швидкість осідання еритроцитів (ШОЕ). При стоянні крові в пробірці з антикоагулянтом спостерігається осідання формених елементів крові. При цьому кров ділиться на два шари – прозорий (верхній) і непрозорий темно-червоний (нижній). Зменшення ШОЕ спостерігають, коли збільшується кількість еритроцитів на одиницю об’єму крові – при еритремії та вторинному еритроцитозі.

Збільшення ШОЕ спостерігають при інфекційних, запальних, онкологічних захворюваннях, некрозі тканини, анемії, інтоксикації, під час вагітності та інших захворюваннях, що зумовлено наявністю в крові патологічних білків – парапротеїнів.

У нормі ШОЕ у жінок 2–15 мм/год., у чоловіків 1–10 мм/год., у новонароджених від 0,5 до 2 мм/год., у грудних дітей – 4–8 мм/год., у дітей до З років – 2,7 до 17 мм/год.

 Лейкоцити – безколірні ядерні клітини розміром 8–20 мкм. Основною функцією лейкоцитів є фагоцитоз і синтез антитіл. Також лейкоцити стимулюють регенеративні процеси в організмі, прискорюючи загоєння ран, беруть участь в процесах руйнування відмерлих клітин, токсинів білкового походження, мутантних клітин. Тривалість життя більшості форм лейкоцитів 2–4 дні.

Розрізняють зернисті або гранулоцити (нейтрофіли, еозинофіли і базофіли), і незернисті або агранулоцити (моноцити, лімфоцити) лейкоцити.  

Нейтрофіли (65–75% від усіх лейкоцитів крові) залежно від фази зрілості розрізняють юні, паличкоядерні, сегментоядерні нейтрофіли. В кровоносних судинах нейтрофіли довго не затримуються (6–8 год.) і швидко мігрують в слизовій оболонці, фагоцитують хвороботворні бактерії, виконуючи неспецифічну захисну функцію. Руйнуються бактеріальними клітинами, а також продуктами розпаду тканин.

Базофіли (0,5 % всіх лейкоцитів крові) функціонують в кровоносних судинах близько 12 годин. Містять гепарин, тобто речовину, яка запобігає зсіданню крові.

Середньодобова норма еозинофілів – 2–4%: зранку та під вечір приблизно на 20 % менше, а опівночі – на 30 % більше. Такі коливання корелюють з рівнем глюкокортикоїдів наднирникових залоз чим вищій рівень глюкокортикоїдів в крові, тим менший вміст еозинофілів і навпаки. Основна функція – фагоцитоз і руйнування токсинів білкового походження.

Моноцити (4–8 %) – найбільші лейкоцити, округлої форми, здатні до фагоцитозу. Моноцити часто збільшуються і стають макрофагами, які швидко рухаються і поглинають 100 і більше бактерій, відіграють роль в опірності організму до хронічних інфекційних хвороб.

Лімфоцити (20–30%о) – найменші лейкоцити. Розрізняють Т- лімфоцити, що виробляються в тимусі, та В-лімфоцити – в кістковому мозку, в лімфовузлах, мигдалинах, селезінці, апендиксі. Т- лімфоцити. У новонародженого на частку Т-лімфоцитів припадає 33–56% від усіх форм лімфоцитів, починаючи з 2-річного віку, показник становить, як і  у дорослих – 60–70%.

Лімфоцити можуть перетворюватись в моноцити, макрофаги, беруть участь в утворенні антитіл, циркулюють у крові 100–200 днів. Живуть 20 і більше років. Вони формують специфічний імунітет і здійснюють функцію імунного нагляду.

У 1 літрі крові у новонародженого – 30 х 109 лейкоцитів, з другої доби кількість зменшується до – 12,1 х 109, в 1 рік – 10,5 х 109, в 3–10 років – 8–10 х 109, в 14–17 років, як і у дорослих, – 5–8 х 109. Таким чином, чим менший вік дитини, тим її кров містить більше незрілих форм лейкоцитів.

Тромбоцити – безбарвні, без’ядерні клітини діаметром 2–4 мкм (в 1мм3 крові їх міститься близько 200–400 тис). Основна функція пов’язана з процесами зсідання крові:  володіючи здатністю прилипати до неадекватної (чужорідної) поверхні (адгезивність) і один до одного (агрегація), тромбоцити започатковують перебіг складних процесів згортання крові, утворення кров’яного згустку і його стягування (ретракцію). Відома також захисна (фагоцитарна) функція тромбоцитів. Циркулюють у крові протягом 1–2-ох тижнів, руйнуються в печінці і селезінці.

У новонароджених тромбоцитів від 150 тис. до 350 тис. в 1 мм3 крові, у немовлят – 150–424 тис. у віці від 1-го до 16 років кількість тромбоцитів сягає значень, як у дорослих осіб – 200–300 тис. Кількість тромбоцитів у крові змінюється: вдень їх більше, вночі – менше, після важкої роботи спостерігається підвищення їх кількості у 3–5 разів.  

Лейкоцитарна формула. У крові підтримується відносна постійність кількісного співвідношення усіх форм лейкоцитів. Це співвідношення, виражене у відсотках, називають лейкоцитарною формулою. Вона має вікові особливості, пов’язані із вмістом нейтрофілів і лімфоцитів.  

У новонароджених, як і у дорослих, на частку нейтрофілів доводиться 68%, а на частку лімфоцитів – 25 %; на 5–6-ий день після народження виникає так званий „перший перехрест” – нейтрофілів стає менше (до 45%), а лімфоцитів – більше (до 40%). Таке співвідношення зберігається приблизно до 5–6 років (“другий перехрест“). Наприклад, упродовж на 2–3-го місяць частка нейтрофілів складає 25–27%, а частка лімфоцитів – 60–63%. Це вказує на істотне підвищення інтенсивності специфічного імунітету у дітей перших 5–6 років. Після 5–6-ти до 15 років співвідношення, характерне для дорослих, поступово відновлюється.

Продукція імуноглобулінів. Вже внутріутробний плід здатний синтезувати Ig М (12 тижнів), Ig G (20 тижнів), Ig А (28 тижнів). Від матері плід одержує Ig G. На першому році життя дитина продукує в основному Ig М і практично не синтезує Ig G і IgА. Відсутність здатності продукувати IgА пояснює високу сприйнятливість грудних дітей до кишкової флори. Рівень “дорослого” стану досягається за Ig М у 4–5 років, за Ig G – у 5–6 років і за IgА – в 10–12 років. В цілому, низький вміст імуноглобулінів у перший рік життя пояснює високу сприйнятливість дітей до різних захворювань органів дихання і травлення. Виключенням є перші три місяці життя – в цей період має місце майже повна несприйнятливість до інфекційних захворювань, тобто виявляється своєрідна ареактивність.

Показники неспецифічного імунітету. У новонародженого фагоцитоз наявний, але він „неякісний”, оскільки у нього відсутній завершальний етап. Рівня „дорослого” стану фагоцитоз досягає після 5 років. У новонародженого лізоцим наявний у слині, слізній рідині, крові, лейкоцитах; причому рівень його активності вищий, ніж у дорослих. Вміст інтерферонів у крові новонароджених є високим, як у дорослих, проте, в наступні дні знижується, залишаючись таким від 1-го до 10–11-ти років; з 12–18 років досягає значень, характерних для дорослих. Система комплементу у новонароджених по своїй активності складає 50 % від активності дорослих; до 1 місяця вона стає такою ж, як у дорослих. У цілому, гуморальний неспецифічний імунітет у дітей майже такий же, як у дорослих.

Система гемостазу. Число тромбоцитів у дітей всіх років, включаючи новонароджених, таке ж, як і у дорослих (200–400 × 109 в 1 л). В середньому, швидкість згортання у дітей, включаючи новонароджених, така ж, як і у дорослих (5–5,5 хв., за Бюркером), аналогічно – тривалість кровотечі (2–4 хв. за Дюком ), час рекальцифікації плазми, толерантність плазми до гепарину. Виняток становлять протромбіновий індекс і протромбіновий термін – у новонароджених вони нижчі, ніж у дорослих. Здатність тромбоцитів до агрегації у новонароджених теж виражена слабше, ніж у дорослих. Після року вміст чинників згортання й антикоагулянтів у крові такий же, як і у дорослих.

Фізико-хімічні властивості крові. У перші дні життя питома вага крові більша (1060–1080 г/л), ніж у дорослих (1050–1060 г/л), але згодом досягає цих значень. В’язкість крові у новонародженого вища в’язкості води в 10–15 разів, а у дорослого – в 5 разів; зниження в’язкості до рівня дорослих відбувається до 1-го місяця. Для новонародженого характерна наявність метаболічного ацидозу (рН 7,13–6,23), хоча вже на 3–5-у добу рН досягає значень дорослої людини (рН =7,35–7,40). Упродовж всього дитинства спостерігається понижена кількість буферних основ, тобто має місце компенсований ацидоз. Вміст білків крові у новонародженого досягає 51–56 г/л, що значно нижче, ніж у дорослого (70–80 г/л), в 1 рік – 65г/л. Рівень „дорослого” стану спостерігається в 3 роки (70 г/л). Співвідношення окремих фракцій, подібно „дорослому” стану, спостерігається з 2–3-річного віку (у новонароджених відносно висока частка γ-глобулінів, що потрапили до них від матері).

Інволюційні зміни. При старінні організму не відмічено істотної зміни в’язкості крові. Загальний вміст білків залишається сталим, проте змінюється співвідношення між альбуміном і глобулінами: вміст альбуміну падає, а глобулінів – зростає. З віком у кістковому мозку знижується кількість клітин, що мають ядро; а частка жирових клітин збільшується (так, після 65 років 2/3 кісткового мозку зайнято жиром).

У літніх людей збільшується об’єм еритроцитів, що пояснюється порушенням стану їх мембран під впливом продуктів перекисного окислення. Макроцитоз особливо виражений в осіб, котрі зловживають алкоголем та нікотином. Тривалість життя еритроцитів збільшується до 145 днів; знижується кількість ретикулоцитів у периферичній крові, що вказує на зменшення інтенсивності еритропоезу. У багатьох літніх людей спостерігається дефіцит заліза, фолієвої кислоти та вітаміну В12, тобто провідних чинників еритропоезу. Проте, в цілому, число еритроцитів і рівень гемоглобіну зменшуються незначно – відповідно до 5×1012 г/л і 135–120 г/л. Незначно підвищується з віком ШОЕ, що спричинене збільшенням вмісту глобулінів у крові; осмотична резистентність еритроцитів зростає, а кислотна знижується.

Поряд з цим знижується інтенсивність лейкопоезу. Вміст лейкоцитів в периферичній крові зменшується, при цьому знижується частка еозинофілів і паличкоядерних нейтрофілів. Інволюції піддаються органи, багаті на лімфоїдну тканину (селезінка, лімфатичні вузли, мигдалини). Для старих людей характерне явище імунодефіциту – зниження активності клітинних і гуморальних чинників імунітету. Зокрема, при старінні знижується абсолютне число лімфоцитів, вміст Т-хелперів, імуноглобулінів G і А; у крові з’являються аутоантитіла.

Після 40 років згортання крові проходить інтенсивніше за рахунок підвищення рівня фібриногену та фактора VIII, завдяки чому зростає ймовірність внутрішньо-судинного тромбоутворення. Одночасно збільшується фібринолітична активність крові, а також вміст антикоагулянту гепарину. При старінні знижується синтез простациклінів в ендотелії судинної стінки, що сприяє підвищенню тромбоутворення. Вміст тромбоцитів в периферичній крові спадає, що, з одного боку, знижує тромбоутворення, а з іншого – зменшує їх вплив на ендотелій судин.

Вікові зміни системи крові впливають на структуру захворюваності у старих людей. Серед захворювань крові у людей після 70 років найпоширенішими є лейкози (до 55 % серед захворювань системи кровообігу). У літніх людей часто зустрічаються  анемії, що мають важкий перебіг і складні у лікуванні. Найчастіше розвиваються залізодефіцитні анемії, пов’язані з  дефіцитом фолієвої кислоти, та проявляються гіпоксією, серцево-судинною недостатністю, м’язевою слабкістю, трофічними розладами (ламкість нігтів, сухість шкіри), зміною смаку та нюху. У випадку дефіциту фолієвої кислоти і вітаміну В12 виникає мегалобластна анемія, що супроводжується розладами ходьби, діареєю, набряками, симптомами декомпенсації серцевої діяльності. У літніх людей понижена функція кісткового мозку призводить до апластичних анемій, пов’язаних з імунними механізмами, що проявляються у гіпоксії, кровоточивості ясен, проявах інфекційно-запальних процесів.

Вікові особливості кровообігу. Серцево-судинна система включає серце, магістральні судини (аорту, легеневу артерію), периферійні судини (артерії, вени), капіляри. Органи кровообігу підтримують гомеостаз організму, виконують функцію транспорту кисню та поживних речовин до всіх органів і тканин, а також функцію виведення вуглекислого газу, продуктів обміну з тканин та органів.   

Кровообіг плоду. З 20–21-го дня внутріутробного розвитку в ембріона починає функціонувати жовточний кровообіг, при якому серце виганяє кров у жовточні судини. З моменту утворення плаценти, тобто з 8–9-го тижня, і до народження плоду функціонує плацентарний кровообіг. При цьому серце плоду за своєю будовою, в порівнянні з серцем дитини після його народження, має наступні відмінності – наявність овального отвору в перегородці між правим і лівим передсердям і наявність боталової протоки, що сполучає між собою легеневий стовбур з низхідною гілкою аорти. За допомогою овального отвору і боталової протоки відбувається перехід крові з правої половини серця в ліву в умовах не функціонуючого у плоду малого кола кровообігу. Судинні русла плоду і матері контактують між собою через плаценту, де відбувається обмін газами, поживними речовинами і кінцевими продуктами метаболізму плоду. Від плаценти до плоду йде пупкова вена, що несе у собі артеріальну кров, а від плоду до плаценти венозна кров притікає по двох пупкових артеріях. Ці судини об’єднуються в пупковий канатик, що тягнеться від пупкового отвору плоду до плаценти. Пупкова вена біля воріт печінки плоду розділяється на дві гілки – одна з них впадає в комірну вену, по якій артеріальна кров прямує в печінку. Пройшовши через печінку, тепер уже венозна кров, вливається в нижню порожнисту вену. Друга гілка пупкової вени – венозна (аранцієва) протока – вливається в нижню порожнисту вену. Таким чином, на рівні нижньої порожнистої вени у плоду відбувається перше змішування артеріальної крові, що йде від плаценти, з венозною кров’ю, яка надходить від нижніх кінцівок і тулуба плоду.

Після першого змішування кров (артеріально-венозна) по нижній порожнистій вені поступає в праве передсердя, куди надходить венозна по верхній порожнистій вені. Проте, велика частина крові з нижньої порожнистої вени проходить через овальний отвір з правого передсердя в ліве та далі прямує по звичному шляху великого кола кровообігу – в лівий шлуночок і аорту. По висхідній гілці і дузі аорти кров поступає в судини голови, серця і верхніх кінцівок. Таким чином, головний мозок плоду і верхня частина тіла одержують кров практично після її першого змішування з венозною кров’ю. Кров, яка не пройшла через овальний отвір нижньої порожнистої вени в правому передсерді та правому шлуночку повністю змішується з венозною кров’ю з верхньої порожнистої вени – це друге змішування крові. З правого шлуночку кров після другого змішування поступає в легеневий стовбур, з якого по боталовій протоці поступає в низхідну частину аорти, де і відбувається третє змішування крові. По низхідній гілці аорти кров надходить до м’язів, органів тулуба та до нижніх кінцівок.

Таким чином, в результаті даного розподілу крові у плоду, його печінка одержує чисту артеріальну кров, головний мозок, голова, шия, серце і верхні   кінцівки – практично кров після першого змішування, тулуб і нижні кінцівки – кров після її третього змішування.

Пройшовши по судинах великого кола кровообігу через м’язові структури і через органи тіла, венозна кров по пупкових артеріях підходить до плаценти, де і відбувається обмін дихальними газами, поживними субстратами і продуктами обміну між кров’ю плоду і матері. В кінці вагітності частота серцевих скорочень плоду досягає 120–140уд./хв., хвилинний об’єм кровотоку – 750 мл, причому 65% об’єму призначено для плацентарного обміну, і лише 35% – безпосередньо для плоду. У цей період для серця характерна адренергічна регуляція.

При народженні за рахунок перев’язки пуповини і початку дихання виникають наступні зміни. Перш за все, припиняється плацентарний кровообіг. У судинах великого кола опір зростає в 2 рази, у зв’язку з чим тиск в лівому передсерді і лівому шлуночку також підвищується. З цієї причини в передсерді закривається овальний отвір і одночасно знижується перехід крові з боталової протоки в аорту. У цей період в легеневих клітинах у великих кількостях утворюється брадикінін, що разом з підвищенням вмісту кисню в альвеолах, викликає розслаблення гладких м’язів кровоносних судин малого кола кровообігу і зниження в ньому, як і у правому серці, тиску. Це призводить до початку функціонування малого кола кровообігу. Спадання (облітерація) артеріальної (боталової) протоки відбувається на 1–8-у добу після народження (за рахунок зростання