47838

АНАТОМИЯ, ФИЗИОЛОГИЯ, ПАТОЛОГИЯ ДЕТЕЙ С ОСНОВАМИ ГЕНЕТИКИ

Конспект

Биология и генетика

Рост –- это увеличение размеров развивающегося организма. В понятие онтогенез включают все стадии развития организма от момента оплодотворения яйцеклетки до смерти человека. отрезки времени онтогенеза каждый из которых характеризуется своими специфическими особенностями организма функциональными биохимическими морфологическими и психологическими.

Русский

2013-12-03

857 KB

16 чел.

86

PAGE  63

ЛЕКЦИИ ПО «АНАТОМИИ, ФИЗИОЛОГИИ, ПАТОЛОГИИ ДЕТЕЙ С ОСНОВАМИ ГЕНЕТИКИ»

ТЕМА №1

Анатомия – наука о строении, внешней форме и закономерностях развития организма.

Физиология – изучает процессы, протекающие в организме.

Рост – это увеличение размеров развивающегося организма.

Развитие – дифференцировка тканей и органов (совершенствование клеток и соединение их в более сложные ткани и органы).

Рост и развитие – сложный процесс, в котором скрытые количественные изменения ведут к открытым качественным изменениям и проявлениям.

В понятие онтогенез включают все стадии развития организма от момента оплодотворения яйцеклетки до смерти человека.

Рост человека начинается с момента оплодотворения яйцеклетки и представляет собой непрерывный поступательный процесс, протекающий в процессе всей жизни. Процесс развития протекает скачкообразно.

Весь жизненный цикл (после рождения человека) делится на отдельные возрастные периоды, т. е. отрезки времени онтогенеза, каждый из которых характеризуется своими специфическими особенностями организма — функциональными, биохимическими, морфологическими и психологическими.

Возрастная периодизация основана на комплексе признаков: размеры тела и отдельных органов, их масса, окостенение скелета (костный возраст), прорезывание зубов (зубной возраст), развитие желез внутренней секреции, степень полового созревания (баллы полового развития), развитие мышечной силы и пр.

Период внутриутробного развития продолжается 10 лунных месяцев — 270 дней, проходит две фазы:

фаза эмбрионального развития (эмбрион) продолжается первые 1,5—2 месяца, когда происходит формирование плода;

фаза плацентарного развития (плод) — с 3-го по 10-й месяц, когда происходит рост плода.

Для внутриутробного развития (антенатальный период) наиболее характерным является быстрый рост плода и питание его за счет материнского организма. Острые и хронические заболевания матери, особенности ее питания, психические и физические нагрузки оказывают значительное влияние на течение беременности и, следовательно, на развитие будущего ребенка.

Схема возрастной периодизации постнатального онтогенеза человека:

1-10 дней - новорожденный период

10-1 год-грудной период.

1-3 лет-раннее детство

4-7 лет-первое детство.

8-11 лет-первое детство-девочки.

8-12 лет- первое детство-мальчики.

12-15 лет подростковый возраст-девочки.

13-16 лет-подростковый возраст - мальчики.

16-20 лет-юношеский возраст-девушки.

17-21 год-юношеский возраст-юноши.

22-35.лет. – Первый зрелый возраст.

35-60 лет. Второй зрелый возраст мужчины.

35-55. лет- второй зрелый возраст женщины.

60-74 лет-пожилой возраст.

75-90лет-старческий.

90 и более лет – долгожители.

Основными закономерностями возрастного развития являются периодизация и гетерохронность (греч.:rein терос — другой, хронос — время), т. е. неравномерность и разновременность роста и развития.

В ходе онтогенеза наблюдаются определенные периоды формирования отдельных функций и органов, ускорение и замедление их роста. Периоды ускорения развития различных функций не совпадают. Наиболее интенсивный рост длины тела происходит на протяжении 1 года жизни и в период полового созревания: в среднем, у девочек в 12-13 лет, у мальчиков в 14-15 лет. Речь формируется до 2-3 лет, а речевая регуляция движений с 4-5 лет. В возрасте 6-7 начинается смена молочных зубов на постоянные.

Основные позы тела осваиваются до 1 года, а основной фонд движений закладывается до 3-хлет. В возрасте 6— 12 лет достигается максимальное развитие иммунной ткани в организме. До 8 лет увеличивается длина шага, а с 8-9 лет нарастает темп ходьбы и бега. После 14 лет заметно нарастают вес тела и вес сердца.

В связи с основными закономерностями возрастной периодизации строится программа обучения детей, нормирование физических и умственных нагрузок, определение размеров мебели, обуви, одежды и пр. Закономерности роста и развития человека учитываются в законодательстве — возможность получить работу, вступить в брак, нести ответственность за проступки, получать пенсию и пр.

К общим закономерностям роста и развития относятся:

1) гетерохронность развития (опережающее развитие жизненноважных систем) и системогенез (по П.К. Анохину).

Структуры, которые составляют к моменту рождения жизненно важную функциональную систему, закладываются и созревают ускоренно. Например, круговая мышца рта иннервируется ускоренно и задолго до того, как будут иннервированы другие мышцы лица.

Из всех нервов руки, прежде всего, развиваются те, которые обеспечивают сокращение мышц сгибателей пальцев, участвующих в хватательном рефлексе.

2) «энергетическое правило скелетных мышц» как ведущий фактор системогенеза (по И.А. Аршавскому).

Согласно данным Аршавского, рост и развитие скелетной мускулатуры является ведущим фактором в объединении разных систем организма в единое целое.

3) надежность биологической системы (по А.А. Маркосяну).

Под надежностью биологической системы принято считать такой уровень регулирования процессов в организме, когда обеспечивается их оптимальное протекание с экстренной мобилизацией резервных возможностей и взаимозаменяемости, гарантирующей приспособление к новым условиям существования и быстрым возвратом к исходному состоянию.

Регуляция всех функций в организме осуществляется нервными и гуморальными звеньями организма. Нервная регуляция это аппарат быстродействия, что биологически очень важно, инерция его мала, а лабильность высока. Быстродействуюшая система включается в доли секунд. Гуморальные реакции медленного действия, в них происходит дополнительное переключение эфферентных импульсов на эндокринные органы и другие источники гормонов. ЦНС является «главным распорядителем» в организме: все органы и ткани подчинены ей, и через нее все части тела связаны между собой. Любое воздействие на организм, даже адресованное лишь одному рецептору, становиться полиэффекторным, то есть действующим на множество органов.

Особенности функциональных системнесовершенство структур.

Особенности физического развития - формирование навыков (учитываем черезмерную гибкость, разболтанность суставов, закаливающие мероприятия).

Особенности психического развития – формирование и развитие функциональной активности мозга происходит под влиянием информации, поступающей из вне. Все поведенческие реакции формируются после рождения. Реакциям детей дошкольного возраста свойственна генерализация. Внимание 20 мин. Усталость не ощущают (объективно выразить не могут, не знают этого понятия).

Критические и сенситивные периоды развития.

Переход от одного возрастного периода к другому является переломным этапом развития, когда организм переходит от одного качественного состояния в другое. Скачкообразные моменты развития целого организма, отдельных его органов и тканей называются критическими. Они жестко контролируются генетически. С ними частично совпадают так называемые сенситивные периоды (периоды особой чувствительности), которые возникают на их базе и менее всего контролируются генетически, т. е. являются особенно восприимчивыми к влияниям внешней среды, в том числе педагогическим и тренерским.

Критические периоды переключают организм на новый уровень онтогенеза, создают морфофункциональную основу существования организма в новых условиях жизнедеятельности (например, активация определенных генов обеспечивает возникновение переходного периода у подростков). В критические периоды развития чувствительность зародыша к недостаточному снабжению его кислородом и питательными веществами, к охлаждению, ионизирующей радиации повышена.

Также серьезную опасность для развития плода представляют инфекционным заболевания. Одним из факторов, особенно сильно действующих на развивающийся организм, является ионизирующее излучение.

Сенситивные периоды приспосабливают функционирование организма к этим условиям (оптимизируются перестроечные процессы в различных органах и системах организма, налаживается согласование деятельности различных функциональных систем, обеспечивается адаптация к физическим и умственным нагрузкам на этом новом уровне существования организма и т. п.). С этим связана высокая чувствительность организма к внешним влияниям в сенситивные периоды развития.

Благоприятные воздействия на организм в сенситивные периоды оптимальным образом содействуют развертыванию наследственных возможностей организма, превращению врожденных задатков в определенные способности, а неблагоприятные задерживают их развитие, вызывают перенапряжение функциональных систем, в первую очередь, нервной системы, нарушение психического и физического развития.

Тренировочные воздействия в сенситивные периоды наиболее эффективны. При этом возникает наиболее выраженное развитие физических качеств — силы, быстроты, выносливости и др., наилучшим образом происходят реакции адаптации к физическим нагрузкам, в наибольшей степени развиваются функциональные резервы организма.

Сенситивные периоды для различных физических качеств проявляются гетерохронно. Так, например, сенситивный период развития абсолютной мышечной силы наблюдается в 14-17 лет (максимального значения качество силы достигает к возрасту 18-20 лет). Сенситивный период развития различных проявлений качества быстроты приходится на 11 -14 лет (максимальный уровень достигается к 15-летнему возрасту). Развитие гибкости особенно бурно происходит с 3-4 до 15 лет, а ловкости — с 7-10 до 13-15 лет. Именно на протяжении сенситивных периодов применяемые средства и методы в физическом воспитании достигают наилучшего тренирующего эффекта. В последующие периоды те же средства и объемы тренировочных нагрузок подобного прироста физических качеств не обеспечивают.

Для человека наиболее важным является сенситивный период формирования речи (и соответствующих областей мозга) до 2-3-хлет жизни.

Важной особенностью возрастного развития в настоящее время является акселерация (лат: акселератио — ускорение). Различают акселерацию эпохальную и индивидуальную.

Под эпохальной акселерацией понимают ускорение роста, физического развития, полового созревания и психического развития организма человека. Употребляют также термин секулярный тренд (вековая тенденция). Такое явление наблюдается в разных странах, в различных городах и сельской местности.

За последние 30-40 лету новорожденных детей длина тела увеличилась на 1,5-1 см и масса тела — на 100-150г. В возрасте 1 года дети стали, в среднем, длиннее на 5 см и тяжелее на 1.5-2 кг, чем 50-75 лет назад.

Ускорилось половое созревание, раньше формируются вторичные половые признаки, на 1.5-2 года раньше появляются первые менструации у девочек, отмечаются случаи раннего деторождения (с 8-9 лет).

В настоящее время максимального роста девушки и юноши достигают в 16-19 лет, а 50 лет назад они достигали его к 20-26 годам.

Считают, что это явление может быть обусловлено усиленным ультрафиолетовым облучением (гелиогенная теория), влиянием на эндокринные железы магнитных волн, возросшей космической радиацией, увеличением потребления белков (алиментарная теория), повышенным поступлением в организм витаминов и минеральных солей (нутригенная теория), ростом количества получаемой информации, особенно в условиях городской жизни. Предполагают, что природные факторы могут вызывать периодические изменения в генетике человека, обуславливая эпохальные вспышки акселерации.

Индивидуальная или внутригрупповая акселерация, т. е. явления ускорения развития отдельных детей и подростков в определенных возрастных группах.

Акселерация не является этапом прогрессирующего увеличения размеров тела человека, а представляет лишь фазу в его развитии.

Ретардация - явление, противоположное акселерации, - замедление физического развития и формирования функциональных систем организма детей и подростков. На современном этапе изучения выделяют две основные причины ретардации. Первая - различные наследственные, врожденные и приобретенные в постнатальном онтогенезе органические нарушения; вторая - различные факторы социального характера.

Наследственные ретарданты, как правило, к моменту окончания процессов роста не уступают в этом показателе своим сверстникам, просто достигают этих величин они на 1-2 года позже. Причиной отставания могут явиться и перенесенные заболевания, но они приводят к временной задержке роста и после выздоровления темпы роста становятся выше, т. е. генетическая программа реализуется за более короткий срок.

Существенное отрицательное влияние оказывает социальный фактор. В меньшей степени - низкий материальный доход семьи и в большей - отрицательный эмоциональный микроклимат, окружающий ребенка в семье или в детских учреждениях.

ТЕМА №2

Цитология – наука, изучающая строение клетки.

Клетка – это структурная и функциональная единица живого организма (по теории Шванна Т. – зоолога и ботаника Шлейдена М.). Клетка представляет самовоспроизводящуюся химическую систему. Эта система отделена от своего окружения, и вместе с тем она обладает способностью к обмену с этим окружением. Роль барьера играет плазматическая мембрана.

Положения теории

Все организмы состоят из клеток, функцитнирование организма в целом завасит от функционирования отдельных его клеток. Каждая клетка образуется из клетки путем деления. Рост и развитие организма связаны с делением клеток и их дальнейшей дифференцировкой с образованием тканей и органов.

Характеристика клетки

1. Живая клетка — это способная к саморегуляции и самовоспроизведению изотермическая система органических молекул, извлекающая энергию и ресурсы из окружающей среды.

2. В клетке протекает большое количество последовательных реакций, регуляция скорости которых осуществляется самой клеткой.

3. Клетка поддерживает себя в стационарном динамическом состоянии, далеком от равновесия с окружающей средой.

4. Клетки функционируют по принципу минимального расхода компонентов и процессов.

5. Клетка способна почти точно самовоспроизводиться. Все клетки состоят из трех основных частей:

— Плазматической мембраны, ограничивающей ее от окружающей среды.

— Цитоплазмы, представляющей собой коллоидную систему, содержащую, наряду с неорганическими ионами, продукты пластического и энергетического обмена, органеллы, а также запасные вещества и различные включения.

— Ядра, в котором находится генетический материал клетки.

Клетка содержит: 

митохондрии,

рибосомы,

цитоплазму,

гранулы питательных в-в (гликоген),

аппарат Гольджи,

плазматическую мембрану,

центриоль,

ядро (нуклеоплазма или ядерный сок, ядрышко, хроматин ядерная мембрана),

лизосомы, вакуоли,

секреторные гранулы.

Все биологические мембраны представляют собой двойной слой липидов, гидрофобные хвосты которых обращены внутрь, а гидрофильные головки — наружу. В него погружены на различную глубину белки, некоторые из которых пронизывают мембрану насквозь, контактируя при этом как с наружной, так и с внутренней средой клетки (они называются трансмембранными). Мембранные белки могут выполнять различные функции:

♦ транспорт определенных молекул;

♦ катализ реакций, ассоциированных с мембранами;

♦ поддержание структуры мембран;

♦ получение и преобразование сигналов из окружающей среды.

Плазматические мембраны многих клеток имеют снаружи слой гликокаликса, состоящий из полисахаридов, прикрепленных к молекулам белка, и выполняющий сигнальную и рецепторную функции. Он играет важную роль в объединении клеток в ткани.

Наиболее важным свойством мембран является их избирательная проницаемость. Различные вещества обладают различной растворимостью в липидах, биологические мембраны более проницаемы для незаряженных молекул. Однако скорости прохождения ряда веществ через мембрану не зависят от растворимости их в липидах.

Существует ряд механизмов, обеспечивающих проникновение веществ в клетку:

1. Диффузия. Вещество при этом перемещается через мембрану по диффузионному градиенту.

2. Пассивный транспорт или облегченная диффузия. В этом случае молекула-переносчик соединяется с переносимой молекулой или ионом на одной стороне мембраны и «перетягивает» его на другую. Пассивный транспорт может осуществляться и через формируемые молекулами белков особые каналы, пропускающие вещества только определенного типа. Перенос веществ здесь также осуществляется по градиенту концентрации.

3. Активный транспорт. Этот механизм сопряжен с затратами энергии и служит для переноса молекул против их градиента концентрации. Он осуществляется белками-переносчиками, образующими так называемые насосы, наиболее изученным из которых является Nа+/ К+-насос в клетках животных, активно выкачивающий ионы Nа + наружу, поглощая при этом ионы К+. Благодаря этому в клетке поддерживается большая концентрация К+, чем в окружающей среде. На этот процесс затрачивается энергия АТФ.

4. Эндо - и экзоцитоз — поглощение веществ путем окружения их выростами плазматической мембраны. При этом различают фагоцитоз (поглощение твердых частиц) и пино-питоз (поглощение жидкого материала). Экзоцитоз — выделение веществ из клетки — осуществляется в обратном порядке.

Цитоплазма создает условия для осуществления физиологических реакций клетки и протекания биохимических процессов. Такое свойство цитоплазмы как буферность позволяет клетке осуществлять свою жизнедеятельность и поддерживать внутреннее постоянство среды при изменениях внешней, а постоянное движение — осуществлять связь между органоидами.

Эндоплазматический ретикулум (ЭР) — система мембран, формирующих цистерны и каналы, разделяющие цитоплазму клетки на изолированные пространства. Это необходимо, главным образом, для того, чтобы разделить множество параллельно идущих реакций.

Аппарат Гольджи (пластинчатый комплекс) представляет собой стопку из 5—30 уплощенных канальцев (цистерн) и связанных с ними пузырьков. У него выделяют наружную, обращенную к плазмалемме, и внутреннюю, соединенную с ЭР, поверхности. Функция данного органоида — транспорт и химическая модификация поступающих в него веществ.

Рибосомы — мелкие органеллы, представленные глобулярными частицами, состоящими из двух субъединиц неравного размера — большой и малой. В состав рибосом входят белки и рибосомальная РНК (рРНК), синтезируемая в ядрышке. Рибосомы могут либо свободно находиться в цитоплазме, либо прикрепляться к ЭР. На них происходит синтез белковых молекул.

Митохондрии — в большинстве случаев палочковидной формы органоиды. Их содержимое — матрикс, окружено двумя мембранами. Внутренняя образует многочисленные гребневидные складки, называемые кристами. Митохондрии содержат мультиферментные системы, рибосомы и небольшое количество ДНК, чаще всего в виде кольцевых молекул. Митохондрии называют «энергетическими станциями» клетки, так как в них образуются молекулы АТФ, аккумулирующие энергию в виде химических связей.

Лизосомы – мембранные пузырьки, содержащие литические ферменты гидролазы – протеазы, липазы, фосфотазы. Ферменты лизосом переваривают как поступившие так и отдельные составные части клетки.

Лизосомы, отшнуровывающиеся от аппарата Гольджи, куда поступают ферменты, синтезированные в ЭР, называются первичными лизосомами.

Пероксисомы или микротельца — содержат фермент каталазу, катализирующий разложение пероксида водорода на воду и кислород.

Микротрубочки — трубчатые структуры цитоплазмы, состоящие из субъединиц глобулярного белка тубулина. В клетке может происходить их сборка и разборка (например, при образовании веретена деления). Микротрубочки выполняют ряд функций, главными из которых являются: образование внутреннего каркаса, поддержание формы, образование нитей веретена деления. Кроме того, они могут служить направляющими при перемещении различных органелл, входить в состав ресничек и жгутиков.

Микрофиламенты — еще более тонкие, чем микротрубочки, нитевидные структуры, также состоящие из субъединиц белка (в основном актина) и подвергающиеся постоянной сборке-разборке. Микрофиламенты участвуют в создании тока цитоплазмы, процессах движения клеток, а также эндо- и экзоцитозе.

Центриоли (у животных клеток) — мелкие полые цилиндры, состоящие из 9 триплетов микротрубочек. В клетке два таких цилиндра, располагающихся перпендикулярно друг к другу, лежат недалеко от ядра. При делении ядра эти структуры удваиваются и играют роль центров организации сборки нитей веретена.

Ядро

Кариоплазма — внутреннее содержимое ядра — представлена гелеобразным матриксом, в котором располагаются хроматин и одно или несколько ядрышек.

Хроматин представляет собой молекулы ДНК, связанные с белками. Он может находиться и виде тонких, неразличимых при световой микроскопии нитей (эухроматин) и в виде глыбок, лежащих главным образом по периферии ядра. В этом случае говорят о гетерохроматине. Различная степень конденсации (или спирализации) хроматина обусловлена разной генетической активностью расположенных в нем участков ДНК.

Ядрышко — сферическая структура, ее функция — синтез рРНК, из которой состоят рибосомы. Транспорт рРНК в цитоплазму происходит через ядерные поры — отверстия в ядерной оболочке, посредством которых осуществляется контакт кариоплазмы с содержимым клетки.

Главными функциями ядра являются:

1. Хранение генетической информации и передача ее дочерним клеткам в процессе деления.

2. Контроль жизнедеятельности клетки путем определения, какие белки и в каких количествах должны синтезироваться.

Жизненный цикл клетки

Процесс деления ядра клетки и ее тела, при котором дочерние клетки получают генетический материал, идентичный тому, который содержался в материнской, называется митозом. Иногда под термином «митоз» подразумевают только деление ядра (кариокинез), отдельно говоря о делении цитоплазмы и процессе образования двух клеток — цитокинезе.

Промежуток между делениями клетки носит название интерфазы, которая вместе с митозом составляет клеточный цикл

Продолжительность клеточного цикла зависит от типа клетки, ее функционального состояния и условий среды.

Интерфаза состоит из трех периодов, обозначаемых: G1, S, G2.

Период G1 начинается непосредственно после митоза. В это время увеличивается объем цитоплазмы и количество органелл, происходит рост клетки после деления, а также синтезируются вещества, которые ингибируют или стимулируют наступление периода S.

Период S характеризуется удвоением генетического материала (репликация ДНК), синтезом белковых молекул, с которыми связывается ДНК, и превращением каждой хромосомы в две хроматиды.

В периоде G2 усиливаются процессы биосинтеза, происходит деление митохондрий, накапливаются энергетические запасы клетки, удваиваются центриоли и формируются компоненты нитей веретена.

Затем наступает первая фаза митоза — профаза. Хромосомы сильно спирализуются. Центриоли расходятся к полюсам клетки. К концу профазы распадается ядерная оболочка, исчезают ядрышки и формируется веретено деления.

После этого начинается метафаза. Хромосомы, состоящие из двух хроматид, прикрепляются своими ценромерами к нитям веретена деления таким образом, что все они располагаются в экваториальной плоскости.

В анафазе каждая центромера делится и нити веретена растягивают отделившиеся друг от друга хроматиды, которые называются теперь дочерними хромосомами, к противоположным полюсам.

Телофаза — дочерние хромосомы достигают полюсов клетки, деспирализуются, нити веретена деления разрушаются, вокруг хромосом образуется ядерная оболочка, ядрышки восстанавливаются. Два образовавшихся ядра генетически идентичны.

После этого следует цитокинез – деление цитоплазмы.

Специализация клеток и организация их в ткани

Гистология – наука, изучающая ткани.

Несмотря на то, что клетки многоклеточного организма имеют одинаковый набор хромосом и генов, они не только могут быть весьма разнообразными по форме, но и обладать различными особенностями строения.

Приобретение клетками индивидуальных различий в ходе развития (дифференцировка) приводит к формированию у большинства многоклеточных организмов систем тканей (гистогенез) и образованию органов (органогенез). При этом не все клетки сохраняют способность делиться.

Совокупность структурно сходных клеток, а также связанных с ними межклеточных веществ, объединенных выполнением определенных функций, называется тканью.

Если ткань состоит из клеток одного типа, то говорят о простой ткани, а если из двух или нескольких — о сложной. Обычно клетки ткани имеют общее происхождение.

Типы тканей:

♦ эпителиальная,

♦ мышечная,

♦ нервную,

♦ ткани внутренней среды.

1) Эпителиальная ткань является пограничной и покрывает организм снаружи, а также выстилает многие полости и органы, входит в состав печени, легких, различных желез.

Основные функции, выполняемые эпителиальной тканью:

♦ защитная;

♦ трофическая (питательная);

♦ покровная;

♦ секреторная.

Клеточные элементы обычно располагаются в виде пласта и обладают высокой способностью к регенерации. В эпителиальной ткани нет кровеносных сосудов, и ее питание осуществляется диффузно через базальную пластину, состоящую из переплетения коллагеновых волокон, образуемых нижележащими тканями. Морфологическая классификация основана на форме клеток и особенности их расположения относительно друг друга.

плоский

кубический

цилиндрический (в зависимости от формы клеток).

Функционально эпителий делят на:

1. Покровный эпителий — сюда относится эпителий кожи.

2. Эпителий слизистых оболочек — выстилает полые органы, которые покрыты слизью (например, всасывающий кишечный эпителий).

3. Эпителий серозных оболочек — выстилает стенки трех крупных полостей — перикардиальной, брюшной и плевральной.

4. Эпителий паренхимы внутренних органов — представлен эпителием легкого, печени. К этому же типу относят железистый эпителий, основная функция которого — выделение различных веществ.

2) Нервная ткань. Выполняет функции получения, переработки, хранения и передачи информации, поступающей из внешней среды и от внутренних органов. Она обеспечивает регуляцию и согласование деятельности всех систем организма. Из нервной ткани состоят головной и спинной мозг, нервные ганглии и волокна. Клеточные элементы нервной ткани — нейроны и клетки глии.

Нейроны состоят из тела клетки и отростков двух типов — аксонов и дендритов.

Аксон (он всегда один) в длину может достигать 1,5 м, не ветвится, проводит нервный импульс от тела клетки к концевому отделу.

Дендриты — короткие, относительно толстые и сильно ветвящиеся отростки (у клетки их обычно несколько), проводят импульсы к телу клетки.

Нервные клетки соединяются друг с другом при помощи синапсов.

Синапс — это место контакта двух нейронов, в котором может осуществляться передача нервного импульса от одной клетки к другой. Он состоит из пре- и  постсинаптической частей, контактирующих между собой при помощи пре- и постсинаптической мембран, разделенных синаптической щелью. В зависимости от механизма передачи нервного импульса различают химические и электрические синапсы. Чаще всего встречается первый тип.

Пресинаптическая часть такого контакта содержит везикулы с веществом (нейромедиатором), которое при поступлении импульса (способно высвобождаться в синаптическую щель и воздействовать на постсинаптическую мембрану, вызывая изменение ее проницаемости и, как следствие, мембранного потенциала.

По положению, занимаемому в рефлекторной дуге, нейроны делятся на:

1. Афферентные (или рецепторные) — получают информацию извне;

2. Эфферентные (или эффекторные, двигательные, мотонейроны — это все синонимы) — передают импульс на рабочий орган;

8. Ассоциативные (или вставочные) — являются промежуточным звеном между афферентными и эфферентными.

Глия выполняет вспомогательные функции:

♦ опорную

♦ изолирующую;

♦ трофическую;

♦ защитную.

Ее клетки могут формировать вокруг аксонов миелиновые оболочки, благодаря которым обеспечивается полированное проведение импульса по нервному волокну увеличивается скорость его передачи.

3) Мышечная ткань. Основные свойства мышечной ткани:

1 — возбудимость, проводимость, сократимость.

В организме имеется три типа мышечной ткани:

♦ поперечно-полосатая мускулатура;

♦ гладкая мускулатура;

♦ сердечная мышца.

Поперечно-полосатые (произвольные) мышцы образуют всю скелетную мускулатуру, а также мышцы глотки, языка, начальной части пищевода. Структурная и функциональная единица поперечно-полосатой мышцы — мышечное волокно — длинная многоядерная клетка, имеющая поперечную исчерченность. Клетки этого типа получают импульсы от двигательных нейронов спинного и головного мозга.

Гладкие мышцы составляют мускулатуру внутренних органов, кровеносных и лимфатических сосудов. Клетки имеют веретеновидную форму, содержат одно ядро и не имеют поперечной исчерченности. Инервируются вегетативной нервной системой. Гладкие мышцы осуществляют относительно медленные движения и длительные тонические сокращения.

Сердечная мышца, как и поперечно-полосатые мышцы, имеет исчерченность, но в отличие от последних не поддается произвольному управлению и обладает автоматией. Клетки сердечной мышцы соединены друг с другом при помощи особых отростков (вставочных дисков) и образуют единую функциональную единицу, отвечающую на раздражение по принципу «все или ничего» (то ость пороговая сила раздражителя вызывает сократительную реакцию всех мышечных элементов).

Ткани внутренней среды. К ним относятся кровь, лимфа и

4) соединительная ткань, которая делится на:

♦ собственно соединительную;

♦ хрящевую;

♦ костную.

Соединительная ткань характеризуется тем, что наряду с клеточными элементами содержит большое количество межклеточного вещества, представленного волокнистыми структурами, образованными фибриллярными белками (коллагеном, эластином и др.), и основным веществом. Функции соединительной ткани:

♦ опорная;

♦ трофическая;

♦ защитная.

Из собственно соединительной ткани образованы прослойки внутренних органов, подкожная клетчатка, связки, сухожилия и т. д.

Хрящевая ткань образует три типа хряща:

♦ гиалиновый (суставные поверхности);

♦ волокнистый (межпозвоночные диски);

♦ эластический (ушная раковина, надгортанник).

Прочность костной ткани обусловлена отложением в ней нерастворимых солей кальция.

Костная ткань помимо указанных функций принимает участие в минеральном обмене.

ТЕМА №3

Особенности опорно-двигательного аппарата ребенка.

Рост и развитие скелета.

К системе органов движения относятся кости, связки, суставы и мышцы.

Кости, связки и суставы являются пассивными элементами органов движения.

Активной частью аппарата движения являются мышцы.

Система органов движения - единое целое: каждая часть и орган формируются в постоянной связи и взаимодействии друг с другом.

Скелет — опора мягких тканей, а там, где соединенные кости образуют полости, выполняет защитную функцию (череп, грудная клетка, таз). Скелет состоит из отдельных костей, соединенных между собой соединительной тканью, а иногда и непосредственно кость с костью.

Сустав. Различают два основных типа соединений костей скелета: прерывное и непрерывное.

Непрерывное соединение характерно тем, что кости соединены друг с другом сплошной прослойкой ткани и пространства между ними нет. Движения в таком случае ограничены или исключены. К непрерывным соединениям костей относят череп, таз, позвоночник, соединение ребер с грудиной.

Прерывное соединение, или суставы, характеризуется наличием между концами костей небольшого пространства. Сами же концы заключены в специальное герметическое образование, называемое сумкой сустава. При этом концы костей покрыты слоем гладкого суставного хряща, а сумка изнутри выстлана специальной оболочкой, называемой синовиальной. В суставной сумке сохраняется постоянное давление, оно ниже атмосферного. Внутри суставной сумки есть небольшое количество жидкости, снижающее трение поверхностей друг о друга.

Суставные поверхности костей обычно по форме соответствуют друг другу, и если одна имеет головку, то вторая — впадину для нее.

Снаружи, а иногда и внутри суставов есть связки, укрепляющие сочленение поверхностей. Такие внутрисуставные связки имеются в тазобедренном, коленном и других суставах.

Череп. В скелете головы — черепе различают лицевой и мозговой отделы.

В мозговом отделе черепа располагается головной мозг и высшие органы чувств (зрение, слух, обоняние и др.), а в лицевом — верхние дыхательные пути и начальный отдел пищеварительной системы.

Все кости черепа, кроме нижней челюсти и подъязычной кости, имеют непрерывное соединение швами. Места соединения хорошо видны на черепе. Различают зубчатый, чешуйчатый и плоский швы

 Зубчатым швом называют такое соединение, когда выступы края одной кости заходят между выступами другой, например шов между лобной и теменной костями. Когда край одной кости накладывается на край другой, соединение называют чешуйчатым швом, например соединение височной кости с теменной. Иногда гладкие края срастающихся костей соединяются между собой без всяких выступов. Это — плоское соединение костей, например соединение носовых костей, верхних челюстей и т. д. .. Нижняя челюсть с височными костями имеет прерывное соединение посредством двух подвижных комбинированных нижнечелюстных суставов. Они образованы головками суставных отростков нижней челюсти и впадинами височных костей.

У младшего школьника череп отличается от черепа взрослого относительно большой величиной. Этот признак у детей раннего возраста и дошкольников особенно заметен. Кроме того, ему свойственно преобладание мозгового отдела над

Развитие мозгового отдела черепа зависит от роста и развития головного мозга, а лицевого — от прорезывания зубов, развития челюстей и особенно от акта жевания.

В развитии черепа выделяют четыре периода. Первый период — от рождения до семилетнего возраста. Череп растет равномерно. Зарастают роднички. Черепные швы срастаются к 4 годам. К концу периода основание черепа и большое затылочное отверстие достигают почти постоянной величины.

Второй период — с 13 до 15 лет. Это время интенсивного роста лобных костей, преобладание развития лицевого черепа над мозговым. Складываются общие черты лица, которые в последующем почти не изменяются.

Третий период—от наступления половой зрелости до 30 лет, когда швы крыши черепа делаются почти незаметными.

У младших школьников и подростков отмечается значительная тонкость костей черепа с неясно выраженными местами прикрепления мышц. У них же недостаточно развит сосцевидный отросток височной  кости.

Скелет туловища. Позвоночник, или позвоночный столб состоит из отдельных сегментов — позвонков, накладывающихся друг на друга, и прослоек хряща — межпозвонковых дисков, придающих позвоночнику гибкость и оказывающих противодействие нагрузке по его продольной оси. Насчитывают 33—34 позвонка.

Позвоночник является осью и опорой скелета, защищает находящийся внутри него спинной мозг, принимает на себя тяжесть верхних и нижних конечностей.

По мере развития позвоночника хрящевая ткань уменьшается. Окостеневает позвоночник постепенно.

У позвоночника взрослого ясно видно 4 физиологических изгиба: шейный лордоз, грудной кифоз, поясничный лордоз и крестцовокопчиковый кифоз.

Изгибы позвоночника обеспечивают правильное положение центра тяжести и возможность прямостояния.

Поднятие тяжестей, непосильных для младшего школьника, увеличивает поясничный лордоз. Грудной кифоз школьника более резко формируется при сидении за партой, особенно у детей с ослабленной мускулатурой спины и шеи. Подвижность позвоночника и его пружинящее свойство зависят от толщины межпозвонковых хрящей, их упругости, а также от состояния связок позвоночника. Эти аппараты у детей наиболее эластичны, а поэтому их позвоночник весьма подвижен.

Грудная клетка состоит из грудины и ребер, соединенных сзади с позвоночником

Грудинная кость состоит из трех частей (рукоятки, тела и мечевидного отростка). У детей эти части соединены хрящевыми прослойками. Тело грудинной кости состоит из сегментов губчатой кости. Оно довольно долго у детей сохраняет хрящевые прослойки. Так, нижние сегменты срастаются с телом только к 15—16 годам, а верхние — к 21—25, гораздо позже прирастает к грудине мечевидный отросток (после 30 лет).

Рукоятка грудины прирастает к телу еще позже, чем мечевидный отросток, а иногда и совсем не прирастает. Наибольший годичный прирост грудинной кости в целом падает на 8-й год жизни как у мальчиков, так и у девочек.

Двенадцать пар ребер, имеющих вид узких, сильно изогнутых пластинок, сочлененных задними концами с позвоночником, их передние концы (кроме двух нижних ребер) сочленены с грудиной.

Скелет конечностей.

Верхние конечности представлены костями плечевого пояса и свободной верхней конечностью

Плечевой пояс на каждой стороне состоит из двух костей: лопатки и ключицы. , Они соединены между собой связками и хрящевыми сращениями, а с туловищем — \ мышцами и их сухожилиями.

Соединение же костей плечевого пояса с костями свободной конечности осуществляется благодаря суставам, суставным сумкам и связкам, укрепляющим соединение.

Подвижное соединение костей плечевого пояса с грудной клеткой и позвоночником, а также со свободной верхней конечностью увеличивает объем движений конечности.

Лопатки младших школьников не только меньше по размерам, но имеют меньшую вогнутость позвоночной поверхности, которая не соответствует изогнутости ребер, а поэтому у детей отмечается некоторое выпячивание лопаток. Это можно наблюдать с недостаточным развитием подкожного жирового слоя и слабым развитием  мышечной  системы.

Ключицы имеют более круглое тело, они меньше по размерам, более нежные по строению и содержат значительное количество хряща в лопаточных концах. Окостенение ключиц заканчивается к 20—25 годам.

Окостенение лучевой кости заканчивается к 21—25 и локтевой к 21—24 годам. Окостенение сесамовидных костей (т. е. лежащих в сухожильных образованиях) у мальчиков начинается в 13—14 лет, а у девочек в 12—13, т. е. в период полового созревания. Окостенение концов (эпифизов) трубчатых костей верхних конечностей заканчивается в 9—11 лет, основных фаланг пальцев и головок запястных костей — в 16—17 лет, а окостенение кисти — к 6— 7 годам. По окостенению определяют «костный возраст».

Нижняя конечность каждой стороны состоит из тазовой кости и костей свободной нижней конечности.

Тазовая кость с правой и левой стороны соединяется с крестцовой костью у взрослых, а у младших школьников с крестцовыми позвонками, образуя таз.

Тазовая кость ребенка состоит из трех отдельных костей: подвздошной, седалищной и лонной, соединенных между собой хрящевой тканью. Срастание их начинается с 5—6 лет и заканчивается к 17—18 годам. На месте срастания трех костей образуется утолщение с наличием в нем значительного углубления для  головки бедренной кости, называемого вертлужной впадиной.

Таз в целом играет защитную роль для органов таза и опорную для всей вышележащей части тела.

Женский и мужской таз имеет отличительные половые признаки Женский таз значительно шире и ниже мужского, его кости более тонкие и гладкие. Крылья подвздошных костей у женщин более отвернуты, мыс меньше выступает, а лонный угол более тупой, чем у мужчин. Седалищные бугры у женщин более широко поставлены друг от друга. Все признаки женского таза связаны с детородной функцией. Они становятся особенно заметными с 11 — 12 лет, хотя лонный угол уже хорошо заметен с 5-летнего возраста.

Деформация костей таза у детей, особенно у девочек-подростков, наступает от ношения обуви па высоких каблуках. Это приводит к сужению выходного отверстия из малого таза, что затрудняет роды.

К тазовым костям присоединяется сочленение костей свободной нижней конечности, состоящей из бедренной, большой и малой берцовых костей и костей стопы. В основном это длинные трубчатые кости.

Окостенение нижней конечности начинается еще во внутриутробном периоде, а заканчивается в разные сроки  .

С 7-летнего возраста у мальчиков ноги растут быстрее, чем у девочек. И по отношению к туловищу они достигают наибольшей длины у девочек к 13 годам, а у мальчиков к 15.

Тела трубчатых костей нижних конечностей и их концевые отделы в младшем школьном возрасте построены из костной ткани. И только на местах соединения  (срастания) имеются хрящевые зоны, которые начинают уменьшаться с 12—14 лет и полностью исчезают в 18—24 года, превращаясь в костную ткань.

Все кости стопы образуют свод, который заметен при наличии связочного аппарата на стопе. Стопа выполняет опорную и рессорную функцию, опорной является наружный край, а рессорную — внутренний, в котором имеется свод.

Свойства, состав, строение и рост костей

Состав и свойства костей. Основные свойства ткани скелета — твердость и эластичность. Твердость кости зависит от минеральных веществ — солей кальция (2/3), а эластичность — от органических веществ — оссеина и оссеомукоида (1/з).

Строение костей. С наружной поверхности кость покрыта соединительнотканой оболочкой — надкостницей, более толстой у детей, чем у взрослых. Ею не покрыты только суставные концы костей. Надкостница богата кровеносными сосудами и нервами.

К надкостнице прикрепляются мышцы и связки. Она смягчает толчки, но более чувствительна к боли, чем сама кость, в силу лучшей иннервации, а поэтому все заболевания, связанные с повреждением надкостницы.

Глубже надкостницы лежит плотное вещество кости. Под ним находится губчатое вещество, а еще глубже у длинных костей имеется полость. Такие кости называют трубчатыми.

Плотный слой кости имеет пластинчатое строение, напоминающее систему вставленных друг в друга цилиндров. Такое строение обусловливает крепость и легкость костей. В средней части плотного слоя имеется масса каналов продольного направления.

В них располагаются кровеносные сосуды, питающие кость. У детей количество таких каналов больше, чем у взрослых, и они больше в диаметре.

Губчатое вещество костей, заполненное красным костным мозгом, состоит из множества костных перекладин, располагающихся по направлению тяги прикрепляющих мышц. Костная ткань детей содержит меньше плотных веществ, а больше воды, что при прочности надкостницы придает костям мягкость и эластичность.

У новорожденных костномозговой канал заполнен красным костным мозгом, который в процессе роста замещается желтым костным мозгом, состоящим в основном из жировой ткани. С 15 лет красный костный мозг остается только в эпифизах и некоторых плоских костях (грудинная, тела позвонков, крылья подвздошных костей).

Перестройка костей у детей происходит очень быстро и энергично. К 12 годам кость в основном похожа на кость взрослого, но она еще растет и совершенствуется. При этом элементами роста являются участки хрящевой ткани в концевых отделах костей, называемые зонами роста. Они обеспечивают удлинение костей.

За период роста в костях ребенка количество воды уменьшается, а количество минеральных веществ увеличивается. При этом несколько уменьшается количество органических  веществ.

Типы мышечной ткани: поперечнополосатые и гладкие

Поперечнополосатые - это широкие (мышцы спини, груди, живота); длинные конечностей); короткие (около позвоночника) и другие скелетные мышцы.

Их деятельность подчинена воле и сознанию человека. Поэтому их еще называют произвольными.

Гладкие мышцы находятся но внутренних органахэ Они сокращаются медленно, без участия воли и сознания человека поэтому называются непрофильными

Химическое строение мышц. Они состоят из белков, жиров и некоторого  количества неорганических веществ — солей. В них содержится глюкоза, гликоген, вода – 70-80%.

Питание мышечных волокон осуществляется кровью, притекающей к ним по мельчайшим кровеносным сосудам, проникающим в межмышечные пространства и пространства между волокнами мышцы. Кровь доставляет мышцам не только необходимые питательные вещества, но и кислород для окислительно-восстановительных процессов в период мышечной деятельности.

В период работы мышц в их волокнах протекают биохимические процессы, в результате которых образуется молочная кислота. Она удаляется из организма во время отдыха и потребления кислорода.

Анатомическое строение мышц. Каждая мышца как орган движения имеет активную и пассивную части. При этом активной частью является мышечное брюшко, а пассивной — сухожилие.

Длинные волокна мышечного брюшка чаще всего бывают параллельными основной оси мышцы. При сокращении они обеспечивают большой размах движений

Короткие мышечные волокна чаще всего располагаются под углом к длинной оси мышцы, благодаря своей многочисленности они развивают большую силу в момент сокращения. У мышечных волокон может быть одно (одноперистая) или два (двуперистая) сухожилия.

Форма и величина мышц зависит не только от строения, но и от местонахождения их и выполняемой работы. Например, длинные мышцы располагаются там, где необходим большой размах движений   (например, мышцы конечностей).

Короткие мышцы расположены там, где размах движений незначителен, но преодолевается большое сопротивление, например межпозвонковые мышцы. Широкие и плоские мышцы нужны там, где небольшая подвижность, но требуется укрепление стенки туловища. За счет широких мышц образована стенка грудной клетки.

Имеются мышцы, которые располагаются вокруг отверстий, ведущих в полости; они называются круговыми мышцами (например, круговая мышца рта, глаза). Мышцы, закрывающие выход из прямой кишки, мочевого пузыря и других органов, получили название сфинктеров или сжимателей.

Каждая мышца или группа мышц покрыта соединительнотканной оболочкой разнообразной плотности, носящей название фасции. Особенно мощная фасция у мышц бедра. Она придает им упругость.

Функции мышц. Основное функциональное свойство мышечной ткани — сократимость осуществляется под влиянием нервного возбуждения. При этом волокна, становясь короче и толще, приводят мышцу в движение.

Скелетные мышцы делят на сгибатели и разгибатели, а по отношению к функции сгибания и разгибания они выступают как противодействующие, или антагонисты.

Мышцы детей более короткие по сравнению с мышцами взрослых, имеют меньший диаметр сечения, ярче по окраске.

Особенности функций мышц — в меньшей силе сокращения и небольшом объеме совершаемых движений.

Основные группы мышц

Мышцы головы и шеи. Мышцы головы делят на две группы: мышцы свода черепа и мышцы лица.

Мышцы свода черепа представлены спереди двумя лобными, а сзади двумя затылочными мышцами.

В мышцах лица различают мимические и жевательные.

И области шеи имеется большое число мышц Самая крупная— грудинно-ключично-сосцевидная.

Мышцы туловища. Их делят на мышцы спины и груди. Мышцы спины в свою очередь подразделяют на глубокие и поверхностные.

Поверхностные мышцы спины представлены большей частью плоскими и широкими мышцами, лежащими кожей. К ним относятся трапециевидная мышца, широчайшая, мышца, поднимающая лопатку.

Глубокие мышцы спины представлены собственными мышцами, расположенными на каждой стороне в виде двух продольных мышечных полос, а также мышцами — поднимателями ребер.

Мышцы груди. Их подразделяют на поверхностные и глубокие. Из поверхностных назовем большую и малую грудные и переднюю зубчатую мышцы. А из глубоких — наружные и внутренние межреберные мышцы. Названные мышцы активно участвуют в акте дыхания. Диафрагма, или грудобрюшная преграда, принимает участие в акте дыхания. Это куполообразно изогнутая плоская мышца, верхняя и нижняя поверхности которой покрыты фасциями и серозными оболочками. Развивается диафрагма из сегментов шейного отдела и по мере роста и развития сердца и легких

Купол диафрагмы у детей стоит значительно выше, чем у взрослых, так как у детей ребра занимают более горизонтальное положение.

Мышцы живота. Стенки живота, окружающие брюшную полость, представлены наружными, - внутренними косыми мышцами ; живота, поперечной и прямыми мышцами.

Все перечисленные мышцы располагаются между грудной клеткой и тазом. Они образуют брюшной пресс. Одновременное сокращение мышц брюшного пресса повышает давление внутри брюшной полости, способствуя физиологическим процессам ее органов и акту дыхания.

Нижняя стенка брюшной полости, или дно малого таза, представлена также мышцами и носит название промежности. Она поддерживает органы брюшной полости снизу и одновременно выполняет функцию сжимателя заднего прохода и мочеполового аппарат.

Мышцы конечностей. В мышцах верхних конечностей различают мышцы плечевого пояса и мышцы свободной верхней конечности. К мышцам плечевого пояса относятся: дельтовидная, надостная, подостная и подлопаточная.

К мышцам свободной верхней конечности относятся мышцы плеча, предплечья и кисти.

Мышцы нижней конечности. К мышцам нижней конечности относят мышцы таза и свободной нижней конечности.

Мышцы стопы делят на тыльные и подошвенные. Все подошвенные мышцы покрыты плотной фасцией, называемой подошвенным апоневрозом.

Нарушения опорно-двигательного аппарата

Осанка. Привычное положение тела человека во время ходьбы, стояния, сидения и работы называют осанкой. Правильная осанка характеризуется нормальным положением позвоночника с его умеренными естественными изгибами вперед в области шейных и поясничных позвонков, симметричным расположением плеч и лопаток, прямым держанием головы, прямыми ногами без уплощения стоп. При правильной осанке наблюдается оптимальное функционирование системы органов движения, правильное размещение внутренних органов и положение центра тяжести

Ряд причин - нерациональный режим, различные заболевания, приводящие к ослаблению связочно-мышечного аппарата и организма в целом, а также неудовлетворительно поставленное физическое воспитание и недостаточное внимание взрослых к воспитанию у детей навыка правильной осанки - приводят к возникновению и развитию значительных нарушений телосложения. Эти нарушения в виде увеличения естественных изгибов позвоночника и появления боковых искривлений, крыловидных лопаток, асимметрии плечевого пояса, уплощения грудной клетки не только обезображивают форму тела, но затрудняют работу внутренних органов, ухудшают обмен веществ и снижают работоспособность, а у подростков и взрослых - производительность труда.

Образование и закрепление двигательных навыков, формирующих осанку детей, происходит постепенно и длительно. Предпосылками нарушения осанки может стать то, что ребенка рано усаживают, неправильно носят на руках, преждевременно начинают учить ходить, во время прогулок постоянно держат за руку.

В дошкольные годы нарушению осанки способствуют уплощение стоп, неправильная поза во время рисования, выполнения работ на земельном участке с использованием инвентаря, не отвечающего своими размерами возрастным особенностям детей. С самого начала обучения в школе к этим отрицательным моментам могут присоединиться и другие: резкое ограничение двигательной активности, увеличение статической нагрузки, связанной с вынужденной рабочей позой, ношение в одной руке тяжелого портфеля.

Нарушениям осанки и искривлениям позвоночника может способствовать неправильная организация ночного сна детей и подростков: узкая, короткая кровать, мягкие перины, высокие подушки. Привычка спать на одном боку, свернувшись «калачиком», согнув тело и поджав ноги к животу влечет нарушение кровообращения и нормального положения позвоночника. Отрицательно сказывается на состоянии осанки и внутренних органов перетягивание живота в верхней его части тугими резинками и поясами.

Воспитывается и закрепляется у школьников навык правильной осанки, если одновременно с общеукрепляющими организм оздоровительными мерами учащиеся ежедневно выполняют разнообразные физические упражнения, а учебные и внеучебные занятия проходят в школе и во внешкольных учреждениях в условиях, отвечающих требованиям гигиены.

Плоскостопие. Деформация, заключающаяся в частичном или полном опущении продольного или поперечного свода стопы, называется плоскостопием. Это довольно частое нарушение опорно-двигательного аппарата у детей и подростков. Оно сопровождается жалобами детей и подростков на боль в ногах при ходьбе, быструю утомляемость, особенно во время длительных прогулок, экскурсий и походов.

Плоскостопие чаще бывает приобретенным и значительно реже - врожденным. Приобретенное плоскостопие может быть статическим, травматическим и паралитическим. Статическое плоскостопие развивается у детей постепенно в результате несоответствия нагрузки на связки, мышцы и кости гигиеническим требованиям. Часто причиной развития у детей статического плоскостопия является рахит. Травматическое плоскостопие развивается после повреждения стопы, голеностопного сустава, лодыжек. Паралитическое плоскостопие наблюдается в связи с заболеваниями нервной системы, чаще всего это последствие детского паралича.

Профилактика плоскостопия зависит от воспитания правильной походки. Необходимо, чтобы носки при ходьбе и стоянии смотрели прямо вперед, нагрузка приходилась на пятку, первый и пятый пальцы, а внутренний свод не опускался. Для укрепления мышц, поддерживающих свод стопы, рекомендуется ходьба босиком по неровной, но мягкой поверхности. При ходьбе полезно периодически поджимать и расслаблять пальцы. Положительное влияние на укрепление свода стопы оказывают игры в волейбол, футбол.

Большое значение имеет ношение обуви, отвечающей гигиеническим требованиям. Она должна точно соответствовать длине и ширине стопы, иметь широкий носок, чтобы пальцы не сжимались, широкий каблук 1,5-2,0 см и эластичную подошву. Девочкам противопоказано ношение обуви на высоких каблуках (4-5 см), чтобы не нарушалась осанка, не происходило искривление позвоночника и смещение позвонков, изменение правильного положения таза и его размеров.

Всестороннее физическое воспитание детей и подростков, выполнение общеразвивающих и специальных физических упражнений ежедневно дома, на уроках - основа профилактики нарушений опорно-двигательного аппарата, укрепления здоровья.

ТЕМА №4

Система крови

Внутреннюю среду организма составляют кровь, тканевая жидкость и лимфа. Они заполняют сосуды и межтканевые промежутки, участвуют в тканевом дыхании, защите организма от попавших микробов, доставке питательных веществ и выносят из организма продукты распада.

Кровь, тканевая жидкость и лимфа сохраняют относительное постоянство своего состава и физико-химических свойств (одинакового количества воды в клетках и тканях, нормальной жизнедеятельности их и всего организма в целом).

Абсолютное количество крови у детей увеличивается с возрастом, относительное же (на 1 кг веса) уменьшается. Общее количество крови по отношению к весу детей у новорожденного 14,7%, у годовалого 10,9%, у 6—10-летнего возраста составляет 6,97%, а у 11—16-летних — 6,81%. У мальчиков крови несколько больше, чем у девочек.

У человека в покое вся кровь делится на две части. Одна часть крови (55%) циркулирует по кровеносным сосудам тела, а остальная часть (45%) находится в депо — в органах: в капиллярах селезенки, печени, легких, подкожной клетчатки. Это депонированная кровь.

Кровь — это жидкая соединительная ткань, красного цвета, непрозрачная, клейкая, слабощелочной реакции, солоноватого вкуса. При длительном стоянии в пробирке на холоде и при добавлении противосвертывающих веществ разделяется на слои. Верхний слой — жидкая часть, нижний — клеточные, или форменные, элементы.

Плазма, или жидкая часть крови белкового характера, составляет 55—60% общего объема крови. Она слегка желтоватая, прозрачная, вязкая. В ее состав входит до 90—92% воды и 8—10% органических и неорганических веществ.

Большую часть плазмы составляют белки, в плазме содержатся продукты, вырабатываемые эндокринными железами человеческого тела, в виде гормонов и ферментов.

Эритроциты — безъядерные клетки крови. Их количество у детей соответствует нормам взрослого — 4,5—5 млн. в 1 куб. мм. Процесс образования эритроцитов связан с красным костным мозгом плоских костей и концевыми отделами трубчатых костей. Продолжительность жизни эритроцитов от 30 до 120 дней. Отжившие клетки разрушаются в печени и селезенке.

В цитоплазме эритроцитов имеется окрашенное вещество — гемоглобин,— содержащее железо. Оно придает крови красный цвет.

В крови 6—7-летппх детей до 80—81% гемоглобина, а у 10— 11-летних — 85%, что равно норме взрослых. При 100% гемоглобина крови в 100 мл ее содержится 17,3 г гемоглобина. Уменьшение гемоглобина до 70%, или 14 г на 100 мл крови, указывает на заболевание организма.

Гемоглобин соединяется с кислородом воздуха, образуя нестойкое соединение, которое называют оксигемоглобином. Этот процесс совершается в легких. В силу движения крови по сосудам оксигемоглобин доставляется к тканям, где диссоциирует на кислород и гемоглобин.

Гемоглобин может также соединяться с углекислым и угарным газом. Соединение его с угарным газом более стойкое, чем с кислородом или углекислым газом.

Уменьшение количества эритроцитов или содержания гемоглобина в них называют малокровием. Чем меньше ребенок, тем чаще может развиться у него малокровие, так как его кроветворные органы функционально слабы, а приток кислорода в легкие недостаточен в силу физиологических особенностей воздухоносных путей. Но малокровие может развиваться и от неправильного питания

Страдающие малокровием отличаются повышенной утомляемостью и частыми головокружениями. Кожа и видимые слизистые оболочки бледные, падает работоспособность.

Для борьбы с малокровием и предупреждения его необходимы прогулки, хорошее и систематическое проветривание помещений. В пищу следует использовать продукты, богатые железом и витаминами (печень, блюда из крови животных, яблоки, морковь, свежую землянику).

Лейкоциты — клетки, имеющие ядро  и обладающие активной подвижностью. Их количество в I куб. мм крови от 8 до 11 тысяч.

Увеличение количества лейкоцитов по сравнению с приведенными данными носит название лейкоцитоза, а понижение — лейкопении. При заражении крови лейкоцитоз достигает 80 000, а при кори, болезнях крови и других заболеваниях лейкопения достигает 2000 и менее.

Лейкоцитоз в нерезкой форме может наблюдаться у здоровых детей и взрослых после приема пищи и некоторых видов работ. Лейкоциты в организме выполняют роль защитников, так как обладают свойством подвижности и фагоцитоза (пожирания).

В борьбе с инфекцией масса лейкоцитов погибает, а на их место прибывают новые, образующиеся в селезенке и лимфатических узлах.

Тромбоциты, или кровяные пластинки,— очень маленькие неправильной формы тельца. В них содержится специальное вещество — тромбокиназа,— принимающее участие в свертывании крови, т. е. образовании сгустка — тромба, закупоривающего раненые кровеносные сосуды.

Количество тромбоцитов в 1 куб. мм крови детей от 2 до 15 лет — 200—300 тысяч, а у взрослых — 300—400 тысяч. Пониженное количество тромбоцитов (до 150 тысяч) называют тромбопенией. Люди с такой болезнью могут потерять много крови от незначительных ранений.

Функции крови. Кровь в организме выполняет важнейшую функцию обмена веществ. Обогащает ткани кислородом и питательными веществами. Удаляет из организма продукты распада. Кроме того, она осуществляет жидкостную (гуморальную) регуляцию деятельности различных органов, так как разносит по всему организму вещества, вырабатываемые железами внутренней секреции,— гормоны, которые в одних случаях усиливают, а в других — тормозят работу органов.

Кровь выполняет защитную функцию благодаря упомянутому свойству фагоцитоза, она содержит антитоксины, обезвреживающие вновь попадающие микробы, их яды и разрушают чужеродные белки. Этим они повышают невосприимчивость человека к болезням.

Кровь также принимает известное участие в поддержании постоянной температуры (функция терморегуляции), так как ее движение обеспечивает постоянное распределение тепла, образующегося в организме при обмене веществ.

Свертываемость крови. Кровь свертывается, т. е. переходит в желеобразное состояние. Скорость свертывания крови, выделившейся из кровеносных сосудов детей определяется в 4 — 4,5 минуты, что учитывается при всевозможных хирургических операциях.

Подобно крови, свертывается лимфа и межтканевая жидкость, вышедшие из своего русла. Их сгустки более рыхлые вследствие меньшего содержания белка фибрина.

При длительном стоянии крови, к которой прибавлено вещество, предотвращающее свертывание, эритроциты оседают, образуя темно-красный  слой.   Это  свойство крови (РОЭ, т. е. реакция оседания эритроцитов) применяют в медицинской практике для обнаружения заболевания организма. РОЭ держится на цифрах, свойственных взрослым, в среднем 4—12 мм в час. При воспалении легких, туберкулезе, гриппе и других заболеваниях РОЭ достигает 20— 50 мм в час.

Кровообращение. Лимфообращение

В организме кровь проходит по сложному пути — большому и малому кругу кровообращения. При этом по одним сосудам кровь движется от сердца (аорта, легочная артерия), а по другим — к сердцу (нижняя и верхняя полые и легочные вены). Толчком к началу движения крови являются сокращения мышцы сердца. Дальнейшее продвижение крови по сосудам к тканям и возвращение ее в сердце обусловлены снижением давления при переходе от артерий к капиллярам, к венам и предсердиям.

Движение лимфы отличается от движения крови тем, что она движется только в одном направлении — из органов и попадает в крупные лимфатические сосуды, объединяющиеся в грудной и правый лимфатические протоки, которые в верхней части грудной клетки впадают в вены большого круга кровообращения. По пути лимфа проходит через лимфатические узлы.

Основной причиной движения лимфы является разность давления в различных частях лимфатической системы, а также присасывающее действие грудной полости при вдохе и сдавливающее воздействие скелетных мышц на лимфатические сосуды.

Органы кровообращения. Центром системы органов кровообращения является сердце — мышечный орган с непосредственно к нему относящимися сосудами разных диаметров. Самые большие сосуды имеют трехслойные стенки, а капилляры — однослойные. Все сосуды делят на три вида: артерии, вены и капилляры.

Основной сосуд, отходящий от сердца и дающий начало артериям, — аорта. Аорта детей отличается от аорты взрослых только размерами и большей эластичностью стенки. В ней выделяют восходящую часть, дугу и нисходящую часть, подразделяемую на грудную и брюшную.

От дуги аорты отходят сосуды к голове и верхним конечностям, а брюшная аорта разветвляется на сосуды нижних конечностей и органов таза.

Артерии почти на всем протяжении покрыты мышцами и только в некоторых местах залегают поверхностно и прилежат к костям. В таких местах можно прощупать пульс или прижать артерию с целью остановки кровотечения.

Кровь из мельчайших артерий переходит в капилляры, а они затем дают начало венам. Различают нижнюю и верхнюю полые вены, и первую входит система воротной вены, собирающая кровь от кишечника.

Все вены принято делить на поверхностные и глубокие.

Сердце. Сердце находится в грудной полости, между правым и левым легкими. Околосердечная сумка (перикард) одевает сердце. Между внутренней поверхностью перикарда и наружной поверхностью сердца имеется щелевидное пространство — полость перикарда. В ней находится до 20 мл жидкости, вырабатываемой и выделяемой самим перикардом.

Расширенная часть сердца (основание) находится на уровне второго, а его суженная часть (верхушка) — на уровне пятого межреберного промежутка.

Строение стенки. Стенка сердца состоит из трех слоев: наружного (эпикард), среднего (миокард) и внутреннего (эндокард).

Наиболее мощным слоем сердечной стенки является средний (мышечный) слой — миокард. У детей волокна тонкие, чем у взрослых, и слабее развиты, короче и расположены компактнее, не содержат жировых клеток, объединены в кольцевые, продольные или косые пучки.

Камеры сердца. В сердце различают две верхние камеры — предсердия и две  нижние — желудочки. Через правое предсердие и желудочек протекает венозная кровь, а через левое предсердие и желудочек — артериальная. Емкость каждой камеры сердца возрастает постепенно. Особенно заметен этот прирост после 5—7 лет.

Правое предсердие принимаем кровь из двух крупных вен организма. В него открывается также общий венозный сосуд, собирающий кровь от стенок сердца.

Левое предсердие принимает кровь из четырех легочных вен т. е. по две из каждого легкого. Полость левого предсердия сообщается с левым желудочком через левое предсердно-желудочковс отверстие. Кровеносные сосуды, впадающие в левое и правое предсердия, не имеют клапанов. Желудочки сердца детей отличаются значительным ростом стенки в толщину.

Левый желудочек образован более толстыми стенками, так как он выполняет большую работу, чем правый.

Клапаны сердца. Одни клапаны имеют вид створок, а другие — полулуний или кармашков.

Створчатые клапаны благодаря наличию связи с сосочковыми мышцами не выворачиваются в полость предсердий в период сжатия желудочков.

Полулунные клапаны, в свою очередь, путем смыкания не допускают обратного тока крови из легочной артерии и аорты в желудочки.

Рост клапанов сердца идет параллельно росту всего сердца.

Работа сердца

Фазы работы. Через определенные промежутки времени происходят сокращения и расслабления предсердий и желудочков. Период сокращения называется систолой, а расслабления — диастолой.

В деятельности сердца различают три фазы:

1) систолу предсердий, когда кровь из предсердий переходит в желудочки (желудочки в это время находятся в расслабленном состоянии),

2) систолу желудочков, когда кровь из желудочков со значительной силой выбрасывается в аорту и легочную артерию (предсердия в это время расслабляются);

3) общую паузу, когда все сердце оказывается в состоянии покоя. В период общей паузы предсердия расслаблены и заполняются кровью из полых вен.

Все три фазы сердечной деятельности составляют один цикл работы сердца. В конце общей паузы наступает очередная систола предсердий, а за ней повторяются все остальные фазы. Один цикл работы сердца 6—7-летпего ребенка составляет 0,63 сек, 12-летнего — 0,75 сек и взрослого — 0,8 сек.

Объем крови, выбрасываемой сердцем за одну систолу, называется систолическим или ударным объемом сердца.

Объем полостей детского сердца меньше, чем у взрослого, а поэтому и ударный объем будет меньшим. Например, у 7-летнего— 23,0 мл, 12-летнего — 41,0 и у взрослого — от 60 до 80. Наибольшее увеличение ударного объема сердца наблюдается в период полового созревания.

Ритм работы. Сердцу свойственны равномерные сжатия и расслабления, получившие название ритм сердца. У детей он более частый, чем у взрослых.

Иногда ритм бывает редким (брадикардия)—до 40—50 в минуту и более частым — свыше 100 в минуту (тахикардия).

Автоматия работы сердца. Возможность органа выполнять работу независимо от внешних раздражений и воздействий назвали автоматией.  

Проводящая система сердца. Имеющиеся в сердечной мышце атипические клетки и волокна объединены в проводящую систему. Ее начало заложено у устья верхней полой вены. Это синусный узел (Кизс-Флака). Возникающие в нем импульсы далее распространяются к предсердно-желудковому узлу (Ашоф-Товара), от которого по предсердно-желудочковому пучку (пучок Гиса), делящемуся на две ветви (ножки пучка Гиса), распространяются на множество ветвей и веточек, вступающих в контакт с мышцей желудочков и сосочковыми мышцами, вызывая одновременное сокращение вначале предсердий, а затем желудочков.

Ритмичность работы сердца. Ритмическая и непрерывная посылка импульсов из синусного узла определяет ритмичность работы сердца. После каждого возбуждения (сокращения) сердце становится невозбудимым. Период невозбудимости почти соответствует паузе работы сердца. Если подсчитать все паузы в работе сердца, то окажется, что оно отдыхает почти 8 часов в сутки.

Регуляция работы сердца. В регуляции работы сердца самое активное участие принимает нервная система, что и получило название нервной регуляции. Импульсы с парасимпатических волокон оказывают замедляющее и ослабляющее воздействие на сердце, вызывая уменьшение силы и урежение ритма сердечных сокращений вплоть до полной остановки. Импульсы симпатических волокон оказывают усиливающее и ускоряющее действие, т. е. повышают силу сердечных сокращений и учащают их ритм. Центры регуляции сердечной деятельности находятся в продолговатом, промежуточном (подбугровая область) мозге и в лобных долях полушарий головного мозга.

Работа сердца и сосудов изменяется в ответ на самые разнообразные раздражения (тепло, холод, боль, изменения в мышцах во время работы и т. д.), поступающие в регулирующие центры, откуда импульсы посылаются сердцу и сосудам, которые меняют ритм и силу своих сокращений.

у детей ЧСС — 85—90, а у взрослых — 68—70.

У девочек, как правило, пульс чаще, чем у мальчиков, в среднем на 5—10 сокращений в минуту. В период же нагрузки (физическая работа, подвижные игры, гимнастика) число сердечных сокращений и частота пульса значительно возрастают. При этом весьма важно знать, как скоро пульс становится нормальным. Это говорит о функциональной выносливости сердца.

В разных частях кровеносной системы скорость кровотока бывает различной. В крупных артериях она составляет до 50 см/сек, в венах — 20 см/сек и в капиллярах — до 0,5 мм/сек.

Реакция системы крови при физической нагрузке.

В целом реакция белой крови на мышечную работу у подростков и юношей имеет те же закономерности, что и у взрослых. При работе небольшой мощности у подростков 14-17 лет наблюдается первая, лимфоцитарная фаза миогенного лейкоцитоза. При работе большой мощности - нейтрофильная фаза (вторая) миогенного лейкоцитоза. Степень выраженности миогенного лейкоцитоза зависит от длительности мышечной работы: с увеличением длительности и мощности работы лейкоцитоз усиливается. Прикратковременной мышечной работе количество гемоглобина у юношей и девушек 16-18 лет изменяется незначительно.

Мышечная деятельность вызывает у лиц всех возрастов четко выраженный тромбоцитоз, который был назван миогенным. Относительная вязкость крови у юношей и у девушек 16-17 лет существенно не меняется после кратковременной работы. При работе большой мощности и длительности изменения вязкости крови имеют затяжной характер.

Под влиянием учебной нагрузки у детей 10-12 лет в большинстве случаев наблюдается увеличение числа лейкоцитов. У большинства детей первых классов сразу после учебной нагрузки скорость оседания лейкоцитов ускоряется.

Иммунитет

Иммунитет, или невосприимчивость организма к инфекционным агентам и чужеродным веществам (антигенам), обеспечивается в первую очередь барьерными свойствами кожи и слизистых оболочек, выделительной функцией почек, печени, кишечника, фильтрующей способностью лимфатических узлов.

Антигенами называются природные или синтетические соединения, способные вызывать иммунный ответ. Антиген состоит из молекулы-переносчика и детерминантных групп, расположенных на ее поверхности. Антитела — белки гамма-глобулины, образующие фракцию иммуноглобулинов, синтезируются в организме в ответ на присутствие антигена. Антитела способны распознавать детерминантные группы антигенных молекул и связываться с ними с образованием комплекса антиген-антитело. Важная роль в обеспечении реакций иммунитета принадлежит крови.

Иммунитет может быть специфическим — в ответ на действие определенных чужеродных агентов, к которым у организма уже выработана специфическая невосприимчивость в результате предыдущих контактов; и неспецифическим. Благодаря последнему обезвреживаются чужеродные агенты, с которыми организм до этого не сталкивался. В обеспечении обоих типов реакций принимают участие клеточные и гуморальные механизмы.

Неспецифический гуморальный иммунитет обеспечивается наличием в плазме веществ белковой природы, обладающих противовирусной активностью (интерферон, лизоцим) и способных подавлять рост и размножение бактерий (лизоцим, пропердин). Неспецифический клеточный иммунитет обусловлен фагоцитарной активностью форменных элементов крови — тромбоцитов и лейкоцитов. В состав фагоцитов входят многочисленные лизосомы, осуществляющие деструкцию захваченных веществ. Некоторые продукты распада, высвобождаясь из фагоцитирующей клетки, могут выступать в качестве антигенов и вызывать образование антител, являясь тем самым связующим звеном между неспецифическим и специфическим иммунным ответом. Явление фагоцитоза было открыто И. И. Мечниковым в 1908 г., за что он был удостоен Нобелевской премии.

Специфический клеточный иммунитет связан с деятельностью так называемых Т-лимфоцитов. Часть лимфоцитов, образовавшихся в костном мозге, переносятся кровью в вилочковую железу (тимус), где проходят дифференцировку, превращаясь в Т-лимфоциты. После этого они вновь возвращаются в кровоток. При встрече с антигеном Т-лимфоциты пролиферируют (активно размножаются). Часть из новообразованных клеток связывается с антигеном и уничтожает его. Часть же представляет собой долгоживущие Т-клетки памяти, способные узнавать антиген и вызывать вторичный иммунный ответ, провоцируя образование большого количества Т-киллеров, уничтожающих чужеродный агент. Существуют и другие виды Т-лимфоцитов.

Специфический гуморальный иммунитет осуществляется при участии В-лимфоцитов, дифференциация которых у млекопитающих проходит в лимфоидной ткани кишечника, миндалин, аппендикса. Встречаясь с антигеном, В-лимфоциты пролиферируют с образованием клеток иммунологической памяти и плазматических клеток, отвечающих за выработку специфических к данному антигену антител. В продукции антител важную роль играют так называемые Т-хелперы. Повторный контакт с антигеном вызывает резкое увеличение в крови соответствующих иммуноглобулинов. Следует отметить, что гуморальные иммунные реакции развиваются быстрее клеточных и называются иммунными реакциями немедленного типа.

Иммунитет бывает:

♦   естественный пассивный — обусловленный передачей уже готовых антител от матери к ребенку при рождении и в результате кормления молоком;

♦   естественный активный — обеспечивается выработкой собственных антител в результате контакта с антигенами;

♦   приобретенный пассивный — создается путем введения в организм готовых антител такой иммунитет непродолжителен, его используют в лечебных целях, а также для проведения профилактических мероприятий против таких заболеваний, как столбняк, дифтерия;

4- приобретенный активный — появляется при введении вакцин (некоторых количеств антигена, представленного ослабленными или убитыми бактериями, не представляющими опасности для организма, но вызывающими выработку соответствующих антител).

Группы крови

При смешивании крови, взятой от разных лиц, часто происходит склеивание эритроцитов между собой (агглютинация). Причина этого состоит в том, что в мембрану эритроцитов встроены различные антигены, называемые агглютиногенами, с которыми способны реагировать специфические антитела — агглютинины. В результате того, что агглютинины имеют два участка связывания с антигенами, при реакции они образуют своеобразные мостики, соединяющие эритроциты друг с другом. Естественно, в норме в крови не содержится агглютининов к собственным агглютиногенам. По набору агглютиногенов в эритроцитах и агглютининов в плазме кровь человека может относиться к той или иной группе. Наиболее широко распространена система АВО, в соответствии с которой выделяют четыре группы крови по содержанию антигенов А и В и агглютининов альфа и бета. Агглютинины альфа агглютинируют эритроциты с агглютиногеном А, а бета — с агглютиногеном В.

Группа крови

аглютиноген

аглютинин

I

Нет (0)

Альфа, бета

II

А

Бета

III

В

Альфа

IV

А,В

нет

При переливании необходимо подбирать кровь так, чтобы плазма реципиента (того, кому переливают) была пригодна для жизни эритроцитов донора. В случае переливания относительно небольших количеств крови (до 500 мл) агглютинины донора в расчет не принимаются, т. к. их концентрация в крови реципиента оказывается невелика и не вызывает слипания эритроцитов. Поэтому лица с I группой крови являются универсальными донорами, а с IV — универсальными реципиентами.

По наличию или отсутствию в эритроцитах резус-фактора (Rh) кровь делят на резус-положительную (Rh+) и резус-отрицательную (Rh-). Если Rh+ кровь перелить человеку с Rh-кровью, то у него образуются специфические агглютинины, и повторное введение такой крови вызовет агглютинацию. В случае, когда у Rh- женщины развивается плод, унаследовавший от отца положительный резус, может возникнуть резус-конфликт, так как кровь ребенка проникает через плаценту в организм матери, вызывая образование антирезус агглютининов, мигрирующих обратно в кровь ребенка.

ТЕМА №5

Дыхательная система

Энергия, необходимая для поддержания жизнедеятельности организма, выделяется в ходе окисления органических веществ и аккумулируется в химических связях макроэргических молекул. В ходе этого процесса образуется углекислый газ, который подлежит удалению из организма.

Сущность дыхания состоит в потреблении организмом кислорода и выделении углекислого газа. При этом последовательно осуществляются следующие процессы:

1) вентиляция легких;

2) газообмен между альвеолярным воздухом и кровью капилляров легких;

3) транспорт газов кровью;

4) обмен дыхательными газами между капиллярной

сетью большого круга кровообращения и клетками органов и тканей;

5) биологическое окисление в клетках.

Органы дыхания. Динамика процессов

Кислород воздуха попадает в кровь, а углекислый газ выводится из организма благодаря наличию органов дыхания, к которым относятся легкие и связывающая их с атмосферным воздухом система воздухоносных путей. Они представлены полостью носа, рта (если дыхание осуществляется через рот), глоткой, гортанью, трахеей и бронхами.

Вдыхаемый воздух из носовой или ротовой полости проходит через глотку и попадает в гортань. Голосовая щель, соединяющая их, защищена специальным хрящом — надгортанником предотвращающим попадание пищи в дыхательные пути во время еды. В гортани находятся располагающиеся горизонтально в два ряда эластичные перепонки — голосовые связки. При звукообразовании они напряжены, а голосовая щель закрыта и открывается лишь на короткое время под давлением выдыхаемого воздуха. Изменение натяжения голосовых связок вызывает изменение частоты их колебания при прохождении воздуха, а следовательно, и высоты звука.

Следующим отделом воздухоносных путей является трахея. Ее стенки укреплены хрящами в виде незамкнутых колец, разрезом обращенных к пищеводу. Трахея делится на два бронха, каждый из которых разветвляется на более мелкие. Правый дает начало трем бронхам, идущим в три доли правого легкого, а левый — двум, направляющимся в две доли левого легкого. В обоих легких каждый бронх образует многочисленные бронхиолы. Стенки последних, в отличие от бронхов, уже не имеют хрящей и состоят только из гладкой мускулатуры и соединительной ткани, содержащей эластические волокна. Самые мелкие из бронхиол — респираторные — переходят в альвеолярные ходы, сообщающиеся с альвеолярными мешочками, содержащими альвеолы. Внутренняя поверхность альвеол выстлана эпителиальными клетками, покрытыми слоем жидкости (сурфактанта). Последняя имеет важное значение в транспорте 02, т. к. он лучше растворяется в фосфолипидах, входящих в состав сурфактанта, чем в воде. Наружная поверхность альвеол оплетена сетью многочисленных капилляров. Их стенки содержат эластические волокна и коллаген, придающие им гибкость.

При газообмене кислород, содержащийся в воздухе, диффундирует через клетки эпителия стенок альвеол (предварительно растворяясь в слое сурфактанта) и эндотелий капилляров и попадает в плазму крови. Там он соединяется с гемоглобином эритроцитов и в таком виде транспортируется к местам потребления. Углекислый же газ, доставляемый с кровью к легким, высвобождается там и выводится из организма во время выдоха.

Диффузия дыхательных газов и их обмен между альвеолярным воздухом и кровью осуществляются за счет разности их парциального давления в альвеолах и напряжения в крови. Парциальное давление газа в газовой смеси пропорционально его процентному содержанию в ней и общему давлению в смеси. А напряжение газа в жидкости — это та сила, с которой молекулы газа стремятся выйти из раствора. Поскольку напряжение 02 в венозной крови, поступающей к капиллярам малого круга кровообращения, ниже его парциального давления в альвеолярной смеси газов, кислород диффундирует в кровь. Напряжение С02, напротив, выше, чем его парциальное давление в альвеолах, и он переходит из крови легочных капилляров в альвеолярный воздух. Эти же механизмы лежат и в основе обмена газов между кровью капилляров большого круга кровообращения и тканями.

Та часть дыхательной системы, где не происходит газообмена, называется функциональным (или физиологическим) мертвым пространством. В него входит часть альвеолярного пространства, которое вентилируется, но не омывается кровью, и анатомическое мертвое пространство, к которому относится просвет воздухоносных путей вплоть до перехода бронхиол в альвеолы. Несмотря на то, что в анатомическом мертвом пространстве не осуществляется, собственно, процесс газообмена, оно выполняет, помимо вентиляции легких, ряд важных вспомогательных функций. Благодаря наличию ресничного эпителия, а также клеток, выделяющих слизь и серозную жидкость, в стенках воздухоносных путей происходит фильтрация воздуха и очистка его от пыли и других инородных частиц. Кроме того, воздух здесь увлажняется и согревается.

Легкие находятся в грудной клетке и отделены от ее стенок плевральной полостью, которая образована двумя листками тонкой эластичной оболочки — плевры. Один из них (париетальный) выстилает внутреннюю поверхность грудной клетки, а другой (висцеральный) покрывает сами легкие. Пространство между листками плевры непроницаемо для воздуха и заполнено жидкостью, уменьшающей трение между ними во время дыхательных движений. Давление в плевральной полости ниже атмосферного, поэтому легкие всегда находятся в расправленном состоянии.

Поступление воздуха в легкие и его изгнание из них происходит в результате вдоха и выдоха, осуществляемых благодаря работе дыхательной мускулатуры.

При вдохе сокращаются инспираторные мышцы (наружные межреберные и диафрагма). В расслабленном диафрагма представляет собой купол, от которого радиально отходят мышечные волокна. Она отделяет полость грудной клетки от брюшной полости. При сокращении диафрагма становится более плоской, опускаясь в среднем на 3—4 см. Сокращение наружных межреберных мышц обеспечивает приподнимание ребер. Выдох обычно представляет собой процесс расслабления мышц, участвующих в организации вдоха Интенсивный выдох сопровождается сокращением внутренних межреберных мышц и мышц брюшной стенки.

Различают брюшное и грудное дыхание..

Интервал от начала одного вдоха до начала следующего составляет дыхательный цикл. Его продолжительность в среднем 3—5 секунд. Уровень вентиляции легких, определяемый частотой и глубиной дыхания.

Для описания величин, связанных с вентиляцией легких, наиболее часто применяют следующие показатели:

♦ дыхательный объем (количество воздуха, которое человек вдыхает и выдыхает при спокойном дыхании; составляет около 0,5 л);

♦ жизненная емкость легких (наибольшее количество воздуха, выдыхаемого после максимального вдоха, фактически является показателем подвижности легких и грудной клетки);

♦ функциональная остаточная емкость (количество воздуха, остающегося в легких после спокойного выдоха);

♦ общая емкость легких (количество воздуха, содержащееся в легких на уровне максимального вдоха);

♦ остаточный объем (количество воздуха, остающееся в легких после максимального выдоха).

Придаточные полости носа у детей развиты слабо. Развитие миндалин идет очень быстро на втором году жизни, к 4 достигает максимума. Бронхи узкие , хрящи мягкие, мышцы развиты слабо. Слизистая сильно снабжается кровью.

Регуляция дыхания

Осуществление непроизвольных процессов вдоха и выдоха происходит благодаря деятельности дыхательного центра, расположенного в головном мозге. Продолговатый мозг содержит две пары дыхательных ядер, два из которых являются центрами вдоха и непосредственно управляют сокращением диафрагмы, а два — центром выдоха. Помимо этого, нейроны, связанные с регуляцией дыхания, содержатся в варолиевом мосту, образуя так называемый пневмотаксический центр. Он осуществляет переключение с вдоха на выдох. При разрушении этого центра вдох становится затянутым и чрезвычайно глубоким.

Основным фактором, оказывающим воздействие на деятельность дыхательного центра, является афферентная стимуляция, поступающая от центральных и периферических хемо- и механорецепторов дыхательной системы.

Хеморецепторы, чувствительные к концентрации С02 и Н+ в крови, имеются в продолговатом мозге, каротидном синусе (он расположен в области бифуркации сонной артерии) и дуге аорты. Каротидный синус и дуга аорты, кроме того, имеют рецепторы, реагирующие на изменение концентрации 02 в крови. Наиболее существенное влияние на параметры дыхания оказывает изменение содержания С02 в крови. Рост напряжения углекислого газа (гиперкапния) и снижение рН артериальной крови вызывают увеличение глубины и частоты дыхания. Влияние же понижения напряжения 02 в крови (гипоксия) опосредуется лишь периферическими рецепторами, находящимися в каротидном синусе и дуге аорты, что приводит к увеличению минутного объема дыхания.

Механорецепторы дыхательной системы участвуют в регуляции паттерна дыхания. В гладкомышечном слое трахеи и бронхов расположены рецепторы растяжения, возбуждение которых нарастает по мере растяжения дыхательных путей и легких, что, в конечном итоге, вызывает торможение нейронов в центре вдоха, и начинается выдох. Возбуждение части рецепторов зависит от скорости растяжения легких. Этот механизм обеспечивает регуляцию частоты дыхания.

В верхних дыхательных путях есть рецепторы, при раздражении которых возникают защитные дыхательные рефлексы — чихание и кашель, предотвращающие попадание инородных тел в легкие. Рефлекторная задержка дыхания при глотании препятствует попаданию пищи в дыхательные пути во время еды.

Поскольку дыхательная мускулатура представлена поперечнополосатыми мышцами, человек может произвольно менять глубину и частоту дыхания. Таким образом, в регуляции дыхания принимает участие и кора больших полушарий.

Характер дыхания в значительной степени изменяется в зависимости от вида деятельности человека, его функционального состояния, эмоционального фона, условий среды.

ТЕМА №6

Пищеварительная система

Для восстановления пластических и энергетических затрат в процессе жизнедеятельности организму необходимо поступление питательных веществ. Функцию физической и химической переработки пищи, в результате которой во внутреннюю среду организма поступают вещества, способные включаться в обменные процессы, выполняет система пищеварения. Она состоит из пищеварительной трубки и желез (слюнных, поджелудочной и печени). Процессы переваривания осуществляются при участии секреторной и моторной функций пищеварительного тракта.

Пищеварительные ферменты представлены тремя основными группами гидролаз:

1) протеазами (протеолитическими ферментами) — осуществляющими разложение белков через ряд последовательных стадий до аминокислот;

2) липазами — гидролизующими жиры с образованием глицерина и жирных кислот;

3) карбогидразами — расщепляющими углеводы до моносахаров.

Эти ферменты вырабатываются секреторными клетками пищеварительных желез и входят в состав пищеварительных соков — желудочного, поджелудочного, кишечного, а также слюны.

Механическое измельчение и перемешивание пищи, облегчающее ее химическое разложение ферментами пищеварительной системы в желудочно-кишечном тракте, осуществляется благодаря сокращению мышц, расположенных в его стенках.

После переваривания осуществляется всасывание. Помимо этого пищеварительная система выполняет экскреторную функцию, участвуя в выделении некоторых продуктов обмена веществ, например, мочевины и желчных пигментов.

Стенки пищеварительной трубки на всем ее протяжении состоят из четырех слоев: серозной, мышечной, подслизистой и слизистой оболочек.

Серозная оболочка — наружный слой пищеварительной трубки, состоит из рыхлой волокнистой соединительной ткани.

Мышечная оболочка представлена внутренним слоем кольцевых мышц и наружным слоем продольных. Волнообразные сокращения кишечной трубки (перистальтика) обусловлены координированной работой этих мышц. В желудке мышечная оболочка состоит из трех слоев: наружного (продольного), среднего (циркулярного) и внутреннего (косого).

Подслизистая основа состоит из соединительной ткани, содержащей эластические волокна и коллаген. В ней располагаются нервные сплетения, кровеносные и лимфатические сосуды. Здесь же могут находиться и железы, выделяющие слизь.

Слизистая оболочка представлена железистым эпителием, секретирующим слизь, а в некоторых местах и пищеварительные ферменты.

Пищеварение в различных отделах желудочно-кишечного тракта

Обработка пищи начинается в ротовой полости, где происходит анализ ее вкусовых качеств, измельчение в процессе жевания, смешивание со слюной и формирование пищевого комка.

Слюна выделяется тремя парами слюнных желез и множеством железок, расположенных в слизистой оболочке щек. В ее состав входят ферменты, неорганические соли и слизь (муцин).

Содержащийся в слюне фермент амилаза осуществляет начальный этап гидролиза углеводов, однако пища в ротовой полости находится недолго и действие ферментов слюны продолжается в желудке. В зависимости от потребляемой пищи состав и количество слюны может изменяться. Сухая пища вызывает более обильное выделение секрета, чем жидкая.

Выделение слюны происходит как безусловно-рефлекторный акт в результате раздражения рецепторов слизистой оболочки рта (возбуждение этих окончаний передается в продолговатый мозг — в центр слюноотделения и активирует центробежные волокна, инервирующие слюнные железы). Кроме того, слюна может выделяться и лишь при запахе или виде пищи. Поскольку в этом случае деятельность слюнных желез происходит до начала безусловного слюноотделения, она была названа условно-рефлекторной.

Из ротовой полости пища в результате глотания попадает в пищевод. Глотание представляет собой рефлекторный акт, состоящий из ряда последовательных стадий. Попадание пищи в пищевод вызывает перистальтические сокращения его стенок и передвижение пищевого комка. Как только он достигает конечной части пищевода, происходит расслабление сфинктера на границе с желудком, куда и попадает пищевая масса.

В желудке происходит депонирование пищи и ее дальнейшая физическая и химическая переработка. Благодаря перистальтическим сокращениям его стенок, пища постепенно перемешивается с желудочным соком. Смешанная с желудочным соком пищевая масса называется химусом.

Желудочный сок секретируется тремя типами клеток, расположенных в слизистой оболочке.

1. Главные клетки продуцируют пепсиноген — вещество предшественник пепсина, который представляет собой смесь нескольких протеаз, активных при разных значениях рН.

2. Добавочные клетки секретируют слизь (муцин).

3. Обкладочные клетки выделяют соляную кислоту (НС1).

Перечисленные типы клеток располагаются в слизистой желудка неравномерно.

Соляная кислота, вырабатываемая добавочными клетками, выполняет следующие функции:

1 активирует превращение пепсиногена в пепсин;

2 создает кислую среду, необходимую для осуществления гидролитической активности пепсина;

3 вызывает набухание и денатурацию белков;

4 оказывает бактерицидное действие;

5 участвует в регуляции деятельности пищеварительного тракта. Пепсин осуществляет гидролиз белков с образованием полипептидов. Помимо этого в состав пищеварительного сока входит липаза, оказывающая слабый гидролитический эффект на жиры.

Муцин образует оболочку, тесно прилегающую к слизистой желудка. Он защищает ее от различных физических и химических раздражителей и самопереваривания ферментами желудочного сока.

Регуляция секреции желудочного сока

Принято выделять три перекрывающиеся во времени фазы желудочной секреции, связанной с приемом пищи:

1 мозговую;

2 желудочную;

3 кишечную.

Во время каждой из них реализуются различные механизмы воздействия на слизистую желудка.

Мозговая (цефалическая) стадия начинается при виде пищи, ощущении ее запаха и воспроизведении обстановки, предшествующей кормлению. Она обусловлена действием условиях рефлексов, связанных с ожиданием пищи. Мозговая фаза осуществляется благодаря возбуждению определенных центров в лимбической системе и гипоталамусе, передающемуся по волокнам блуждающего нерва, а также выработке желудочными железами гормона — гастрина, стимулирующего секрецию НС1.

Как только пища попадает в рот, к этому добавляются безусловно-рефлекторные влияния раздражения рецепторов ротовой полости и глотки. В результате происходит усиление выделения желудочного сока.

Вторая фаза желудочной секреции наступает при механическом и химическом раздражении полости желудка попавшим в него пищевым комком. Она так же, как и первая, имеет нервную (рефлекторное влияние желудочного сока на раздражение механорецепторов слизистой оболочки) и гуморальную (посредством выделения гастрина) регуляцию. Особенности желудочной фазы были изучены в опытах с изолированным желудочком.

Секреция желудочного сока во время третьей, кишечной фазы сначала возрастает, а потом снижается. Повышение секреции вызывается нервными и гуморальными влияниями идущими от двенадцатиперстной кишки в результате попадания в нее недостаточно переваренной пищи с высокими значениями рН. Когда в тонкий кишечник начинает поступать кислый химус, а также жир, секреция желудочного сока тормозится.

Среди многочисленных факторов, оказывающих влияние на желудочную секрецию, можно выделить эмоциональный. Чувство тревоги, страха, тоски подавляет выработку пищеварительного сока и моторику желудка; ярость, гнев, раздражение оказывают противоположный эффект.

Из желудка химус попадает в двенадцатиперстную кишку — начальный отдел тонкого кишечника, в котором происходит гидролиз питательных веществ до мономеров и осуществляется всасывание образовавшихся продуктов.

Основную роль в процессах пищеварения в тонком кишечнике играют поджелудочная железа и печень, протоки которых открываются в двенадцатиперстную кишку.

Поджелудочная железа выделяет сложный по составу секрет — панкреатический (поджелудочный) сок. Он имеет слабощелочную реакцию (рН около 8) и содержит различные ферменты, такие как амилаза, липаза, нуклеаза (расщепляет нуклеиновые кислоты). Протеазы выделяются клетками поджелудочной железы в виде предшественников ферментов трипсина и химотрипсина и некоторых других, осуществляющих гидролиз полипептидов до аминокислот. Активация этих ферментов происходит в просвете кишечника. Количество и ферментный состав панкреатического сока напрямую зависят от количества и характера пищи: преобладание углеводов в рационе вызывает увеличенную секрецию амилазы, жира — липазы, а белков — протеаз.

Клетки печени осуществляют выработку желчи. Этот процесс происходит постоянно. Образовавшийся секрет либо поступает в двенадцатиперстную кишку во время пищеварения, либо накапливается, в желчном пузыре (при этом его состав несколько изменяется), поэтому говорят о печеночной и пузырной желчи. В состав желчи входят желчные кислоты, пигменты, холестерин, белки, витамины, неорганические ионы и некоторые другие вещества.

Желчь эмульгирует жиры, увеличивая тем самым поверхность, на которой осуществляется их гидролиз липазой. Несмотря на то, что в желчи не содержится пищеварительных ферментов, она облегчает процесс пищеварения, активируя панкреатические и кишечные ферменты и нейтрализуя кислую реакцию химуса. Кроме того, в ней растворяются продукты гидролиза жиров, что способствует их последующему всасыванию. Желчь обладает бактериостатическим действием, активирует моторную и секреторную деятельность точкой кишки и оказывает тормозное влияние на желудочное пищеварение. Важная роль принадлежит желчи в обменных процессах организма.

Слизистая оболочка 12-перстной кишки секретирует ряд ферментов, обладающих гидролитической активностью и составляющих кишечный сок. Его значение в процессах пищеварения, однако, не так велико, как значение сока поджелудочной железы.

В тонком кишечнике помимо полостного пищеварения (когда ферменты гидролиза располагаются в просвете желудочно-кишечного тракта, где и действуют на пищевую массу) происходит следующий этап — пристеночное пищеварение, осуществляемое ферментами, фиксированными на наружной мембране клеток слизистой. Источником гидролитических ферментов могут быть как сами клетки кишки, так и пищеварительный сок поджелудочной железы и тонкого кишечника. Слизистая оболочка в тонком кишечнике образует многочисленные пальцевидные выросты (ворсинки), благодаря которым ее поверхность значительно увеличивается. Клетки, расположенные на поверхности ворсинок, имеют микроворсинки, образованные складками их плазматических мембран.

Пристеночное пищеварение, осуществляющееся на мембранах микроворсинок, тесно связано с процессами всасывания образующихся продуктов гидролиза. Моторная деятельность кишечника направлена на переваривание и растирание пищи и на ее направленное передвижение.

Следующим отделом желудочно-кишечного тракта является толстый кишечник. Он отделен от тонкого сфинктером. Роль толстой кишки в переваривании пищи невелика. Оно осуществляется ферментами, поступившими вместе с химусом из тонкой кишки, и незначительным количеством сока самого толстого кишечника.

Основная масса белков, жиров и углеводов расщепляется и всасывается в тонком кишечнике. В толстую же кишку поступают непереваренные остатки, а также растительная клетчатка, не поддающаяся гидролизу ферментами кишечного сока. Ее деградация происходит благодаря действию бактериальной флоры толстого кишечника.

Бактерии участвуют в разложении ряда других веществ, синтезе витаминов К и В, подавляют развитие патогенных микроорганизмов. Нарушение нормальной микрофлоры вызывает заболевание, называемое дисбактериозом.

Всасывание в толстом кишечнике воды приводит к уплотнению непереваренных остатков пищевых масс и формированию кала, который выводится из организма в результате акта дефекации.

В желудке детей имеется относительно меньшее количество желез, выделяющих желудочный сок.

Всасывание

Полость пищеварительной трубки фактически является внешней средой для организма. Суть процесса всасывания в желудочно-кишечном тракте заключается в переносе веществ из его просвета в кровь и лимфу, который осуществляется посредством механизмов пассивного и активного транспорта. Всасыванию в основном подвергаются  микромолекулы.

В разных отделах пищеварительного тракта интенсивность всасывания неодинакова. Так, в ротовой полости этот процесс практически не осуществляется, поскольку здесь еще не происходит разложения биомолекул до мономеров, да и продолжительность пребывания пищи в этом отделе пищеварительной трубки невелика. Из желудка во внутреннюю среду организма попадает некоторое количество воды и минеральных солей, глюкоза, алкоголь.

Ведущая роль в процессе всасывания принадлежит тонкому кишечнику. Ворсинки способны постоянно сокращаться благодаря наличию в них мышечных элементов. При сокращении ворсинки лимфа из ее центрального лимфатического сосуда выдавливается, что создает в нем отрицательное давление и обусловливает его присасывающее действие, облегчая тем самым всасывание. Поскольку основная часть продуктов пищеварения поступает в кровь и лимфу в тонком кишечнике, всасывание питательных веществ в толстой кишке невелико. Зато в этом отделе пищеварительной трубки значительным является всасывание воды и некоторых минеральных солей.

Обмен веществ

Для поддержания жизнедеятельности и необходимого уровня функциональной активности физиологических систем организм человека, как и любая другая «живая система», должен осуществлять постоянный обмен веществ и энергии с окружающей средой. Эти два процесса тесным образом взаимосвязаны, поскольку источником энергии и пластическим материалом, необходимым организму, служат питательные вещества, содержащиеся в пищевых продуктах, — белки, жиры, углеводы. Кроме этих трех классов веществ, составляющих основу пищи, она содержит ряд соединений (например, соли, витамины), не имеющих большой энергетической ценности и не выполняющих функцию строительных блоков, из которых состоят компоненты клеточных и тканевых структур. Тем не менее эти вещества играют важную роль в протекании различных биохимических реакций и участвуют в регуляции обмена веществ.

Обмен веществ (метаболизм) складывается из анаболизма и катаболизма. Анаболизм состоит из процессов биосинтеза, продукты которого идут на построение тела организма. В ходе же катаболизма происходит распад структурных элементов последнего из веществ, поступивших с пищей. При этом анаболические реакции требуют дополнительных затрат энергии, а катаболические сопровождаются ее выделением.

Ассимиляция  — понятие, сходное с понятием анаболизм, имеющее, однако, более широкий смысл и обозначающее не только процессы построения специфических элементов организма, но и потребление питательных веществ.

Термин диссимиляция употребляют как синоним катаболизма.

Пищевой рацион обязательно должен включать некоторое количество белков, жиров и углеводов, поскольку продукты их распада используются не только для восполнения энергетических затрат, но и для построения и реконструкции специфических структур организма.

Белки

Физиологическая роль белков, потребляемых с пищей, состоит в том, что они являются основным элементом пластического обмена организма, являясь источником «строительного материала». Поступившие с пищей белки подвергаются расщеплению до своих структурных элементов — аминокислот. Продукты, содержащие белки, не могут быть заменены продуктами, содержащими жиры и углеводы Часть аминокислот, входящих в состав белковых молекул, может быть синтезирована в организме. Это так называемые заменимые аминокислоты. Другая же часть (незаменимые аминокислоты) синтезирована быть не может, поэтому должна поступать вместе с пищей. Основными источниками белков для человека являются: мясо, яйца, рыба, фасоль, горох, бобы.

В отличие от углеводов и жиров, в организме не происходит накопления и запасания белков. Если с пищей поступило большее их количество, чем необходимо для удовлетворения текущих потребностей, продукты гидролиза (аминокислоты) подвергаются биохимическим изменениям и включаются в реакции метаболизма. Часть амиокислот, неиспользованная в качестве структурных элементов и энергетического материала, дезаминируется Оставшиеся углеродные последовательности трансформируются и включаются в реакции углеводного обмена. Отщепившийся азот выводится из организма с мочой в виде мочевины.

Жиры

Жиры являются важной частью пищевого рациона. Они входят в состав многих продуктов питания: мяса, рыбы, молока. А такие продукты, как сало, масло, практически полностью состоят из жиров. Как правило, растительные жиры отличаются от жиров животного происхождения тем, что содержат в своем составе больше ненасыщенных жирных кислот.

При гидролизе в организме жиры (глицериды) расщепляются на глицерин и жирные кислоты, некоторые из которых являются незаменимыми, так как не могут синтезироваться в организме человека (например, некоторые ненасыщенные кислоты — линолевая, линоленовая).

Как и другие питательные вещества, жиры принимают участие в пластическом и энергетическом обмене. Их окисление приводит к высвобождению гораздо большего количества энергии, чем окисление белков и углеводов. Кроме того, жиры могут накапливаться в организме, образуя универсальное депо энергетически ценного материала. Поступающие в организм в избыточном количестве углеводы и часть белков могут трансформироваться в жир, что приводит к росту его отложений. При необходимости запасенный таким образом жир может превращаться в гликоген и использоваться в реакциях углеводного обмена.

Углеводы

Растительная пища — фрукты, овощи, зерновые культуры — представляет для человека основной источник углеводов, главным из которых является полисахарид крахмал.

Углеводы — главный источник энергии в организме, поскольку их расщепление более доступно, чем расщепление липидов, хотя распад углеводов и приводит к высвобождению меньшего числа калорий, чем деградация тех же количеств жира. Углеводы могут запасаться в небольших количествах в печени и мышцах в виде гликогена. Продукты расщепления белков и жиров (аминокислоты и жирные кислоты), трансформируясь, способны включаться в углеводный обмен.

Витамины

Витамины — сложные биоорганические соединения, совершенно необходимые для нормального протекания процессов обмена веществ, не синтезирующиеся (или синтезирующиеся недостаточно) в организме. Витамины не используются в качестве источников энергии и не являются строительным материалом в клетках.

Недостаток в организме того или иного витамина может служить причиной ряда нарушений обменных процессов. Такие состояния носят название гиповитаминозов, или в случае полного отсутствия вещества — авитаминозов. Следует иметь в виду, что не только недостаток, но и избыток витаминов (гипервитаминоз) может нанести вред организму, хотя такие состояния и редки. Описаны также случаи полигиповитаминоза, при котором наблюдается нехватка сразу нескольких витаминов. Помимо недостатка витаминов в пище, гиповитаминозы могут быть вызваны генетическими дефектами системы трансформации витаминов. При этой причине, одни гиповитаминозы удается излечить ударными дозами витаминов (такие гиповитаминозы называют витаминзави-симыми), другие же гиповитаминозы (витаминрезистентные) неизлечимы и зачастую летальны.

ТЕМА №7

Анатомо-физиологические особенности выделительной системы

У детей функциональная деятельность почек протекает более интенсивно, чем у взрослых. Конечные продукты расщепления веществ в организме оказывают вредное воздействие. Их задержка сверх положенного времени приводит к нарушению нормальной функциональной деятельности, а иногда является показателем начинающегося заболевания.

В силу ряда физиологических законов продукты  распада  поступают из клеток и тканей в кровь, лимфу и в межтканевую жидкость, а затем в органы выделения

Выделительная функция легких, слюнных желез, желудка, печени и кишечника может иметь большое значение в балансе выводимых из организма конечных продуктов обмена.

Почки. У детей почки располагаются ниже, чем у взрослых, причем правая почка лежит несколько ниже левой. По форме они напоминают зерна фасоли. На внутреннем их крае имеется углубление — ворота почки, через которые проходит мочеточник, почечная артерия, вена, лимфатические сосуды и нервы. Ворота почек ведут в углубления, называемые почечными пазухами. В пазухе находятся почечные чашечки и почечная лоханка.

Почка покрыта тонкой соединительнотканной оболочкой, которую называют почечной капсулой. На продольном срезе видно корковое вещество, лежащее снаружи, и мозговое, лежащее внутри. В мозговом веществе заметны образования, напоминающие пирамидки. Их основания находятся в корковом слое, а верхушки обращены к почечной пазухе и окружены почечными чашечками. Под микроскопом в почке видны мельчайшие слаборазвитые почечные канальцы и кровеносные сосуды. Их объединяют в системы. Каждая такая система названа нефроном или единицей построения почки.

В нефроне различают мозговую и корковую части. В корковой находя 1ся мальпигиевы тельца, клубочки капилляров, каждый клубочек капилляров покрыт тончайшей мембраной капсулы Шум-лянского — Боумена толщиной от 1 до 3 мк. От нее отходит каналец первого порядка, который, опускаясь в мозговой слой, извивается, а поэтому его называют извитым канальцем первого порядка. В мозговом слое каналец делает изгиб и поворачивает в сторону коркового слоя. Этот изгиб назван петлей Генле. Он продолжается в извитой каналец второго порядка. В мозговом слое почечные канальцы впадают в сравнительно небольшое количество собирательных трубочек, которые, пройдя мозговое вещество почки, открываются  в  почечную лоханку.

Мозговое вещество образовано в главной своей массе прямыми канальцами. Лоханка переходит в мочеточник.

В каждую капсулу входит кровеносный сосудик, который назван приносящим артериальным. Внутри капсулы он делится на капилляры, образующие клубочки. Из капилляров сосудистого клубочка артериальная кровь поступает в выносящий сосудик, который, распадаясь на капилляры, оплетает мочевые канальцы нефронов. Кровь, протекающая во второй системе капилляров, становится венозной. Почки обильно снабжаются кровью, что связано с функцией  выделения  и  образования  мочи.

Мочеточник. Из каждой почки выходит мочеточник. Это длинная трубочка, стенки которой состоят из трех слоев: внутреннего — слизистого, среднего — мышечного (гладкие мышечные волокна) и наружного — соединительнотканного. Нижним своим концом мочеточник открывается в мочевой пузырь.

Мочевой пузырь. Мочевой пузырь — толстостенное с изменчивой  емкостью  образование.

Лежит мочевой пузырь в полости таза. При этом у детей несколько выше, чем у взрослых. Емкость у младших школьников от 500 до 900 мл. Она зависит от состояния мышечной и эластической ткани пузыря. Слизистая оболочка пузыря у детей более нежная. На ее поверхности видно два отверстия мочеточников и одно — мочеиспускательного канала. Выход в мочеиспускательный канал закрыт хорошо развитыми сжимателями (сфинктерами): внутренний построен из гладкой, а наружный — из поперечнополосатой  мускулатуры.

Мочеиспускательный канал. Это мышечно-слизистая трубочка. Ее внутренняя оболочка у детей нежная и легко ранимая, что следует учитывать при уходе за детьми и спортивных тренировках. Загрязнение наружного отверстия мочеиспускательного канала вызывает заболевания не только канала, но и мочевого пузыря.

Мочеиспускательный канал у мальчиков открывается обычно на головке полового члена, хотя бывают случаи аномального расположения наружного отверстия, т. е. выше или ниже головки. У девочек наружное отверстие находится выше входа во влагалище.

Образование мочи и гигиена мочеполовых органов

Образование мочи. Процесс образования мочи принято подразделять на две фазы: 1) образование первичной мочи — фаза фильтрации; 2) образование вторичной, или конечной, мочи— фаза обратного всасывания.

Первичная моча образуется из артериальной крови, протекающей по сосудам клубочка под большим давлением, что обеспечивает ее фильтрацию через стенки в капсулу Шумлянского — Боумена. Это плазма крови, освобожденная от коллоидных частиц.

В дальнейшем первичная моча, проходя систему извитых канальцев и петли Генле, подвергается обратному всасыванию (до 99%) Из нее в кровь системы капилляров, оплетающих канальцы, поступает большая часть ВОДЫ, глюкозы, аминокислот, солей и других продуктов. Образуется жидкость, но составу отличающаяся от первичной мочи,— вторичная моча, или конечная. В ней имеются вещества, ненужные организму. Эта жидкость выводится в чашечки и лоханки. Она по своему составу не отличается от выделяющейся наружу. Во вторичной моче нет сахара и веществ, имеющихся в плазме крови. Обратно всасывается до 90% ионов калия и кальция, до 80% мочевой кислоты, до 55% фосфатов и до 40% ионов натрия и хлора.

У человека за час образуется до 7200 мл первичной мочи, а выделяется всего в среднем 60—120 мл, максимально 1020'им. Это значит, что в среднем 98—99% ее подвергается обратному всасыванию..

Состав мочи зависит от принимаемой пищи. Ее цвет и прозрачность у детей колеблется от желтоватого до соломенно-желтого и темно-желтого, с удельным весом до 1,015—1,025, что приближается к нормам взрослых.

Количество солей с периода новорожденности в моче увеличено в 10—12 раз, хлоридов, фосфатов — в 7—8 раз и т. д., но содержание их в больших количествах даже у взрослых свидетельствует о наличии заболевания почек и мочевыводящей системы.

Регуляция деятельности почек. Работа почек регулируется нервной системой. К почкам подходит масса волокон симпатического и парасимпатического ствола нервной системы. Различают не только нервную, но и гуморальную регуляцию деятельности почек.

В коре больших полушарий головного мозга есть определенные участки, раздражение которых вызывает усиление мочеотделения или, наоборот, задержку. Этот высший корковый центр связан центробежными путями с другим, нижерасположенным центром симпатической нервной системы в промежуточном мозге, на дне третьего желудочка, в сером бугре и подбугровой области.

Под влиянием импульсов центральной нервной системы просвет кровеносных сосудов почек то суживается, то расширяется. Изменяется проницаемость стенок почечных клубочков и всасывательная способность эпителия в почечных канальцах. Все это отражается на процессе мочеобразования. На работу почек влияют болевые и температурные раздражения. Так, при сильных болевых раздражениях мочеотделение уменьшается. В этом факте две причины: 1) рефлекторное сужение просвета кровеносных сосудов под влиянием боли; 2) выделение надпочечниками в кровь большего количества адреналина, который сужает сосуды. Кроме того, оказывает влияние сосудосуживающее вещество, образующееся в это время в задней доле гипофиза.

Мочеотделение у детей подчиняется в основном тем же физиологическим законам, что и у взрослых, хотя на процессы мочеобразования у них в значительной степени сказываются эмоциональные переживания, температура, влажность воздуха и т. д.

Нарушение выделительной функции почек сопровождается задержкой в организме продуктов обмена (мочевина, шлаки и т. д.). Это вызывает частичное или полное расстройство функций организма, а в тяжелых случаях приводит к смерти.

Акт мочеиспускания. Опорожнение мочевого пузыря совершается  рефлекторно.

При наполнении пузыря мочой усиливается ее давление на его стенки. Это воспринимается рецепторами слизистой оболочки и передается в мозг. В ответ на это раздражение наступает сокращение мышечной оболочки пузыря и расслабление сфинктеров, закрывающих вход в мочеиспускательный канал и наружу.

В силу зависимости опорожнения мочевого пузыря от коры головного мозга становится возможным временная произвольная задержка мочеиспускания. Это доказывает участие коры в регуляции акта мочеиспускания.

Непроизвольное мочеиспускание у детей всех возрастов, а тем более у взрослых свидетельствует о болезненных нарушениях. Это требует врачебного наблюдения, а может быть, и более радикального врачебного вмешательства.

Ночное недержание мочи, или энурез. Непроизвольное мочеиспускание у детей чаще всего происходит во время  ночного сна, а поэтому и носит название ночного недержания или энуреза. У мальчиков оно бывает чаще, чем у девочек. При этом чаще зимой, а реже осенью и весной.

Ночному недержанию мочи способствует принятие перед сном большого количества жидкой пищи (молоко, чай, кофе и т. д.). Играют роль также и психические травмы, физическое переутомление и другие нарушения.

Гигиенические мероприятия по предупреждению энуреза сводятся прежде всего к устранению моментов, благоприятствующих недержанию, установлению строимо режима дня и режима питания (исключение жидкой пищи перед сном). Разработана специальная диета для детей с энурезом.

Дети, страдающие энурезом, болезненно переживают случившееся. Они уединяются, а по вечерам долго не засыпают. Это утомляет их и способствует мочеиспусканию сразу же после засыпания.

Гигиена мочеполовых органов. Мочеполовые органы следует поддерживать в чистоте. Это избавляет от появления зуда, расчесов, заноса микробов внутрь и появления привычки вызывать возбуждение половых органов, ведущее к онанизму, расстраивающему организм.

Умелый уход за кожей наружных половых органов и промежности избавляет от неприятного запаха пота, особенно усиливающегося в период полового созревания.

Для привития детям гигиенических навыков по содержанию в чистоте наружных половых органов нужно проводить индивидуальные беседы  раздельно с мальчиками и девочками. 

Строение и функции кожи

Строение кожи. Кожа состоит из поверхностного слоя надкожицы (эпидермис) и глубокого слоя, или собственно кожи.

Надкожица, или эпидермис, у детей всех возрастов тоньше, чем у взрослых, в ней не более 2—3 слоев клеток, имеющих непрочную связь между собой. Они постоянно отмирают и ослушиваются. Их замещают новые и более устойчивые клетки, возникающие из глубже лежащих слоев. Подобная замена клеток у детей происходит более энергично. В глубоком слое надкожицы имеется слой пигментных клеток.

Между надкожицей и собственно кожей находится основная мембрана, которая у детей очень рыхлая и недоразвита.

Собственно кожа образована соединительной тканью с большим количеством эластических волокон. В ней имеется густая сеть кровеносных сосудов, обеспечивающих питание и обменные процессы. В детской коже капиллярная сосудистая сеть развита особенно хорошо, что создает хорошее кровенаполнение и придает детской коже более  розовый цвет.

На границе собственно кожи и надкожицы имеются выступы (сосочки), обращенные в сторону надкожицы. В них заложена густая сеть капилляров, имеющих рецепторы. Изменение просвета сосудов в сосочках сказывается на степени теплоотдачи.

Собственно кожа переходит в слой подкожной клетчатки, представляющей пучки волокон соединительной ткани, промежутки между которыми заполнены клетками, содержащими жир.

Подкожная клетчатка защищает организм от излишних потерь тепла и от механических повреждений. Жировая клетчатка является запасным питательным материалом. В ней и частично в собственно коже располагаются потовые железы и корни волос, т. е. волосяные луковицы.

Кожа выполняет ряд функций: она является покровом тела, в ней заложены многочисленные рецепторы (болевые, тепловые, холодовые, тактильные), обеспечивающие возможность восприятия различных раздражений окружающей среды. Кожа предохраняет организм от вредных влияний, участвуя в теплорегуляции, в обмене веществ, в выделительной функции, препятствует проникновению микробов, обладает иммунными свойствами.

Обеспечивает приспособление организма к внешней среде. Рецепторы кожи воспринимают давление, движение воздуха, температуру, влажность и т. д.

Железы кожи. В коже находятся потовые и сальные железы. Выводные протоки сальных железок открываются в волосяной мешочек, смазывая волосы и кожу.

Потовые железы расположены в глубоком слое собственно кожи и в подкожной клетчатке. Каждая из них имеет вид извитого клубочка с отходящей длинной трубочкой — выводным протоком. Протоки открываются на поверхности кожи. У человека имеется примерно 2—2,5 млн. потовых желез. Особенно их много на ладонях и подошвах ног, в подмышечных впадинах.

Большие полушария головного мозга регулируют потоотделение через центры промежуточного, продолговатого и спинного мозга.

Гигиена кожи. Болезни кожи Загрязненная и чистая кожа. Пот, кожное сало, а также попавшие на кожу вещества загрязняют кожу.

На чистой коже рук за 20 минут погибает до 80% высеянных микробов паратифозной группы, а на загрязненной за то же время их количество уменьшается только на 5—7%. Это подтверждает необходимость частого мытья рук и всего тела не только для очищения от грязи, но и для поддержания бактерицидности кожи. Гигиена кожи. Умывание лица по утрам и после дневной работы, мытье рук по мере загрязнения и вытирание чистым полотенцем — основа гигиенического поддержания чистоты кожи.

ТЕМА №8

ЖЕЛЕЗЫ ВНУТРЕННЕЙ СЕКРЕЦИИ. ПОЛОВОЕ ВОСПИТАНИЕ

Функциональное значение. Железы внутренней секреции не имеют выводных протоков, поэтому названы эндокринными. Продукты их жизнедеятельности поступая в кровь, лимфу и мозговую жидкость оказывают стимулирующее (возбуждающее) воздействие (названы гормонами). Они ускоряют и угнетают обмен веществ и функцию органов.

Каждая эндокринная железа построена из специфической железистой ткани, имеет богатую сеть кровеносных сосудов и снабжена множеством нервных окончаний. У детей они недостаточно развиты. Нервные волокна в железах представлены веточками симпатического и парасимпатического стволов вегетативного отдела.

Функция желез внутренней секреции связана с деятельностью вегетативной нервной системы и подчиняется регулирующей и контролирующей роли коры головного мозга.

По расположению эндокринные железы объединяют в четыре группы:

 железы шеи и грудной клетки;

железы брюшной полости и надпочечники;

железы таза и тазовых органов;

мозговые железы.

Железы шеи и грудной клетки. Эту группу желез составляют: вилочковая, или зобная, щитовидная и паращитовидные.

Зобная железа расположена позади рукоятки грудины, вверху прилегает к трахее, внизу—к аорте. Ее вес у 9-летнего ребенка составляет 11,0 г при весе тела в 24 кг, до 13— 15 лет она растет и к началу полового созревания весит 37—38 г, а затем начинает уменьшаться и в 40 лет имеет тот же вес, что и у новорожденного,— не более 8,2 г. В конечном итоге ткань железы атрофируется и замещается скоплением жировой ткани. Зобная железа влияет на процессы роста, окостенение и половое развитие.

Щитовидная железа располагается по обеим сторонам гортани и трахеи. В ней различают правую и левую доли и перешеек между ними. Железа богата кровеносными сосудами содержит много симпатических и парасимпатических нервных волокон. У детей железа не так активна, как в период полового созревания, когда наблюдается значительное усиление ее функции. Ее вес в 7—8 лет равен 6,5 г, а в 11 —15 лет— 13,2 г. У детей 14—15 лет достигает своего максимума, сохраняясь в последующие годы.

В щитовидной железе вырабатывается гормон тироксин. Выделение гормона начинается сразу после рождения и резко возрастает в период полового созревания. В его состав входит йод, количество которого увеличивается с возрастом.

Она регулирует обмен в организме, влияет на уровень возбудимости центральной нервной системы, и особенно коры головного мозга. Повышает тонус симпатической нервной системы, оказывает влияние на деятельность гипофиза и находится во взаимодействии с функцией мозгового слоя надпочечников. При повышенном количестве выделяющегося гормона развивается заболевание, называемое базедовой болезнью. У больных повышен основной обмен, наблюдается сильное исхудание, повышена возбудимость нервной системы, потливость и общая утомляемость. Развивается пучеглазие, появляется дрожание пальцев рук и век при их закрывании. У детей эти признаки выражены слабее, чем у взрослых, а поэтому  распознать болезнь у них значительно труднее.

Ослабленная функция щитовидной железы характеризуется понижением обмена веществ, а в растущем организме отставанием в общем развитии и нарушениями  психики.

Околощитовидные железы расположены по задней поверхности щитовидной железы. Это — небольшие образования в количестве до 4 штук, общим весом до 0,4 г. В возрасте 10—11 лет их зернистая структура становится более заметной, а с наступлением половой зрелости в железистой ткани появляется коллоидное вещество,

Паращитовидные железы регулируют обмен кальция, повышая его количество в крови, регулируют отложение его в костях и способствуют связыванию кальция белками и фосфатами, снижают количество фосфора в крови, увеличивая выведение его с мочой.

Понижение функции околощитовидных желез у детей и взрослых приводит к снижению содержания кальция в крови, к тетании (судорожной болезни) мышц конечностей. Недостаточная функция желез вызывает разрушение зубов, выпадение волос и похудание. Гиперфункция вызывает избыточное окостенение и одновременно повышение содержания кальция в крови.

Железы брюшной полости. В группу желез брюшной полости входят:

островковая часть поджелудочной железы и надпочечники.

Островковая часть поджелудочной железы — группы клеток в теле и хвосте железы, называемые островками Лангерганса, вырабатывают гормон инсулин. Он содействует окислению углеводов в тканях организма, образованию и отложению гликогена в печени.

Понижение выделения инсулина при заболеваниях поджелудочной железы у человека способствует повышению количества сахара в крови, что называют сахарным диабетом.

Надпочечники — железы, прилежащие к верхним полюсам почек. Наибольшего размера они достигают к 10— 15 годам.

В надпочечнике взрослого человека более четко выражено корковое и мозговое вещество, чего нельзя сказать о надпочечниках младших школьников. При этом корковое вещество лежит к наружной поверхности железы, а мозговое—к центральной.

Гормоны коры надпочечников влияют на обмен жиров и углеводов, регулируют функцию почек и минеральный обмен.

Гормона мозгового слоя надпочечников — адреналина выделяется почти столько же, сколько и у взрослых. Он обеспечивает сокращение сосудов и повышение давления крови до определенного уровня. Значительное влияние оказывает на углеводный и жировой обмен в организме.

Железы таза и тазовых органов. К этой группе относят половые железы — яичники у женщин и семенники у мужчин.

Выделение сперматозоидов яичками мальчиков начинается с 15 лет, а иногда позднее.

У девочек выделение яйцеклеток начинается с 12—13 лет.

Половые гормоны мальчиков в 13- 14 лет стимулируют развитие органов размножения и появление вторичных половых признаков, а у девочек половые гормоны также влияют на развитие организма, появление вторичных половых признаков, а у беременных женщин сохранение беременности и развитие плода. С наступлением половой зрелости у девочек (12—13 лет) гипофиз начинает вырабатывать гормон, под его воздействием созревают фолликулы яичников, а под воздействием лактогенных гормонов гипофиза начинают развиваться грудные  железы. Значительная часть половых гормонов в организме детей отсутствует или находится в недеятельном состоянии и вступает в активную жизнедеятельность только с началом или завершением полового созревания.

Мозговые железы. Группа мозговых желез представлена эпифизом и гипофизом, о строении которых упоминалось при изучении головного мозга и черепа.

Эпифиз, или шишковидная железа,— очень маленькое образование, у детей имеющее относительно большие размеры, чем у взрослых (0,2 г). После 7-летнего возраста эпифиз подвергается атрофическим изменениям при разрушении железы в раннем детском возрасте, в результате болезненных процессов наступает раннее половое созревание: мальчик 8—10 лет имеет все признаки взрослого мужчины.

Гипофиз, или нижний мозговой придаток,— маленькая железа весом 0,5—0,7 г, в которой выделяют три доли: переднюю, заднюю и промежуточную.

Внутрисекреторное влияние гипофиза отличается многообразием, сложностью, что связано с наличием более 22 гормонов, выделяемых железой в кровь и спинномозговую жидкость. Один из гормонов влияет на рост. Его усиленное выделение приводит растущий организм к гигантизму, а у взрослых к разрастанию конечностей — акромегалии. Недостаточное поступление гормона роста приводит к карликовости.

Взаимодействие желез внутренней секреции. Все эндокринные железы функционально взаимосвязаны друг с другом. Гормоны одних через кровь влияют на функцию других. Это взаимовлияние получило название гуморальной регуляции, оно осуществляется не без участия нервной системы. Все железы внутренней секреции снабжены центробежными вегетативными нервами и содержат рецепторы или окончания центростремительных волокон. Гуморальная регуляция подчинена деятельности нервной системы — нервной регуляции, а гормоны действуют на нервную систему. Большие же полушария обеспечивают соответствие функции желез внутренней секреции условиям существования  организма.

Секреция половых желез. Половое воспитание

Воспитание правильных взаимоотношений между детьми.

Привитие чувства уважения к девочкам как более нежным и физически слабым существам. Этот вопрос должен быть для абсолютного большинства школьников продолжением воспитания, начатого в семье и в детском саду.

Все конфликты во взаимоотношениях между мальчиками и девочками должны разрешаться без ущерба для самолюбия и не оставаться неосвещенными, без реакции педагога. Дружба между мальчиками и девочками в начальных классах должна быть началом дружбы в подростковом юношеском возрасте. Ее надо оберегать от извращений и кривотолков.

ТЕМА №9

НЕРВНАЯ СИСТЕМА

Строение и функции нервной системы

Строение нервной системы. В нервной системе различают два отдела: центральную нервную систему (головной и спинной мозг) и периферическую (нервы, отходящие ко всем органам).

Центральная и периферическая нервная система состоит из нервных клеток, или нейронов. Они разнообразны по форме и размерам. В каждом нейроне имеется тело, большое количество коротких отростков — дендритов и один длинный — аксон. Скопления тел нервных клеток с их дендритами образуют серое вещество. Белое же вещество состоит из нервных волокон (аксонов), покрытых миелиновой оболочкой. Они выходят за пределы мозга, образуя нервы, связывающие центры мозга с различными органами тела.

Свойства нервной системы. Основные функциональные свойства нервной ткани — возбудимость и проводимость.

Возбудимость — способность реагировать на разнообразные воздействия как внешней, так и внутренней среды организма.

Проводимость — способность проводить возбуждение.

В нервной системе в результате нанесенного раздражения возникает физиологический процесс — возбуждение. Оно передается по нервам.

Различают центробежные, центростремительные и смешанные нервы.

Центростремительные нервы проводят импульс только от органов чувств в центральный отдел нервной системы. Их еще называют чувствительными.

Центробежные нервы проводят импульс из центрального отдела к периферическим рабочим органам. Их называют двигательными.

Смешанные нервы проводят импульс в обоих  направлениях.

Нервная система представляет собой единый комплекс нейронов, соприкасающихся конечными разветвлениями. Место соприкосновения отдельных нейронов называют синапсом. На теле одной нервной клетки общее количество синапсов достигает 100 и более, а на дендритах — даже нескольких тысяч.

На месте контакта центробежных нервов с рабочим органом (мышцей) имеются  конечные разветвления, которые названы эффектором, а разветвления центростремительных нервов, воспринимающие раздражения,— рецептором.

Рефлекс и рефлекторная дуга. Возникший в рецепторе процесс возбуждения проходит в центральную нервную систему по центростремительному нейрону, где возбуждение с центростремительного нейрона переходит на промежуточный, а с него на центробежный. По центробежному нейрону возбуждение достигает органа, вызывая его деятельность. Путь, состоящий из названных трех нейронов, называют рефлекторной дугой. Иногда она может состоять из двух (центростремительного и центробежного), а иногда из четырех и более нейронов.

Деятельность организма, вызванная возбуждением, пришедшим в орган от рецептора, связана с центральной нервной системой.

Поэтому рефлексом называют ответ центральной нервной системы на раздражение рецепторов.

Спинной мозг

Строение спинного мозга. Спинной мозг имеет вид ствола, который вверху утолщенной частью переходит непосредственно в головной мозг .

Длина спинного мозга новорожденного в среднем равна 14—16 см, к 10 годам она удваивается. Его шейный отдел непосредственно переходит в головной мозг. Местом перехода условно считают уровень верхнего края первого шейного позвонка. Нижний отдел спинного мозга имеет форму конуса, переходящего в конечную нить.

Спинной мозг делят на сегменты. От них отходят спинномозговые нервы.

На передней поверхности спинного мозга имеется глубокая борозда, а на тыльной — более мелкая, именуемая задней продольной бороздой. Они разделяют спинной мозг на две симметричные половины — правую и левую.

В центре  поперечного среза находится серое вещество, содержащее нервные клетки, а вокруг — белое, слагающееся из нервных волокон. Законченность его строения наблюдается уже у плода до рождения. Это объясняется усиленной целенаправленной двигательной активностью конечностей новорожденного.

В центре среза, в сером веществе, видно отверстие центрального канала спинного мозга. Оно проходит по всей длине спинного мозга и вверху сообщается с соответствующими полостями головного мозга.

Спинной мозг покрыт тремя оболочками: твердой, паутинной и сосудистой.

Все три оболочки спинного мозга продолжаются в черепе, переходя в соответствующие оболочки головного мозга.

Твердая оболочка спинного мозга — самая наружная, наиболее плотная. Она прилегает к надкостнице позвоночного канала, а в некоторых местах срастается с ней.

Паутинная оболочка — тонкое, прозрачное, бессосудистое образование, неплотно прилегающее к твердой и сосудистой оболочкам. Между паутинной оболочкой и непосредственно покрывающей спинной мозг сосудистой оболочкой находится подпаутинное пространство, в котором мозг и нервные корешки лежат свободно, окруженные большим количеством спинномозговой жидкости.

Наполняющая подпаутинное пространство жидкость находится в непрерывном сообщении с жидкостью подпаутинных пространств головного мозга.

Сосудистая оболочка представляет собой сеть кровеносных лимфатических сосудов. Она непосредственно прилегает к спинному мозгу и заходит во все его борозды и щели. В сосудистой оболочке имеются нервные окончания.

Спинномозговые нервы. Каждый спинномозговой нерв смешанный. Он состоит из корешков центростремительных и центробежных нейронов, отходящих двумя парами от каждого сегмента спинного мозга.

Тела двигательных нейронов расположены в передних рогах серого вещества, а их корешки выходят из бороздки между передним и боковым столбом спинного мозга и на небольшом удалении соединяются с корешками чувствительных нейронов.

Тела чувствительных нейронов расположены в области межпозвонковых отверстий. Они видны недалеко от места объединения двух корешков в один нерв. При этом объединяются только длинные отростки чувствительного нейрона — аксоны. Короткие же, дендриты, направляются к бороздке между задним и боковым столбом, где входят в спинной мозг и вступают в контакт с его нейронами.

Перерезка переднего корешка приводит к нарушению движения органа. Перерезка заднего корешка влечет полную потерю чувствительности. Если же перерезать и задние и передние корешки, то, кроме потери двигательной и чувствительной функций, теряется способность поддержания тонуса мышечной системы органа.

В спинном мозге между воспринимающим и отвечающим нейроном располагается ряд промежуточных (вставочных). Они связывают участки центральной нервной системы с периферическими органами. Спинной мозг в основном осуществляет двигательные акты. Но у человека благодаря развитию головного мозга абсолютное большинство движений осуществляется с участием коры мозговых полушарий.

Спинномозговые нервы всех шейных сегментов, I грудного и XII грудного, всех поясничных, крестцовых и копчикового образуют сплетения, т. е. соединяются между собой ветвями. Различают три больших нервных сплетения: шейное, плечевое и пояснично-крестцовое. Они иннервируют мышцы и кожу соответствующих областей тела.

Спинномозговые нервы от II до XI грудного сегмента сплетений не образуют. Они иннервируют межреберные мышцы, мышцы груди и живота, а также кожу над ними.

Функции спинного мозга. Каждый сегмент спинного мозга связан с определенными скелетными мышцами и участками кожного покрова. Поэтому о его функции можно судить по ответным реакциям на раздражение мышечных групп и участков кожи. Например, о функции нижних шейных и верхних грудных сегментов судят по состоянию чувствительности и двигательной способности верхних конечностей. Спинной мозг осуществляет две функции: рефлекторную, т. е. относительную самостоятельность функций спинного мозга, и проводниковую, т. е. проведение импульсов из рабочих органов в головной мозг и из него в рабочие органы.

В нормальных условиях спинной мозг функционирует в непосредственной связи с головным мозгом.

Проводниковая функция спинного мозга состоит в передаче возбуждения по многочисленным проводящим путям, расположенным в задних и боковых столбах спинного мозга, к центрам мозгового ствола, а затем возбуждение достигает коры больших полушарий и мозжечка. От вышележащих отделов центральной нервной системы спинной мозг получает импульсы, которые приходят к нему по проводящим путям передних и боковых столбов. Эти импульсы оказывают возбуждающее или тормозящее действие на промежуточные (вставочные) нейроны спинного мозга, изменяя деятельность скелетной мускулатуры и внутренних органов. Кроме того, в спинном мозге имеются короткие волокна, через которые осуществляется связь между его участками.

Стволовая часть головного мозга

Продолговатый мозг. Продолговатый мозг начинается от спинного мозга, сохраняя его форму. Их граница — уровень нижнего края первого шейного позвонка. Верхним расширенным концом он переходит в варолиев мост. Граница между ними — поперечная бороздка у нижнего края варолиева моста. На его передней поверхности по обе стороны от продольной щели тянутся Два валика, названные пирамидами.

Волокна нижнего отдела правой пирамиды переходят на левую сторону, а левой — на правую. Этот переход волокон назван перекрестом пирамид. Благодаря перекресту кора правого полушария ведает функциями левой стороны туловища и левыми конечностями и, наоборот, левого — правой стороной и правыми конечностями.

На тыльной поверхности продолговатого мозга видна ромбовидная яма — дно четвертого мозгового желудочка, на котором находятся ядра восьми пар из двенадцати нервов, отходящих от головного мозга.

На срезах продолговатого мозга видно белое и серое вещество. В нижнем отделе серое вещество еще сохраняет вид бабочки, а в верхнем — оно в виде отдельных участков (ядер), расположенных по задней поверхности. Это центры дыхания, регуляции сердечной деятельности, сосудодвигательный, обмена веществ, сосания, глотания и другие.

Белое вещество составляют центростремительные и центробежные проводящие пути.

Как и спинной мозг, с которым он сходен по строению, продолговатый мозг выполняет две функции: рефлекторную и проводниковую. С ним связаны рефлексы положения тела и изменения тонуса шейных мышц и мышц туловища.

Варолиев мост. Варолиев мост — валикообразное, белого цвета образование, поперечно лежащее над продолговатым мозгом.

Основную массу варолиева моста составляет белое вещество, образованное нервными волокнами поперечного направления. Серое вещество распределено в толще белого отдельными ядрами. Это скопления тел нейронов с отходящими отростками.

Белое вещество моста — проводящие пути. Они связывают кору головного мозга с периферическими органами.

Мозжечок. Расположен мозжечок в черепе, снизу и сзади больших полушарий, над продолговатым мозгом и варолиевым мостом. К 10 годам его вес увеличивается в 6 раз и составляет 129—133 г при весе у взрослого немногим более 150 г.

У мозжечка различают два полушария. Они покрыты тонким слоем серого вещества. В белом веществе имеются ядра серого вещества: зубчатое, шаровидное и другие. Мозжечок соединен с другими частями мозга тремя парами ножек. Самые сильные, средние ножки мозжечка соединяют его с варолиевым мостом. Передние ножки соединяют мозжечок с четверохолмием. Задние ножки (веревчатые тела) соединяют мозжечок с продолговатым мозгом. По этим ножкам в мозжечок поступают центростремительные волокна из спинного мозга и вестибулярного аппарата.

Функционально мозжечок участвует в каждом двигательном акте — обеспечивает определенное напряжение мышечных групп и устраняет лишние и ненужные движения. Некоторое влияние он оказывает на кровообращение, дыхание, обмен веществ и т. д.

Расстройство деятельности мозжечка у человека приводит к нарушению координации движений и распределения мышечного тонуса между отдельными группами мышц конечностей, к понижению тонуса. При этом движения становятся неловкими и нерассчитанными. Человек быстро утомляется, идет широко расставив ноги, непрерывно качается, спотыкается и падает. Впоследствии нарушение движений восстанавливается, но не полностью. Это восстановление объясняется участием коры головного мозга в координации движений.

Средний мозг. Средний мозг состоит из ножек мозга, четверохолмия и канала, называемого сильвиевым водопроводом. Он расположен выше варолиева моста .

В верхней паре бугорков четверохолмия заложены промежуточные центры ориентировочных рефлексов зрения, а в нижних —слуха.

Переднюю поверхность среднего мозга представляют два объемистых пучка — ножки мозга. Это проводящие пути к полушариям большого мозга. Внутри среднего мозга имеются небольшие скопления серого вещества — ядра блокового и глазодвигательного нервов.

Промежуточный мозг. Над средним мозгом лежит промежуточный мозг. Он состоит из двух зрительных бугров и подбугровой области. Между зрительными буграми имеется полость третьего желудочка мозга.

Зрительные бугры — парное образование, видимое на продольном и поперечном срезах полушарий. Все центростремительные импульсы рецепторов тела, кроме слуховых, поступают в зрительные бугры, где переходят на новый нейрон и направляются к коре головного мозга. Поражение зрительных бугров вызывает полную или частичную потерю чувствительности, головные боли, расстройства сна, параличи и понижение зрения.

Подбугровая область представлена серым бугром, воронкой и гипофизом — нижним мозговым придатком. Впереди от подбугровой области зрительные нервы перекрещиваются.

Формирование и дифференцировка различных ядер подбугровой области завершается неодновременно, К 7 годам заканчивается дифференцировка клеток, а в период полового созревания бурно растут связи подбугровой области с другими отделами мозга и системами организма.

Подбугровая область функционально связана с регуляцией обмена белков, жиров, солей и воды. В ее ведении находится работа внутренних органов (перистальтика кишок, сокращение матки у женщин, мочевого пузыря, стенок сосудов), потоотделение, обмен углеводов, регуляция теплообмена в организме, регуляция сна и бодрствования.

Сетчатая формация мозга. Сетчатая или ретикулярная формация мозга — это совокупность структурных элементов, расположенных в центральных отделах мозгового ствола.

Нейроны ретикулярной формации по своему строению отличаются от всех других нейронов. Их дендриты слабо ветвятся, а аксоны, наоборот, вступают в контакт с огромным числом нервных клеток. Нервные волокна формации идут в самых различных направлениях. А при рассматривании под микроскопом  имеют вид сетки, что положено в основу названия сетчатая формация.

Клетки сетчатой формации имеют разную величину и форму. Ее крупноклеточные нейроны расположены так, что их дендриты и боковые отростки аксонов (коллатерали) ветвятся в плоскости, перпендикулярной к продольной оси мозгового ствола.

Местами клетки сетчатой формации рассеяны в стволе мозга, а иногда сгруппированы в ядра (например, ядро в покрышке варолиева моста). Расположены же клетки формации по всей длине мозгового ствола и занимают центральное положение от продолговатого мозга и до зрительных бугров включительно.

Ретикулярная формация связана со всеми отделами центральной нервной системы, включая кору головного мозга.

Ретикулярную формацию считают «генератором энергии», регулирующим процессы, совершающиеся в других отделах центральной нервной системы, включая и кору мозга.

Все сложные рефлекторные акты, требующие участия работы множества мышц в разных сочетаниях (артикуляция звуков, дыхание, рвота, чихание и др.) координируются в сетчатой формации. Сама же она в таком случае является сложным рефлекторным центром, обеспечивающим относительную сохранность автоматизма дыхания и сердечной деятельности.

Ретикулярная формация оказывает общее неспецифическое активизирующее воздействие на всю кору головного мозга. Это обеспечивается наличием восходящих проводящих путей от формации ко всем долям мозговых полушарий. Через ствол мозга к коре проходят две приносящие системы: одна — специфическая (чувствительные проводящие пути от всех видов рецепторов); другая — неспецифическая, образованная сетчатой формацией. Первая система заканчивается в телах клеток четвертого слоя коры, а вторая — на дендритах всех слоев мозговой коры. Взаимодействие обеих систем обусловливает окончательную реакцию нейронов коры больших полушарий.

Функциональное взаимовлияние ретикулярной формации с корой головного мозга не проходит без участия гуморальной регуляции, которая обеспечивает анализ и синтез нервных импульсов, поступающих в кору по приносящим (восходящим) путям.

Полушария головного мозга

Общее строение полушарий головного мозга. Полушария детей отличаются от полушарий взрослых только «мелкими деталями рельефа». Примерно к 9—10 годам извилины и борозды полушарий занимает такое же положение, как и у взрослого.

На поперечном и продольном срезах полушарий мозга видны серое и белое вещество, а также полости в полушариях. Серое вещество покрывает всю массу белого, образуя кору головного мозга. Кроме того, на фоне белого вещества видны скопления глыбок серого вещества — ядра (красное ядро, полосатое тело).

Белое вещество полушарий имеет волокнистое строение и обеспечивает три вида связи:

а) связь различных участков головного мозга;

б) функциональную связь симметричных участков обоих полушарий;

в) связь центров коры с образованиями ствола и спинного мозга.

Кора больших полушарий.

Это образование наиболее молодое, достигающее максимального развития у млекопитающих и особенно у приматов. Ее поверхность у взрослого человека составляет 0,22 кв. м.

Кора больших полушарий состоит в основном из клеток (тел нейронов) и их отростков Количество клеток коры мозга у детей одинаково со взрослыми, но развиты они слабее.

В процессе роста организма, а соответственно и головного мозга идет увеличение размеров тел нейронов и их отростков. Аксоны растут в длину, а дендриты в толщину. Число разветвлений их в иннервируемом органе растет, прибавляется количество контактов с иннервируемым органом и соседними нейронами. Этот процесс длится до 40 лет.

Оболочки головного мозга. Головной мозг имеет такие же оболочки, как и спинной. У них много общего по строению и положению. Твердая оболочка головного мозга между своими двойными листками имеет расширение. В неги собирается венозная кровь от мозга и черепа. Паутинная оболочка расположена над бороздами и бороздками. Пространства, образуемые под паутинной оболочкой, заполнены мозговой жидкостью. Сосудистая оболочка головного мозга, подобно спинномозговой, образует сплетения с большим количеством веточек симпатического нерва.

Проводящие пути в центральной нервной системе. Функциональная деятельность значительного числа образований спинного и головного мозга основана на проведении импульсов.

Чувствительные, или восходящие, пути проходят в задних и частично боковых столбах белого вещества спинного мозга, достигая коры больших полушарий. Их путь состоит из нервных волокон трех нейронов. Два из них лежат полностью в пределах центральной нервной системы, а один — вне ее. По ним импульсы поступают в кору больших полушарий (вызывают ощущения) и в мозжечок (координируют движения).

Двигательные, или нисходящие, пути заложены в передних и частично боковых столбах белого вещества спинного мозга. Они состоят из нервных волокон двух нейронов. Первый нейрон лежит целиком в центральной нервной системе, а второй — длинным отростком выходит далеко за пределы спинного мозга, достигая рабочего органа — мышцы.

Вегетативная часть нервной системы

Общая характеристика вегетативной части нервной системы.

Вегетативная часть нервной системы названа так потому, что иннервирует гладкую мускулатуру внутренних органов, сосудов, кожи, мышцу сердца, железы. В отличие от соматических нервов вегетативные имеют не сегментарный, а очаговый выход из нервной системы.

Вегетативную часть нервной системы делят на два отдела: симпатический и парасимпатический. Оба отдела отличаются друг от друга как по анатомическому строению, так и по физиологическим функциям.

Симпатический отдел состоит из клеток боковых рогов грудного и поясничного отделов спинного мозга, их отростков, пограничного ствола и симпатических нервных сплетений. Самое большое сплетение этого отдела — солнечное. Оно находится в брюшной полости, на аорте. В его состав входят также ветви блуждающего нерва (парасимпатический отдел). Симпатические нервы выполняют роль трофических нервов, регуляторов обмена веществ в сердечной мышце и скелетной мускулатуре.

Парасимпатический отдел берет начало из среднего мозга, продолговатого и крестцовых сегментов спинного мозга, Наиболее мощный ствол этого отдела — блуждающий нерв. Волокна парасимпатического отдела входят в состав нервов гладких мышц глаз, слюнных желез, органов шеи, грудной клетки и брюшной полости.

Следовательно, внутренние органы имеют двойную вегетативную иннервацию — симпатическую и парасимпатическую, оказывающие противоположные действия. Например, под влиянием симпатической — зрачок глаза расширяется, а парасимпатической — сужается. Импульс, идущий по симпатической системе, возбуждает сердечную деятельность, по парасимпатической — тормозит. Такое воздействие импульсов с двух разных отделов вегетативной нервной системы обеспечивает четкость работы органов и их систем в организме, определяет приспособляемость организма к изменяющимся условиям внешней среды.

Кора головного мозга как комплекс корковых концов анализаторов получает раздражение от органов, иннервируемых соматическими и вегетативными нервами, и через командные волокна влияет на них. Следовательно, у коры и внутренних органов имеется двусторонняя связь. Благодаря этому у взрослых все функции вегетативной части нервной системы подчинены коре головного мозга. Значит, у них она не автономная, а специализированная часть единой нервной системы, подчиненная высшим отделам, включая и кору больших полушарий.

У детей можно наблюдать некоторое несоответствие симпатических и парасимпатических реакций, что, вероятно, можно объяснить недостаточной координирующей ролью коры головного мозга, которая у них по сравнению со взрослыми еще функционально несовершенна.

Вегетативные рефлексы. Ответные реакции на раздражение рецепторов кожи, глаз и т. д. в виде сужения и расширения кровеносных сосудов, сужения и расширения зрачка от сильного и слабого света получили название вегетативных рефлексов, так как в их происхождении участвуют центры и нервы вегетативной части нервной системы. При этом раздражителями могут служить не только физические явления (температура, свет, звук), но и химические.

Вегетативные рефлексы детей менее устойчивы, чем у взрослых. Они находятся в процессе совершенствования и с возрастом достигают состояния взрослых.

ТЕМА №10

ВЫСШАЯ НЕРВНАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ

Условные рефлексы — основа высшей нервной деятельности

И. М. Сеченов и И. П. Павлов — создатели учения о высшей нервной деятельности. И. М. Сеченовым была создана теория рефлексов головного мозга человека, объясняющая сложнейшие явления психики человека, было доказано, что вся сознательная и бессознательная деятельность человека имеет рефлекторную природу.

У человека к рефлексам И. М. Сеченов отнес не только мышление, но и речь, которая представляет собой проявление деятельности мозговой коры. Он теоретически обосновал высшую нервную деятельность человека, а экспериментальное создание учения о высшей нервной деятельности выпало на долю И. П. Павлова.

Высшая нервная деятельность невозможна без низшей нервной деятельности — рефлексов внутренних органов (вегетативные рефлексы): изменения сердечной деятельности, дыхания, кровяного давления, секреторных желез и т. д. Это использовано последователями И. М. Сеченова для объективного исследования высшей нервной деятельности в эксперименте, так как эти реакции легко поддаются учету и графической записи.

Рефлексы. Все разнообразие рефлекторных реакций организма в ответ на различные раздражители делится на две основные группы: безусловные и условные рефлексы.

Безусловные рефлексы свойственны определенному виду животных организмов и передаются по наследству. Это разнообразные закономерные врожденные рефлекторные реакции на воздействия внешних и внутренних раздражений. Безусловные рефлексы могут быть относительно простыми, например смыкание век при близком движении предмета, и сложными цепными рефлексами, в которых конец одного рефлекса является началом другого, например сосательные движения у новорожденных. Этот рефлекс появляется, как показали исследования, на 18-й неделе внутриутробного развития плода, а угасает в школьные годы, а может быть, и позже,

Безусловные рефлексы делятся на пищевые, оборонительные, или защитные, половые, ориентировочные, исследовательские.

Безусловные рефлексы проявляются при раздражении безусловным раздражителем строго определенных рецепторов, существующих от рождения. Эти рефлексы сохраняются после удаления коры головного мозга (например, глотание пищи, жевание и т. д.), хотя и наблюдается некоторое изменение в их осуществлении.

Условный и безусловный рефлексы имеют единый материальный субстрат — нервный процесс в головном мозге. Ведущая роль в осуществлении безусловных рефлексов также принадлежит этому высшему отделу нервной системы.

Безусловные рефлексы являются базой выработки условных рефлексов у животных и у человека. У новорожденных можно наблюдать безусловные рефлексы (в чистом виде), хотя и тогда они уже дополняются условными рефлексами. Безусловные рефлексы человека с момента рождения образуют синтетические комплексы с условными, как приспособительными к внешней среде.

Условные рефлексы — акты индивидуальной приспособительной деятельности организма высших животных и человека к внешней среде. Они исчезают после удаления коры головного мозга. Поведение животного резко меняется. Например, собака не отличает своего хозяина от постороннего, не реагирует на появление других животных, таких, как кошка, не подходит к поданной ей пище. Она становится совершенно неприспособленной к изменяющимся условиям внешней среды. У нее исчезает «жизненный опыт», в результате чего собака становится беспомощным инвалидом.

И. П. Павлов сформулировал основные три принципа, на которые опирается учение о высшей нервной деятельности:

принцип детерминизма,

принцип анализа и синтеза,

принцип структурности.

Принцип детерминизма. Метод условных рефлексов И. П. Павлова основан на том, что нервный процесс в больших полушариях головного мозга возникает только при раздражении рецепторов. Это раздражение вызывается действием внешнего материального мира, существующего вне человека и независимо, от его сознания, на рецепторы, расположенные на поверхности тела. Значительно более скромную роль в возникновении нервного процесса в больших полушариях играют раздражения рецепторов внутренних органов, а также нейро-гуморальные химические раздражители. В этом проявляется принцип детерминизма (причинной обусловленности). Метод условных рефлексов позволяет изучать деятельность головного мозга в нормальных условиях. Это метод строго естественнонаучного исследования функций высшего отдела нервной системы. Знание строения головного мозга, основных законов деятельности центральной нервной системы, точный учет качества раздражителей, их интенсивности и продолжительности, а также характера и величины рефлексов позволили раскрыть основные закономерности деятельности мозга.

Образование условных рефлексов

Условия образования. Для образования условных рефлексов необходимо:

1) действие безразличного раздражителя, который в дальнейшем будем называть условным;

2) применяемый раздражитель должен не только предшествовать, но и действовать еще некоторое время после того, как началось действие безусловного раздражителя;

3) такое сочетание действия условного и безусловного раздражителей необходимо применять повторно. Условные рефлексы вырабатываются на базе безусловных рефлексов.

Если условный раздражитель не будет подкрепляться безусловным, то он перестанет вызывать реакцию. Эта особенность характеризует условные рефлексы как временные связи организма с окружающей его средой, в отличие от безусловных рефлексов, которые относительно постоянно воспроизводятся при действии на рецепторы безусловных раздражителей и меньше зависят от условий внешней среды.

Принцип одновременности проявляется в образовании и функционировании условных реакций.

Динамичность условных рефлексов. Динамичность и изменчивость условных рефлексов выражена в гораздо большей степени, чем безусловных. В качестве примера такой динамичности можно назвать реакцию ребенка на его имя. Все маленькие Коли принимают свое имя как должное. А это — условный рефлекс, выработанный после рождения. Маленький Коля не реагирует на имя Николай, пока ему не объяснят, что и это его имя. В младших классах его зовут Коля Васильев, а в старших — Николаем Васильевым. В 22—25 лет и позже сотрудники по работе начнут величать его Николаем Петровичем. Получается: растет человек, «меняется» его имя, а вместе с тем изменяется реакция на условный сигнал «Коля». В детстве ребенок реагировал только на него, а вырос и принимает как должное, когда его называют по имени и отчеству или товарищем Васильевым.

Кроме того, динамичность рефлекторных реакций включает свойства угасания при неподкреплении и возобновлении при проторении угасших дуг рефлекса.

Механизм образования условных рефлексов.

Образование условного рефлекса всегда происходит при действии безразличного раздражителя в соответствующей воспринимающей области коры больших полушарий, где образуется слабый очаг возбуждения. При последующем действии безусловного раздражителя в соответствующих подкорковых нервных центрах и в их корковом представительстве образуется второй, но сильный очаг возбуждения. Этот сильный очаг возбуждения привлекает возбуждение от первого, более слабого очага. В естественных условиях у животного и у человека образование новой нервной временной связи, или замыкательный процесс, происходит в больших полушариях, так как в них находятся не только возбужденные пункты при воздействии бесчисленных раздражений внешнего мира, но и деятельные корковые представительства безусловных рефлексов. Между очагами устанавливается временная связь. Эта рефлекторная связь с каждым подкреплением ранее безразличного раздражителя, превращающегося в условный (сигнальный) раздражитель, все более укрепляется вследствие улучшения проторенного пути между обоими очагами возбуждения.

Для выработки условного рефлекса обычно используют одну из разработанных методик: секреторную, мигательную, двигательную или двигательную с речевым подкреплением. Например, у животного хотят выработать рефлекс по слюноотделительной методике, т. е. получить условнорефлекторное слюноотделение на световой раздражитель, подкрепляемый пищевым безусловным раздражителем. Вначале включают безразличный раздражитель и получают только ориентировочную реакцию (заключающуюся в рефлекторном движении головы, туловища, ушей в сторону раздражителя), или рефлекс «что такое?». При неоднократном применении этого раздражителя в коре мозга появляется очаг возбуждения и ориентировочная реакция исчезает. Затем этот безразличный в пищевом отношении раздражитель (свет) сочетают с дачей через строго определенное время пищи, т. е. безразличный раздражитель «подкрепляется». В ответ на импульсы, поступающие от двух разных рецепторов, в мозговой коре появляются два очага возбуждния: один — в зрительной зоне, второй — в пищевом центре.

Сильный безусловный очаг возбуждения как бы «притягивает» к себе возбуждение, доминируя над условным очагом. Но вот действие раздражителей прекращено. В коре остается след от такого отклонения слабого возбудителя в сторону сильного. В отличие от низших центров, большие полушария обладают значительно большей способностью к суммации, хранению и оживлению следов прежних раздражений. Поэтому в больших полушариях после многократных совпадений во времени двух очагов возбуждения между ними проторяется новый путь, образуется прочная временная связь, и оба очага сливаются в единую функциональную систему. Вновь сформированный путь условного рефлекса дни, месяцы и даже годы сохраняет способность воспроизводить проведение возбуждения. Это приводит к образованию условного рефлекса: слюна выделяется на один условный раздражитель. Значит, произошло «замыкание» связи между двумя центрами.

Образование этой связи при раздражении только зрительного рецептора создает возможность для прохождения импульсов из зрительной зоны коры в пищевой центр, а отсюда по центробежным путям к слюноотделительному центру и к слюнным железам — последние отвечают слюноотделением. Таким образом, рефлекс выработан.

Такой условный рефлекс будет наличным условным рефлексом. Он образован на наличный раздражитель (свет). Но сигналом условного рефлекса может стать не только сам наличный раздражитель, который совпадает по действию во времени с действием без условного раздражителя.

Сигналом безусловного рефлекса может стать и след условного раздражителя в центральной нервной системе. Например, если давать тот же индифферентный раздражитель (свет) 10 сек, а затем после прекращения его действия через 1 мин давать пищу, то сам по себе свет не будет вызывать условнорефлекторного отделения слюны, но через несколько секунд после его прекращения условный рефлекс появится. Такой условный рефлекс называется следовым.

Образование следовых условных рефлексов у детей начинается со второго года жизни и приобретает большую интенсивность, составляя основу для образования реакций, обусловливающих речь, мышление и память.

Для выработки условного рефлекса необходимо, чтобы раздражитель был достаточной силы, а клетки коры мозга обладали высокой возбудимостью. Помимо того, и сила безусловного раздражителя должна быть достаточной, иначе безусловный рефлекс будет гаснуть под воздействием более сильного условного раздражителя. Клетки коры головного мозга в период выработки условного рефлекса должны быть свободны от сторонних раздражителей. Соблюдение перечисленных условий облегчает выработку условного рефлекса. Например, находясь в цирке, мы наблюдаем, как дрессировщик после выполнения номера программы животным поощряет его лакомством (сахар, рыба, мясо). Это есть не что иное, как подкрепление условнорефлекторной реакции безусловной, вернее, подкрепление условного раздражителя безусловным.

Условные рефлексы на время. Условным раздражителем может стать и определенный промежуток времени. Если животное регулярно подкармливать каждые 10 минут, то после нескольких таких подкармливаний образуется условный рефлекс на время, а именно при отсутствии подкармливания около 10-й минуты наступает слюноотделение и пищевая двигательная реакция: животное начинает облизываться, совершает глотательные движения, у него выделяется слюна. Условным рефлексом на время является и ощущение потребности приема пищи в соответствии со строгим режимом дня. Условным раздражителем может стать и короткий промежуток времени, и очень длинный, измеряемый многими часами. Выделение желудочного сока на определенное время, как известно, названо И. П. Павловым необходимым условием здорового аппетита.

Рефлекс на время совершается в организме в соответствии с чередованием (ритмом) многих периодических процессов, например периодичность дыхательных движений, сердцебиений, снижения температуры в течение суток, отправлений желудочно-кишечного тракта и т. д. В основе этого рефлекса лежит ритмическая посылка импульсов в головной мозг из соответствующих рецепторов внутренних органов, что вызывает ритмическое возбуждение определенных зон мозговой коры.

Торможение условных рефлексов

Безусловное торможение. В период проявления условного рефлекса внезапное изменение внешней среды, т. е. новый посторонний раздражитель, вызывает новый очаг возбуждения в коре, что приводит к изменению течения ответной реакции, а иногда и к полному прекращению ее. Такими раздражителями могут быть внезапные шумы, изменение освещения, дуновение ветра и т. д.

Эти посторонние внезапные раздражители тормозят рефлексы. Замечено, что, чем «моложе» рефлекс, тем легче он поддается торможению. Появление торможения объясняется развитием процесса индукции (наведения) в центральной нервной системе. И поскольку торможение вызывается дополнительным (посторонним) раздражителем, возбуждающим новый рефлекторный акт в результате взаимодействия соседних деятельных центров, И. П. Павлов назвал его внешним торможением. Безусловным его называют потому, что оно присуще организму от рождения, вырабатывается в процессе исторического развития животного и свойственно всей центральной нервной системе. В его осуществлении участвует ретикулярная формация головного мозга.

Этот вид торможения чаще всего наблюдается у детей, работающих в коллективе (класс, группа), когда любой посторонний шум, проникающий в помещение, нарушает течение рефлекторного акта. Например, во время урока чистописания с улицы доносится звук автомобильной сирены. Ряд учеников переключается в сторону звука, как наиболее сильного раздражителя, теряя при этом концентрацию внимания, допуская помарки и неточное начертание букв.

Однако безусловное торможение может наступать и без появления второго очага возбуждения. Клетки коры имеют предел, работоспособности. Это бывает при чрезмерной силе условного раздражителя. При сверхмаксимальном раздражении возникает опасность разрушения и гибели клеток. Наступающее при этом торможение устраняет эту опасность и может иметь охранительное значение. Поэтому данный вид торможения называют запредельным.

Предел работоспособности клеток коры головного мозга не является величиной постоянной и зависит от возраста ребенка, от степени его утомления, истощения, от гипнотизации (функционального состояния нервных клеток), заболевания и других причин.

Примером запредельного торможения может служить сонное состояние или невнимательность учеников при весьма громком и монотонном рассказе  учителя на уроке. При однообразных (монотонных) длительных, хотя и слабых раздражениях происходит процесс суммации раздражений, который выходит за предел работоспособности нервных клеток.

Условное торможение. Этот вид торможения свойствен высшим отделам центральной нервной системы и развивается только при условии неподкрепления условного сигнала безусловным раздражителем, т. е. при несовпадении во времени двух очагов возбуждения.

Вырабатывается этот вид торможения в течение индивидуальной жизни организма и, в отличие от безусловного, раззивается постепенно, а иногда с большим трудом, а поэтому еще называется внутренним торможением. Принято выделять следующие виды условного торможения: угасательное, дифференцировочное и др. Угасательное торможение. Угасательное торможение развивается при повторении условных раздражителей без подкрепления безусловным. Например, если зажигание электрической лампочки всегда сопровождается едой, оно будет вызывать условный двигательный (движение к пище) слюноотделительный рефлекс. Но если производить то же зажигание лампочки и перестать подкреплять его едой, то постепенно зажигание лампочки перестает вызывать пищевую двигательную и секреторную реакцию. Скорость угасания реакции зависит от частоты повторения условного раздражителя без подкрепления, от прочности ранее выработанного рефлекса, от типа высшей нервной деятельности, от силы условного раздражителя.

Охотникам хорошо известно, что хищное животное все реже и реже появляется в тех местах, где оно меньше находит для себя пищи, хотя ранее это были места наиболее частых удач для «охоты» животного. Следовательно, из-за неподкрепления пищей у хищника угасают все условнорефлекторные реакции, связанные с посещением такого места. Сигналы, имевшие ранее определенное значение, перестают вызывать рефлекс. От угасательного торможения зависит степень приспособления животного к окружающей среде, т. е. оно регулирует поведение соответственно условиям жизни.

Значит, наступающее угасательное торможение избавляет от выработанной привычки. Например, младший школьник привык читать лежа в постели. Чтение фантастической и приключенческой литературы чрезвычайно увлекло его. Он стал читать за счет сна, подготовки домашних заданий, прогулок на свежем воздухе. В результате снизилась успеваемость, появилась бледность и повышенная нервность. Родители, учителя и одноклассники настоятельно требуют оставить увлечение беспорядочным чтением и соблюдать режим. Сам школьник решает больше не нарушать режима и не брать в руки «захватывающих» книг. Вначале это дается ему с большим трудом. Даже сон не приходит к нему своевременно. Но он гонит от себя воспоминания о героях прочитанных книг, их приключениях и похождениях. Привычка к беспорядочному чтению начинает угасать. И если школьник ни разу, ни на минуту не нарушит правильный режим дня чтением увлекательной книги, то окончательно избавится от этой отрицательной привычки.

Полное угасание неподкрепляемого условного рефлекса развивается медленно и не ограничивается только центром этого рефлекса. Оно распространяется на некоторые другие подкрепляемые рефлексы и их центры. Это свидетельствует о том, что торможение способно распространяться (иррадиировать) в нервной системе.

Однако через некоторое время угасший условный рефлекс восстанавливается самостоятельно без подкрепления. Скорость такого восстановления зависит от степени и глубины угасания, от типа высшей нервной деятельности, от частоты повторения опытов с угасанием. Такое восстановление заторможенного рефлекса получило название  растормаживания.

Дифференцировочное торможение. В основе явления дифферен-цировочного торможения, или просто дифференцировки, лежит тот факт, что неподкрепляемый раздражитель превращается в отрицательный условный раздражитель, а условный раздражитель, всегда подкрепляемый, продолжает вызывать рефлекс — он положителен. Таким образом, неподкрепляемый раздражитель вызывает торможение клеток коры, а подкрепляемый раздражитель — возбуждение. Происходит концентрация и разделение двух процессов: возбуждения и торможения.

Как вид внутреннего торможения условнорефлекторной деятельности дифференцировочное торможение весьма необходимо для анализа воздействий внешнего мира и формирования в связи с этим соответствующего позедения.

Благодаря дифференцировкам в слуховых анализаторах наступает различение высоты звуков, их силы и направленности; в зрительных — различение цветов, оттенков и удаленности; в анализаторе кожной чувствительности — прикосновения, давления и др.

Первые дифференцировки вырабатываются медленно, но постепенное повторение (тренировка) ускоряет их выработку. Существует два способа выработки дифференцировок. При первом способе выработка дифференцировок начинается с раздражителей, весьма близких к условному (например, тоны «до» и «ре»), и для их различения требуется больший труд и соответственно более длительная тренировка, чем при втором способе, когда выработка дифференцировок начинается с более далеких (например, тоны «до» и «фа») раздражителей. Поэтому при первом способе дифференцировка вырабатывается труднее и медленнее, чем при втором. Следовательно, чем сильнее отличаются раздражители, тем легче вырабатывается дифференцировка.

Дифференцировки двигательных условных рефлексов вырабатываются быстрее, чем слюноотделительные, сокоотделительные и другие секреторные. Дифференцировочное торможение тем сильнее, чем интенсивнее положительный условный раздражитель, т. е. чем сильнее раздражительный процесс, которому противостоит дифференцировочное торможение.

Дифференцировочное торможение имеет чрезвычайно важное значение в работе воспитателя, который закладывает начало будущей деятельности ребенка. Оно имеет значение не только для уроков музыки и пения, но и для изучения азбуки, когда путем отличия близких по начертанию букв познается их смысловое значение. Путем дифференцировки познается принцип перехода от частного к общему, от легкого к трудному и т. д. Неточность в выработке дифференцировок лежит в основе неправильного произношения слов, неправильности написания ударных и безударных гласных, твердых и мягких согласных и т. д.

Время, необходимое для выработки дифференцировки, у разных детей бывает разным, так как в этом процессе играет роль возрастное состояние коры головного мозга, а также предварительные тренировки. Наиболее трудные дифференцировки требуют более продолжительного времени для их образования.

Причина затруднения выработки дифференцировок у детей дошкольного возраста по сравнению с младшими школьниками лежит в том, что у дошкольников иррадиация возбуждения в мозговой коре бывает более широкой, а концентрация раздражительного и тормозного процессов, лежащая в основе дифференцировок, меньшей, а поэтому труднее улавливаются тонкости различения близких между собой раздражителей.

Упрочение дифференцировочного торможения у детей при переходе от дошкольного возраста к младшему школьному, а затем к подросткам и юношам позволяет повысить эффективность учебного процесса, уточнить и углубить познание отдельных истин и законов, а тем самым расширить знания школьников, повысить их эрудированность в познании внешней среды, музыки, в наблюдении природных явлений, в определении черт характера людей и т. д., где требуется довольно тонкая дифференцировка весьма близких раздражителей.

Динамика нервного процесса в больших полушариях мозга

Контрастность возбуждения и торможения. Под динамикой нервного процесса, состоящего из возбуждения и торможения, принято понимать их свойство распространяться (иррадиировать) из очага возникновения в ближайшие и отдаленные участки, а затем двигаться в обратном направлении к очагам возникновения (концентрироваться). В коре больших полушарий всегда имеются отношения, которые выглядят как контрастные: один процесс «наводит»

противоположный себе на клетки, не охваченные первым процессом. Это явление названо индукцией. Индукция может быть положительной и отрицательной. Она обеспечивает смену возбуждения торможением и наоборот. При положительной индукции наводится раздражительный процесс вокруг очага торможения. При отрицательной индукции наводится тормозной процесс вокруг очага раздражительного процесса.

В деятельности коры головного мозга торможение имеет особое значение, так как во время торможения в нейронах осуществляются восстановительные процессы, обеспечивающие нейронам способность приходить в состояние нового возбуждения. В этом и усматривается охранительная роль торможения, предупреждающая клетки коры головного мозга от истощения, т. е. от разрушения длительным возбуждением.

Кроме того, согласованная и координированная деятельность нейронов всей нервной системы возможна только при условии возбуждения одних из них и торможения других. Следовательно, торможение в этом случае носит координированный характер. Возбуждение не может укладываться в нужные рамки, быть точным без торможения, и наоборот. Это два процесса, диалектически связанные между собой и напоминающие соотношение ассимиляции и диссимиляции, в котором остановка одного процесса вызывает остановку другого, т. е. приводит организм к смерти.

Координированность возбуждения и торможения особенно важна в процессе обучения и воспитания. Например, на уроке физкультуры разучивается новое движение. Точная согласованность смены торможения возбуждением и наоборот обеспечивает более быстрое овладение новым движением. При этом необходимо не только поочередное возбуждение и торможение мышц сгибателей и разгибателей, участвующих в этом движении, но и торможение мышц, непричастных к этому акту, которые будут мешать четкости и красоте движения.

Степень иррадиации и концентрации возбуждения и торможения зависит от степени развития физиологического совершенства нервной системы организма, а у детей от возраста и тренированности на предыдущих возрастных этапах — периодах. Например, у шести- и семилетних детей процесс иррадиации будет шире, чем у детей восьми и девяти лет. Это объясняет большую возбудимость и подвижность детей дошкольного возраста по сравнению с младшими школьниками, а последних с подростками.

Фазовые состояния больших полушарий мозга

Изменение возбудимости больших полушарий в сторону торможения при переходе здорового животного и человека из состояния бодрствования к полному сну получило в учении И. П. Павлова о высшей нервной деятельности название переходных или гипнотических фаз. При этом исчезает нормальное отношение условно-рефлекторных ответов. Правильные силовые отношения заменяются то уравниванием эффектов на сильные и слабые условные раздражители (уравнительная фаза), то их извращенным отношением, когда сильные раздражители производят меньший эффект, чем слабые (парадоксальная фаза), причем это происходит за счет снижения эффекта сильных условных раздражителей. Но бывают не только тормозные или гипнотические фазы, а при повышении оптимальной возбудимости больших полушарий развивается фазовое состояние повышенной возбудимости. Такая фаза встречается при неврозе детей, когда нервная энергия расходуется неэкономно, а реакции неадекватны, нарушаются тормозные   рефлексы. При парадоксальной возбудимости коры сильный раздражитель для заторможенных клеток является сверхмаксимальным раздражителем, и поэтому клетки коры на него слабо реагируют (запредельное торможение), слабые же раздражители адекватны и дают интенсивную реакцию.

Ультрапарадоксальная фаза у детей характеризуется значительным понижением возбудимости коры и растормаживанием подкорковых центров. Поэтому положительный раздражитель вследствие глубокого торможения коры не вызывает в ней возбуждения, которое бы дало положительный условный рефлекс. Однако, повысив до некоторой степени возбудимость коры, он несколько усиливает ее контроль над подкорковыми центрами и задерживает интенсивную подкорковую деятельность. Тормозные же условные раздражители еще больше понижают возбудимость коры, ослабляют и без того ее слабую регуляцию подкорковых центров, вследствие чего подкорковая деятельность усиливается.

Фаза повышенной возбудимости и тормозная у здоровых детей обычно быстротечны и проявляются определенными изменениями условных рефлексов и поведенческих реакций. Эта смена фаз является естественным следствием постоянных колебаний внешней среды и внутренних состояний организма (сон — бодрствование). Понижение возбудимости, развивающееся во время тормозных фаз, обычно быстро уступает место полному восстановлению оптимальной возбудимости. Однако иногда при различных болезненных состояниях фазы повышенной возбудимости и тормозные могут становиться застойными, инертными и длительными. Ребенка не удается вывести из этих состояний. Это является основой невротических, а иногда психических расстройств, когда может наблюдаться истощение, а иногда и повреждение корковых клеток.

Легко устранимые гипнотические фазовые состояния не болезнь, а нормальная защитная реакция детского организма на систематическое утомление. Такие состояния часто встречаются у детей, но при активном отдыхе на свежем воздухе,, специальных упражнениях и соответствующем режиме дня они легко исчезают.

Особенности высшей нервной деятельности человека

Всю совокупность высшей нервной деятельности человека, иначе человеческого поведения, И. П. Павлов объяснил работой трех взаимодействующих инстанций (систем) головного мозга.

Первая инстанция сложных отношений организма высших животных и человека с окружающей средой — это ближайшие к полушариям мозга подкорковые области. Их деятельность выражается в сложнейших безусловных рефлексах (инстинктах, влечениях, аффектах, эмоциях). Вызываются эти рефлексы немногими безусловными, т. е. с рождения действующими, внешними агентами.

Вторая инстанция — это большие полушария, но без лобных долей, без анализаторов, воспринимающих словесный раздражитель. Здесь действует другой принцип работы: при помощи временной условной связи любой агент может связаться с безусловной реакцией, тем самым заменить немногие безусловные раздражители бесчисленной массой других агентов. Эта инстанция является носительницей ощущений, впечатлений и представлений действительности и составляет единственную сигнализационную систему у животных.

Что же составляет третью инстанцию? У человека новый принцип нервной деятельности, которого нет у животных,— отвлечение и одновременно обобщение сигналов первой системы речью при помощи замены первых сигналов кинестезическими (связанными с ощущением движения мышц) раздражениями речевых органов, продуктом которого является слово. Именно слово сделалось «сигналом сигнала», или «вторым сигналом действительности».

Итак, слово составило вторую сигнальную систему действительности, свойственную только человеку.

Совместная деятельность двух сигнальных систем и ее результат— язык лишь закрепили общественно-производственный опыт людей, обусловленный их трудовой деятельностью. Только использование совместной деятельности рук, мозга и органов речи в труде способствовало формированию людьми все более и более сложных трудовых операций. В них люди постоянно и объективно выделяли существенные свойства тел и явлений природы. Использование их в своих потребностях неизбежно приводило к объединению предметов и явлений по общим для них существенным свойствам.  

Обозначение предметов и явлений произносимым словом обязательно вело к тому, что ощущения от предметов (субъективный образ объективного мира) соединялись и заменялись речевыми двигательными реакциями. Объединение в человеческой практике предметов по общим свойствам является распространением на них общего словесного обозначения, что постоянно приводит к обобщению словами целых групп и классов предметов и явлений.

Типы высшей нервной деятельности

Признаки типов высшей нервной деятельности. Изучением деяельности больших полушарий вместе с ближайшей подкоркой путем выработки положительных и отрицательных условных рефлексов, переделки их сигнального значения, изучения особенностей рефлекторных процессов и наблюдения за поведением животных было создано учение о типах высшей нервной деятельности и выделены общие типы, встречающиеся у человека и у животных, и частные, свойственные только человеку.

Типом нервной деятельности называется индивидуальная характеристика по трем основным признакам.

Первый признак — сила возбуждения и торможения. Это — способность корковых нервных клеток адекватно отвечать на сильные и чрезвычайно сильные раздражители и развивать в ответ на них возбуждение или торможение.

Второй — уравновешенность процессов возбуждения и торможения между собой, т. е. равенство в силе возбуждения и торможения. Бывает, что у одних организмов возбуждение превалирует над торможением, а у других — наоборот. В таком случае у первых сравнительно быстро образуются положительные условные рефлексы, но затруднена выработка дифференцировок (особенно тонких), а у других на те же раздражители развивается общее торможение мозговой коры.

Третий — подвижность процессов возбуждения и торможения, т. е. свойство быстро менять один процесс на другой в связи с изменением среды. Другими словами, переходить от состояния возбуждения к торможению и наоборот.

Общие типы высшей нервной деятельности. Различают четыре типа высшей нервной деятельности.

Первый — сильный, неуравновешенный, безудержный.

Второй — сильный, уравновешенный, подвижный. Характерна общительность и быстрая привыкаемость к обстановке и среде, активная реакция на новые раздражители.

Третий — сильный, уравновешенный, инертный. Ему свойственны малоподвижность и замедленность всех действий. Новые раздражители мало беспокоят.

Четвертый тип — слабый, легко тормозимый, со слабым развитием возбуждения и торможения, трусливый, с пассивной оборонительной реакцией в ответ на сильные и необычные раздражители.

В чистом виде указанные типы высшей нервной деятельности встречаются очень редко. Чаще всего наблюдают смешение признаков разных типов в одном индивидууме.

Тип высшей нервной деятельности проявляется не только во взаимоотношении организма с внешней средой, но и в характере деятельности внутренних органов и их систем. Между типом высшей нервной деятельности и темпераментом человека равенства нет и быть не может, так как в понятие темперамента, кроме функциональных особенностей нервной системы, включается его общественное положение и условия жизни, оценка исторической эпохи и практическая общественно-трудовая деятельность.

Частные типы высшей нервной деятельности. Знание и умение определить их в той или иной степени у людей необходимо учителям, педагогам-воспитателям и другим лицам, работающим в школе.

Выделено три таких типа: художественный, мыслительный, средний.

Художественный — характеризуется тем, что несколько усилена работа первой сигнальной системы по сравнению со второй. Люди этого типа в процессе мышления широко пользуются чувственными образами окружающей действительности. Они захватывают действительность целиком, не дробя ее на части.

Мыслительный — характеризуется несколько усиленной работой второй сигнальной системы, словесного мышления, резко выраженной способностью к абстрагированию от действительности, основанной на стремлении анализировать, дробить действительность на части, а затем соединять части в целое.

Средний — характеризуется уравновешенностью двух сигнальных систем.

В выделении типов высшей нервной деятельности у людей не все еще ясно: ряд вопросов еще не раскрыт до конца, нет адекватных экспериментальных методов и многое характеризуется описательно,

Типы высшей нервной деятельнссти у детей

Изучение типов высшей нервной деятельности у детей. Анализируя экспериментальные данные, полученные при 45-летнем изучении высшей нервной деятельности детей с помощью двигательной и секреторно-двигательной методик, Н. И. Красногорский (1953) предложил следующую классификацию типов высшей нервной деятельности детей. В ней учтены корково-подкорковые взаимодействия и взаимоотношения между корковыми сигнальными системами. Эта классификация в настоящее время является наиболее полной. В ней представлено четыре типа.

Сильный, оптимально возбудимый, уравновешенный, быстрый характеризуется быстрым образованием условных рефлексов, которые легко угасают и быстро восстанавливаются. Возбуждение и торможение легко сменяют друг друга, не оставляя последствий. Возможно образование тонких дифференцировок. Дети, принадлежащие к этому типу, отличаются хорошим Поведением, живым темпераментом и не представляют трудности для воспитания. Речевые рефлексы у них образуются быстро. Речь громкая, быстрая, отчетливая, с правильными ударениями и интонацией, уравновешенная, с богатым словарным запасом, иногда сопровождается сильной жестикуляцией  и  выразительной  мимикой.

Сильный, оптимально возбудимый, уравновешенный, медленный. Условные рефлексы у детей этого типа образуются быстро, прочно, и величина их большая. Условные рефлексы угасают быстро и хорошо восстанавливаются. Легко вырабатываются тормозные временные связи. Дети этого типа легко удовлетворяют требованиям внешней и социальной среды, имеют отличное поведение и успешно учатся в школе. Они быстро выучиваются говорить, писать и читать. Речь у них правильная, с достаточным словарным запасом, без резко выраженных эмоций, жестикуляции и мимики. При трудных заданиях эти дети повышают свою активность и стараются выполнить их.

Сильный, повышенно возбудимый, неуравновешенный, безудержный характеризуется сильной подкорковой деятельностью, которая не всегда хорошо регулируется корой. Условные связи иногда образуются медленнее, чем у детей первых двух типов. Отрицательные рефлексы неустойчивы. Дети этого типа учатся обычно удовлетворительно, не имеют затруднения в приспособлении своих поведенческих и эмоциональных реакций к требованиям школы. Эмоциональная возбудимость высокая, «вспыльчивая», иногда бывают короткие взрывы необоснованных возбуждений, сопровождающиеся двигательными эффектами. Речь у таких детей развивается нормально, но она неровная, быстрая, с колеблющимися интонациями.

Воспитание детей этого типа требует усиленной и длительной работы педагога, направленной на развитие и тренировку у них торможения.

Слабый, пониженно возбудимый тип высшей нервной деятельности характеризуется сниженной возбудимостью коры и подкорки. Деятельность первой и второй сигнальных систем проходит на более низком, чем у детей других типов, уровне. Образование условных рефлексов происходит медленно, причем они неустойчивы и подвержены сильному торможению со стороны факторов окружающей обстановки. Дети не переносят сильных продолжительных раздражений, быстро утомляются и впадают в застойное тормозное состояние. Речь у детей этого типа слабая, тихая, словарный запас небольшой. У детей данного типа легко наступают расстройства нервной деятельности в форме невротических реакций или даже неврозов.

Существенным недостатком всех классификаций высшей нервной деятельности детей является отсутствие единых критериев определенных типов. В каждой классификации авторы отражают те особенности нервной системы ребенка, которые они считают наиболее важными. Соотношение сигнальных систем устанавливается описательно, путем наблюдений, а не опытным путем. Однако достижения отечественных ученых в изучении высшей нервной деятельности детей имеют большое значение для организации и анализа учебного процесса.

Воспитание типов. Формирование и пластичность типов высшей нервной деятельности. Типы нервной системы изменяются после рождения. Типы же высшей нервной деятельности детей формируются после рождения, когда их врожденные типы нервной системы подвергаются разнообразнейшим воздействиям окружающей среды, воспитанию. Они все время изменяются, и этот процесс длится всю жизнь. Он получил название пластичности типов высшей нервной деятельности.

Причисление того или иного животного, а тем более человека к определенному типу высшей нервной деятельности встречает большие трудности.

Высшая нервная деятельность, общее поведение каждого индивидуума представляет собой «сплав» из врожденных, полученных по наследству черт (генотип) и приобретенных в течение жизни, образующих поведение (фенотип).

Черты, передавшиеся по наследству, могут подвергаться существенному изменению вследствие большой пластичности клеток коры головного мозга.

Образ поведения школьника обусловлен не только прирожденными и приобретенными свойствами нервной системы, но и прежде всего социальными условиями. Поэтому, определяя тип высшей нервной деятельности и характер младшего школьника, надо учитывать не только врожденные особенности нервной системы, которые часто настолько маскируются, что пока до сих пор нет надежных способов их определения, но и все те влияния, которые испытал ребенок на своем жизненном пути.

Вместе с тем нередко наблюдается расхождение между общей картиной поведения и экспериментально определяемыми особенностями типа высшей нервной деятельности.

И. П. Павлов считал пластичность типов нервной деятельности «важнейшим педагогическим фактом», позволяющим воспитание, тренировку и переделку характеров людей. А если учесть, что все окружающие влияния на организм тем сильнее, чем он моложе, то становится весьма ясной задача воспитания детей в преддошкольных и дошкольных учреждениях до поступления в начальную школу. Это значит, что формирование типа высшей нервной деятельности должно начинаться с самого рождения.

У взрослых тип нервной деятельности может изменяться в связи с перенесенными заболеваниями и нервными потрясениями, а поэтому и у них представляется возможным «исправление» и перевоспитание мерами индивидуального и общественного воздействия, повышение «закалки характера».

ТЕМА №11

АНАЛИЗАТОРЫ

Значение, роль и свойства анализаторов

Значение и роль анализаторов. Человек воспринимает явления окружающей среды и ее воздействия с помощью органов чувств. Все раздражения, получаемые им и достигающие определенной интенсивности, являются источником представлений об окружающей среде, об окружающем мире, о том, что существует вне нас и независимо от нашего сознания.

Ориентация тела во внешней среде, его движения связаны главным образом с высшими органами чувств.

Каждый анализатор состоит из трех частей: периферической ~ рецептора, аппарата, воспринимающего и превращающего (трансформирующего) энергию внешнего раздражения в нервный процесс; проводниковой — передающей возбуждение в центр, состоящей из центростремительных нервных волокон; центральной, или корковой части полушарий, представленной специальными клетками коры головного мозга.

Периферическая часть анализатора воспринимает строго определенные виды раздражений. Например, органы зрения воспринимают свет, органы слуха — звук и т. д. Это свойство названо адекватностью органов чувств к раздражителям.

Свойства анализаторов. Каждый анализатор имеет свойство приспосабливаться (адаптироваться) к восприятию то более сильных, то более слабых раздражений. Кроме того, в трудовой деятельности, в процессе учебы ребенка в школе, его анализаторы подвергаются упражнениям, привыкают принимать и различать даже незначительные раздражения. Так бывает с развитием и обострением слуха у детей, обучающихся музыке с раннего возраста.

Взаимодействие анализаторов. Анализаторы взаимодействуют друг с другом. Это способствует лучшему ощущению. Иногда и его понижению. Так, солнечный свет изменяет возбудимость рецепторов кожи, обоняния, слуха. Слишком горячая пища кажется менее вкусной, так как сильное температурное воздействие ослабляет функцию вкусового анализатора. Слуховые раздражения (тоны, шумы) повышают возбудимость адаптированного к темноте глаза к зелено-синим лучам и понижают к оранжево-красным. Следовательно, знание взаимовлияния функций анализаторов в обычной практической деятельности имеет очень большое значение. Нарушения работы анализатора (например, потеря зрения, слуха и т. д.) делают человека инвалидом.

Анализаторы функционируют не только при тесном взаимовлиянии, но и при частичном взаимозамещении друг друга. При этом между их корковыми центрами образуются временные (условнорефлекторные) связи, позволяющие частично компенсировать утраченный анализатор. Так, у слепых, в силу систематического одновременного функционирования слухового и двигательно-осязательного анализатора, вырабатывается возможность познавать окружающий мир с помощью осязания и слуха.

Зрительный анализатор

Светочувствительный аппарат глаза. Важнейшей частью глаз является сетчатая оболочка со зрительным нервом.

Сетчатая оболочка глаз детей тоньше, чем у взрослых, хорошо развита. В сетчатке заложены светочувствительные элементы — клетки, по форме напоминающие палочки и колбочки.

Воздействие света на сетчатку вызывает в ней электрические явления. Это биотоки, появляющиеся в результате фотохимического распада родопсина в палочках и иодопсина в колбочках. Однако скорость распада родопсина на свету значительно больше скорости распада иодопсина, и поэтому чувствительность палочек к свету в 1000 раз больше, чем колбочек. Фотохимическая реакция распада родопсина и иодопсина вызывает возникновение импульсов в волокнах зрительного нерва и является началом зрительного восприятия. Палочки — орган сумеречного зрения, дающие бесцветные световые ощущения. Колбочки — орган дневного зрения, дающие цветовые ощущения. Когда функционируют колбочки, палочки заторможены. Палочки же дают ощущение света даже при слабом освещении, если он попадает на боковую поверхность сетчатки, где расположены только палочки. Потенциалы сетчатки — одно из проявлений фотохимического распада родопсина.

Преломляющие среды глаза. Глаз состоит из прозрачных светопреломляющих сред: роговицы, водянистой влаги передней камеры глаза, хрусталика и стекловидного тела. Ясное видение возможно лишь при условии прозрачности преломляющих сред глаза. Преломляющая сила оптической системы глаза выражается в диоптриях (Д). Диоптрия — это преломляющая сила линзы с фокусным расстоянием 1 м.

Хрусталик заключен в совершенно прозрачную, весьма тонкую и эластичную сумку (капсулу), сросшуюся с мышцей ресничного тела.

При рассматривании удаленных предметов ресничная мышца расслаблена, а циннова связка, которая прикреплена преимущественно к передней и задней поверхности хрусталика, в это время натянута. Натяжение цинновой связки вызывает сдавление хрусталика спереди назад и его растягивание, т. е. хрусталик уплощается, а четкость изображения увеличивается. При приближении предметов к глазу происходит сокращение ресничной мышцы, циннова связка расслабляется и хрусталик становится выпуклым, чем также достигается улучшение изображения. Следовательно, от изменения формы хрусталика зависит ясность видения. Приспособляемость глаза к получению отчетливого изображения на сетчатке получила название аккомодации. При покое аккомодации (смотрении вдаль) радиус кривизны передней поверхности хрусталика равен 10 мм, а при максимальной аккомодации, когда предмет наиболее приближен к глазу, радиус кривизны передней поверхности хрусталика — 5,3 мм.

Потеря эластичности сумки хрусталика с возрастом влечет уменьшение его преломляющей способности при наибольшей аккомодации. Это увеличивает возможность пожилых людей рассматривать предметы на дальнем расстоянии. Ближайшая точка ясного видения отодвигается с возрастом. Так, в 10-летнем возрасте она на расстоянии менее 7 см от глаза, в 20 лет — 8,3 см, в 30 лет— 11 еж, в 35 лет— 17 см, а к 60—70 годам она приближается к 80—100 см.

Стекловидное тело — студенистое, совершенно прозрачное вещество, заключенное в весьма нежную капсулу, заполняющее большую часть глазного яблока. Оно является преломляющей средой и входит в сплошную оптическую систему глаза. Передней, слегка вогнутой поверхностью оно прилежит к задней поверхности хрусталика. Его потеря не восполняется. Только Уз заменяется внутриглазной жидкостью, а более значительные потери приводят глаз к гибели.

Радужка и зрачок. Хрусталик спереди прикрыт светонепроницаемой радужной оболочкой, в центре которой круглое отверстие — зрачок. Функции радужной оболочки: 1) пропускать в глаз только центральный пучок световых лучей, благодаря чему изображение предмета на сетчатке оказывается в фокусе четким и нерасплывчатым; 2) регулировать количество лучей, проникающих в глаз, и тем самым регулировать интенсивность раздражения сетчатки. Эта регулирующая функция радужки осуществляется изменением диаметра просвета зрачка посредством кольцевых мышечных волокон, которые вызывают сужение радиальных мышц радужки.

Близорукость и дальнозоркость. В нормальном глазе при смотрении вдаль параллельные лучи от предмета без всякого изменения кривизны хрусталика собираются в фокус на сетчатку.

Близорукость наблюдается тогда, когда длина глаза превышает нормальную или когда сила преломляющих сред глаза больше нормальной (кривизна хрусталика больше). Параллельный пучок лучей, попадая в такой глаз, собирается в фокус впереди сетчатки.

На сетчатку попадает пучок расходящихся лучей. Изображение предмета получается расплывчатым. Для получения четкого изображения необходимо, чтобы фокус попал на сетчатку. Это происходит тогда, когда в близорукий глаз попадает пучок расходящихся лучей. Поэтому люди, страдающие близорукостью, видят предмет только вблизи. Им необходимы очки с двояковогнутыми стеклами.

Различают близорукость врожденную и приобретенную. Приобретенная близорукость встречается гораздо чаще врожденной.

Дальнозоркость наблюдается при малой длине глаза или при его слабой преломляющей силе. Пучок света в нем собирается в фокус за сетчаткой. На сетчатку попадают сходящиеся лучи, а изображение предметов получается расплывчатым. Дальнозорким необходимо носить очки с двояковыпуклыми стеклами .

Вспомогательные аппараты глаз. К вспомогательным аппаратам глаза относятся: двигательный аппарат — мышцы, защитный аппарат — веки, ресницы, слезные железы с выводными путями .

Двигательный аппарат образован шестью мышцами — четырьмя прямыми и двумя косыми. Прямые мышцы вращают глазное яблоко вокруг поперечной и вертикальной осей глаза, а косые вокруг оси, проходящей в передне-заднем направлении. Следовательно, прямые мышцы поворачивают глазное яблоко влево и вправо, вверх и вниз, а косые — вниз и внутрь, кверху и внутрь. Все движения нормальных глаз бывают только содружественными, т. е. при рассматривании предмета зрительные оси обоих глаз всегда скрещиваются на предмете. Это скрещивание зрительных осей производится сокращением обеих внутренних прямых мышц и носит название конвергенции. Так как основным нервом, двигающим глаз, является глазодвигательный нерв (III пара), который одновременно усиливает аккомодацию и суживает зрачок, то при рассмотрении близких предметов всегда совершаются одновременно три процесса — конвергенция, аккомодация и сужение зрачка.

Слезные железы, их выводные протоки и слезный мешок составляют слезный аппарат глаза. Слезная жидкость, вырабатываемая слезными железами, омывает глазное яблоко и внутреннюю поверхность век. Это предохраняет глаз от высыхания и защищает его от заболеваний в силу бактерицидных свойств слезной жидкости.

Веки и ресницы — это своего рода «раздвижные ширмы», защищающие глаза спереди от пыли и легких повреждений.

Основу каждого века составляет соединительнотканная пластинка, В толще век заложены круговые мышцы, которые, сокращаясь, смыкают веки.

У младших школьников, как и у детей всех других возрастов, по сравнению со взрослыми, веки значительно тоньше. Они легко просвечиваются светом средней яркости, что следует учитывать при организации дневного и ночного сна детей.

ТЕМА №12

Основы общей патологии

ПОНЯТИЕ О ЗДОРОВЬЕ И БОЛЕЗНИ

Здоровье — это такое состояние организма, при котором функции всех его органов и систем уравновешены с внешней средой и отсутствуют болезненные проявления.

Основной признак здоровья — высокая приспособляемость организма к воздействиям факторов внешней среды. Здоровый организм способен перенести огромные психические и физические нагрузки, приспособиться к значительным изменениям факторов внешней среды, не выходя за рамки физиологических колебаний.

Высокая приспособляемость здорового организма к изменению факторов внешней среды обусловлена тем, что живой организм представляет собой сложную самоуправляемую систему. Клетка способна автоматически настраиваться на наивыгоднейший режим работы в непрерывно меняющихся условиях внешней среды.

(Переход от здоровья к болезни может происходить незаметно для окружающих и самого заболевающего. Между здоровьем и болезнью могут быть переходные, или предпатологические, состояния.

Болезнь возникает тогда, когда организм подвергается действию чрезмерно сильных раздражителей либо когда неблагоприятно изменяется его способность приспосабливаться к обычным раздражителям. В этих случаях возникают не свойственные ему морфологические и функциональные изменения.

Болезнью принято считать состояние организма, при котором под влиянием каких-либо повреждающих воздействий нарушается нормальная жизнедеятельность организма, ограничивается способность приспосабливаться к изменениям условий внешней среды, снижается трудоспособность.

Патологический процесс — это болезненное изменение функции и структуры, включающее различные сочетания элементарных патологических реакций. Существуют типовые патологические процессы (воспаление, лихорадка и др.), характеризующиеся определенным сочетанием патологических и защитно-физиологических реакций. Патологическое состояние — чаще всего медленно иногда быстро) развивающийся патологический процесс или его последствие (различные врожденные уродства, например косолапость, культя после ампутации конечности, слепота после травмы глаза и др.).

ТЕЧЕНИЕ И ИСХОДЫ БОЛЕЗНЕЙ

В течение болезни различают четыре  периода:

1) скрытый;

2) продромальный;

3) период полного развития болезни;

4) период завершения — исход болезни.

Скрытым, или латентным, периодом называют период между началом воздействия болезнетворных агентов и возникновением симптомов болезни. Он может длиться от нескольких секунд до многих лет.

Скрытый период при инфекционных заболеваниях называется инкубационным. От его продолжительности зависят выбор профилактических мероприятий,  назначение сроков карантина и т. д.

Продромальный период, или период предвестников болезни, характеризуется общим недомоганием, головной болью, ознобом, повышенной температурой и другими признаками.

Период полного развития болезни характеризуется развитием типичной картины болезни (свойственные каждой болезни проявления, сочетание определенных симптомов, называемое симптомокомплексом).

Период завершения болезни, или исход болезни, может быть различным.

Возможны три исхода болезни:

1) полное выздоровление;

2) неполное выздоровление;

3) смерть.

При полном выздоровлении исчезновение симптомов заболевания еще не означает восстановления функционального состояния организма. Для того чтобы восстановилось исходное функциональное состояние, имевшее место до болезни необходимы рязличные мероприятия.

При неполном выздоровлении отмечаются остаточные явления болезни.

Смерть может наступить мгновенно или через определенный период. Во втором случае она имеет стадии агонии, клинической и биологической смерти.

Агония характеризуется расстройством всех жизненных функций: вначале неясное, сумеречное сознание, появление бреда, затем потеря сознания, снижение функции центральной нервной системы, далее — ослабление деятельности сердца, нарушение дыхания (оно становится прерывистым), понижение температуры тела, исчезновение рефлексов.

Признаками клинической смерти являются полное прекращение кровообращения и дыхания, отсутствие рефлексов. Однако при этом ткани тела способны в течение 5—б мин. (в среднем) к действию. Если за это время удается восстановить деятельность сердца и дыхания, то человека можно оживить. Описаны случаи оживления — реанимации — и через 10—12 и более минут после остановки сердца и дыхания. Правда, в таких случаях иногда погибают клетки, наиболее чувствительные к недостатку кислорода, в частности клетки коры головного мозга, и человек может стать глубоким инвалидом. Только при смерти от замерзания, когда потребность тканей в кислороде резко снижается, известны случаи оживления людей через 20—30 мин. после остановки сердца, не сопровождающейся гибелью клеток коры головного мозга.

Биологическая, или истинная, смерть — это состояние, при котором в тканях и органах произошли необратимые изменения.

Иногда основные проявления болезни бывают выражены настолько неотчетливо, что ее трудно диагностировать.

Обычное течение болезни может измениться в результате осложнений или рецидивов.

Осложнение — это присоединение к основным проявлениям болезни изменений, обусловленных не теми факторами, которые вызвали основное заболевание, а какими-то другими, дополнительными.

Рецидив — возобновление болезни после более или менее длительного промежутка кажущегося выздоровления. От рецидива нужно отличать повторное возникновение того же заболевания после действительно полного выздоровления

Болезни делят по характеру течения на острые, подострые и хронические.

При остром течении имеет место быстрое нарастание и быстрое исчезновение всех симптомов болезни, продолжительность заболевания — от нескольких дней до нескольких недель (грипп, ангина, воспаление легких и др.).

При подостром течении заболевание длится недели и месяцы.

При хроническом течении оно продолжается многие годы, а иногда всю жизнь и характеризуется периодами затишья, иногда даже кажущимся излечением и периодами обострения с вспышками острых явлений заболевания. Остро текущее заболевание может перейти в подострое или хроническое. Этому способствует плохое, недостаточно активное или незаконченное лечение. В ряде случаев заболевание с самого начала течет очень вяло и приобретает хронический характер.

ЭТИОЛОГИЯ И ПАТОГЕНЕЗ

Этиология — учение о причинах и условиях возникновения болезней.

Факторы, вызывающие болезни или способствующие их появлению, называются этиологическими.

Выявление причин и условий возникновения болезней необходимо врачу как для их профилактики, так и для рационального лечения. Установление причин болезней представляет известные трудности, потому что они начинают действовать на организм человека значительно раньше, чем он обращается к врачу.

Болезни могут возникать в результате воздействия какого-либо фактора внешней среды — в таких случаях говорят о внешних (экзогенных) причинах заболевания. Причины болезней, заложенные в самом организме, называются внутренними (эндогенными).

Однако в этиологии патологического процесса редко изолированно действуют только внешние или только внутренние причины. Обычно они взаимосвязаны.

При каждом заболевании необходимо выяснить, что имеет преимущественное значение в его происхождении — внешние факторы или нарушение свойств самого организма, его способности реагировать на воздействие какого-либо раздражителя.

Чаще всего причинами болезней являются факторы внешней среды. Свойства самого организма, сложившиеся в его взаимоотношениях со средой, играют при этом роль условий, способствующих или препятствующих возникновению заболеваний.

Факторы внешней среды также могут иметь значение условий в возникновении заболеваний. Например, причиной туберкулеза является проникшая в организм туберкулезная палочка. Но возникновение и течение этого заболевания зависят от ряда факторов внешней среды, выступающих в качестве условий заболевания (характер питания, климат и др.). Эти условия либо способствуют развитию туберкулеза и ухудшают его течение, либо, наоборот, снижают тяжесть его течения.

Последствия, вызываемые в организме воздействием болезнетворных причин, зависят от характера сопутствующих условий, так как причина патологического процесса всегда действует в конкретных условиях внешней и внутренней среды.

Внешние причины болезней

Почти любой фактор внешней среды может при определенных условиях стать причиной болезни. Эти факторы объединяются в следующие группы:

физические,

химические,

биологические,

социальные,

алиментарные,

недостаточная двигательная активность,

чрезмерная двигательная активность,

психогенные влияния и др.

1. Физические причины болезней. 

Этими причинами могут быть:

механические,

термические,

лучистая энергия,

электрический ток,

изменения атмосферного давления.

Механические факторы в виде ударов, разрезов, уколов, сдавлений, растягиваний, сотрясений вызывают такие повреждения, как ушибы, ссадины, раны, переломы, вывихи, сдавления и размозжения тканей, растяжение и разрывы связок и мышц, сотрясение тканей (например, мозга), парезы и параличи нервов, разрывы внутренних органов, кровотечения и кровоизлияния. Воздействие любой механической травмы (например, при разрывах внутренних органов, множественных и сложных переломах костей) часто выражается в общих явлениях, возникающих рефлекторно. К ним относятся: внезапное падение артериального давления, снижение температуры тела, острая недостаточность кровообращения, нарушение дыхания и другие явления, характерные для травматического шока.

Травматическим шоком называется состояние организма, возникающее рефлекторно при воздействии чрезмерного раздражителя и проявляющееся в остром расстройстве кровообращения с резким падением артериального давления и угнетением всех жизненных функций. Травматический шок может привести к смерти.

В основе клинических проявлений шока лежат нарушения функции центральной нервной системы. Чрезмерное раздражение влечет за собой вначале сильное возбуждение (эректильная фаза шока), затем торможение в коре головного мозга, иррадиирующее в подкорковую область (торпидная фаза).

Развитию шока способствуют повреждение крупных нервных стволов, обширность размозжения тканей, большая потеря крови, охлаждение, предшествующее переутомление, голодание, отравление и др.

Механические повреждения могут быть опасны для жизни и без развития шока (например, если возникает сильное кровотечение или повреждены жизненно важные органы — головной мозг, сердце). В случаях, когда в поврежденные ткани проникает инфекция, начинается воспалительный процесс, ухудшающий общее состояние организма.

Термическими факторами могут вызываться как местные, так и общие поражения. При воздействии высокой температуры (горячая вода, нагретый металл и др.) возникают ожоги кожи. В зависимости от степени их развития (различают 4 степени ожогов) и обширности поражения происходят те или иные, но всегда значительные, общие изменения в организме (ожоговая болезнь).

Общее действие внешней высокой температуры, особенно при повышенной влажности воздуха и безветрии, может привести к перегреванию организма (тепловой удар).

Действие низкой температуры также может вызывать как местные (отморожение), так и общие (замерзание) поражения организма. При длительном охлаждении развивается сонливость, ослабляется дыхание, понижаются артериальное давление, обмен веществ, происходят потеря сознания и паралич нервных центров. При внезапном охлаждении рефлекторно снижается сопротивляемость организма. Это облегчает воздействие на него микробов и способстует возникновению так называемых простудных заболеваний.

Действие различных видов лучистой энергии зависит от характера этого излучения. Так, инфракрасные лучи солнца могут вызывать ожоги кожи и перегревание головного мозга (солнечный удар); большие дозы ультрафиолетовых лучей — покраснение кожи, ожог и общую реакцию организма (недомогание, головную боль, повышение температуры тела и т. д.), что случается при длительном нахождении на солнце. Значительные изменения в организме вызывают лучи Рентгена, радия и радиоактивных веществ, образующихся, например, при ядерном распаде. Они называются ионизирующими излучениями, т. е. вызывающими ионизацию в тканях, что влечет нарушение физиологических, биохимических и иммунологических процессов. Действие ионизирующих излучений проявляется в виде местных поражений (например, рентгеновский ожог кожи, выпадение волос) и общего поражения — лучевой болезни. Эта болезнь характеризуется нарушением деятельности всех систем организма, снижением сопротивляемости по отношению к инфекции и неуклонно прогрессирующим течением.

Электрический ток, воздействуя на организм, вызывает электротравму. При этом происходят общие и местные поражения, степень выраженности которых зависит от напряжения, силы, характера тока, длительности воздействия, путей распространения в организме и функционального состояния пострадавшего. Местное действие электрического тока проявляется в виде ожогов, ран и других поражений кожи, так как он обладает электротермическим, электромеханическим и электрохимическим эффектами. Общее его действие выражается в потере сознания, кратковременной остановке дыхания, а в некоторых случаях приводит к смерти вследствие паралича дыхания, длительной остановки сердца или того и другого вместе.

Изменения атмосферного давления, как повышение, так и понижение, оказывают существенное влияние на организм. Влияние пониженного атмосферного давления проявляется в развитии высотной болезни в результате снижения парциального давления кислорода во вдыхаемом воздухе и возникающего при этом кислородного голодания организма. Повышенное атмосферное давление, которое бывает при водолазных работах, занятиях подводным спортом, может вызвать отравление азотом (азотное опьянение, при котором человек теряет над собой контроль под водой, выдергивает мундштук дыхательного аппарата и погибает).

Очень опасен быстрый переход от высокого давления к нормальному или резкое падение нормального давления. Например, первое может быть при быстром подъеме водолаза или аквалангиста с большой глубины на поверхность, второе — при разгерметизации находящегося на большой высоте самолета. При резком переходе от высокого к низкому атмосферному давлению снижается до того повышенная растворимость азота в крови, вследствие чего в ней появляются пузырьки азота, которые могут закупорить артериальные сосуды в сердце, легких, головном мозгу и вызвать мгновенную смерть или различного рода параличи.

Резкий перепад давления может привести к разрыву органов (например, легких, барабанной перепонки) и развитию шокового состояния. При разрыве барабанной перепонки под водой может возникнуть состояние, при котором нарушается ориентация и человек погибает, не успев выйти на поверхность.

2. Химические причины болезней.

Различные химические вещества, являющиеся ядами, могут служить причиной заболеваний, называемых отравлениями. Яды могут поступать в организм извне (экзогенные яды) или образовываться в самом организме (эндогенные яды). Отравления веществами эндогенного происхождения — аутоинтоксикации — развиваются при заболеваниях почек, печени, при злокачественных опухолях и др. Различают яды неорганического и органического происхождения. К первым относятся кислоты, щелочи, соли свинца, ртути, мышьяка, хлор, йод и другие, ко вторым — алкоголь, эфир, цианистые соединения и др. Среди органических ядов встречаются ядовитые вещества растительного (например, алкалоиды, глюкозиды) и животного (змеиный яд и др.) происхождения. К химическим причинам болезни относится также отравление боевыми отравляющими веществами (фосген, табун, зарин и др.).

Действие ядов отличается избирательностью и специфичностью. Есть яды, преимущественно воздействующие на протоплазму клеток (хлор), на кровь (угарный газ), на клетки печени, на нервные клетки (стрихнин, мышьяк). Но любой из них вызывает прежде всего раздражение центральной нервной системы и, следовательно, общую реакцию организма. Действие яда зависит от его количества, растворимости в биологических средах, способа введения в организм и сопротивляемости организма. Яд, применяемый в малых дозах, может иметь лечебное значение.

3. Биологические причины болезней. 

Под этими причинами понимают живых возбудителей, которые вызывают различные заболевания, проникая в организм человека. К ним относятся: животные паразиты, растительные паразиты, вирусы. Животными  паразитами являются черви, клещи и простейшие одноклеточные организмы (например, плазмодий малярии, спирохета). Различными видами червей (аскариды, трихины, эхинококк, власоглав, широкий лентец и др.) вызываются глистные заболевания, или гельминтозы. При этом вследствие интоксикации организма продуктами их жизнедеятельности возникают общие нарушения питания, развивается малокровие, снижается физическая работоспособность. Иногда (особенно у детей) может быть смертельный исход. Растительные паразиты разделяются на грибки и бактерии. По свойствам и те и другие делятся на патогенные, т. е. способные вызвать заболевание, и непатогенные — безвредные. Патогенные грибки — это микроскопические одно- или многоклеточные грибки, являющиеся возбудителями грибковых заболеваний. Они могут вызывать заболевания кожи и ногтей (стригущий лишай, эпидермофития), а также внутренних органов  (актиномикоз).

Патогенные бактерии (микробы) — одноклеточные растительные организмы, обладающие способностью быстро размножаться путем деления — имеют микроскопическую величину, разнообразную форму и отличаются по свойствам токсических веществ, которые ими вырабатываются. Выделяемые бактериями токсины обладают специфическим действием на организм человека.

Попадая в организм человека, патогенные, или вирулентные, бактерии вызывают при определенных условиях заболевания, называемые инфекционными (тиф, туберкулез, дифтерию и др.). Для того чтобы микроб мог вызвать инфекционное заболевание, он должен обладать достаточной вирулентностью, превышающей защитные свойства организма.

Возбудители инфекции попадают в организм из окружающей среды с водой, пищей, воздухом, а также при прямом контакте с заболевшим. Некоторые инфекции переносятся насекомыми и животными (например, комары, клещи, блохи, мухи, грызуны). Инфекция может проникать через слизистые оболочки (покрывающие верхние дыхательные пути, миндалины, желудочно-кишечный тракт и др.) и поврежденную кожу.

Вирусы — это мельчайшие тельца, невидимые в обычный микроскоп. Их удается обнаружить только при помощи специальных электронных микроскопов. Вирусы настолько малы, что проникают даже через фарфоровые фильтры, непроходимые для микробов, в связи с чем их называют фильтрующимися вирусами.

Как и патогенные микробы, вирусы вызывают различные инфекционные заболевания  (например, грипп, корь, оспу).

4. Социальные причины болезней. 

В возникновении, распространении заболеваний большое значение имеют социальные факторы, т. е. факторы той общественной среды, в которой живет человек. Система эксплуатации рабочих создает предрасполагающие условия для развития болезни. Безработица, тяжелые условия труда и быта, низкая санитарная культура, отсутствие организованной государственной системы здравоохранения — вот основные социальные причины болезней.

К таким болезням относятся рахит и туберкулез, являющиеся спутниками плохих жилищных условий, недостаточного питания и антисанитарных условий жизни; венерические болезни, основным источником которых служит проституция;

5. Алиментарные причины болезней.

Нарушения питания могут быть факторами, вызывающими болезни или способствующими их развитию. Недоедание или переедание, неправильное соотношение белков, жиров и углеводов в пищевом рационе, отсутствие в нем достаточного количества витаминов, недостаток или излишек минеральных солей, нерациональный режим питания и другие причины являются этиологическими факторами ряда заболеваний.

6. Недостаточная двигательная активность — гиподинамия.

Механизация и автоматизация производства, широкое развитие транспортных средств и др. привели к тому, что в современном обществе большая часть людей физически малоактивна. Недостаточная физическая активность неблагоприятно влияет на здоровье.

При гиподинамии страдает прежде всего сердце. В настоящее время появился термин «детренированное сердце» и описана клиническая картина такого сердца. Гиподинамия является фактором, ослабляющим весь организм, способствующим развитию других заболеваний в любом органе и системе организма.

7. Чрезмерная двигательная активность — гипердинамия.

Под чрезмерной двигательной активностью, или чрезмерными физическими нагрузками, следует понимать такие нагрузки, которые превышают возможности их выполнения конкретным лицом.

Чрезмерные физические нагрузки могут вызвать патологические изменения в любой системе организма: в сердечно-сосудистой, нервной, пищеварительной, выделительной и в опорно-двигательном аппарате.

8. Психогенные причины болезней.

В возникновении и течении патологических процессов имеет значение состояние высшей нервной деятельности человека. Причинами развития некоторых заболеваний могут явиться воздействия, не вызывающие повреждения тканей, но обусловливающие нарушение функции высшей нервной деятельности. Перенапряжение высшей нервной деятельности, нарушение соотношения процессов возбуждения и торможения в коре головного мозга, возникающие при различных жизненных ситуациях, психических травмах (горе, страх и т. п.), могут привести к изменению функциональных взаимоотношений коры головного мозга и подкорковой области. В результате происходят вегетативные нарушения, проявляющиеся в расстройствах функций различных органов. Эти изменения способствуют развитию гипертонической и язвенной болезней, некоторых кожных заболеваний и др.

Внутренние причины болезней

В возникновении и течении болезней важную роль играют особенности самого организма. Одни из них являются врожденными, другие возникают в процессе взаимодействия организма с внешней средой. Значение их в патологии далеко неравнозначно. В одних случаях эндогенные факторы служат непосредственной причиной заболевания, в других — условием, способствующим его возникновению, в третьих — причиной, препятствующей развитию заболевания.

К эндогенным факторам относятся: конституция, наследственность, реактивность, иммунитет и аллергия.

Конституция—это совокупность функциональных и морфологических особенностей организма, сложившаяся на основе наследственных и приобретенных свойств и определяющая своеобразие его реактивности.

Следовательно, различные конституциональные типы человека складываются на основе наследственных свойств (генотип) и влияний окружающей среды (фенотип), т. е. могут формироваться в зависимости от конкретных условий внешней среды. Под воздействием внешних факторов у человека образуются качественно новые свойства, могущие закрепляться в потомстве. Например, у человека, принадлежавшего в детстве к одному конституциональному типу, под влиянием физического труда или систематических занятий спортом постепенно может сформироваться совершенно другой тип конституции.

Существует много различных классификаций конституциональных типов. В нашей стране наиболее признанной является классификация проф. М. В. Черноруцкого, выделяющего три типа конституции:

астенический,

гиперстенический,

нормостенический.

В этой классификации учитываются не только морфологические, но и функциональные особенности организма, что очень важно. Астенический тип характеризуется преимущественным ростом тела в длину, стройностью его строения, слабостью общего развития тела. У астеников преобладают продольные размеры над поперечными, размеры конечностей над размерами туловища (оно относительно короткое), размеры грудной клетки над размерами живота. У них небольшое по величине сердце, удлиненные и относительно большие по размеру легкие, короткий кишечник, как правило, опущенные печень и почки. У имеющих астенический тип конституции повышен обмен веществ и преобладают процессы диссимиляции.

Гиперстенический тип характеризуют преимущественный рост в ширину, массивность, хорошая упитанность; относительно длинное туловище и короткие конечности, относительное преобладание поперечных размеров над продольными, размеров живота над размерами грудной клетки. У гиперстеников большое по размеру сердце, расположенное поперечно (из-за высокого стояния диафрагмы), широкая аорта, короткие, относительно небольшой величины легкие, объемистый желудок, длинный кишечник. У них понижен обмен веществ и преобладают процессы ассимиляции.

Характерные признаки нормостенического типа — пропорциональные размеры как костно-мышечной системы, так и внутренних органов.

Классические типы конституции встречаются редко. В большинстве своем люди только приближаются к тому или иному типу.

В происхождении и развитии болезней, как было отмечено выше, конституция человека играет определенную роль, однако ни один из конституциональных типов как таковой не может быть непосредственной причиной заболевания. Структура заболеваемости у разных конституциональных типов неодинакова. Так, у астеников чаще встречаются заболевания легких и желудочно-кишечного тракта (язвенная болезнь), а у гиперстеников—атеросклероз и другие заболевания сердечно-сосудистой системы, болезни обмена веществ (сахарная болезнь) и др. Одни и те же заболевания у лиц разной конституции имеют свои особенности течения.

Наследственность — присущая всем организмам способность «охранять и передавать признаки строения и развития от предков к потомству.

Наследственность формируется в процессе эволюционного развития и взаимодействия организма со средой и характеризуется определенной устойчивостью— консерватизмом, без которого было бы невозможно сохранение видов животных и растений. Однако наследственная природа организма не неизменна.

Наследуются задатки не только внешних, отчетливо видимых признаков (например, форма ушей, носа, цвет глаз или волос), но и задатки скрытых от глаз свойств организма (таких, как строение внутренних органов, особенности тканей организма, характер обмена веществ и др.). Наряду с задатками признаков, свойственных здоровому организму, могут передаваться задатки, обусловливающие развитие наследственных заболеваний.

Реактивность организма — одна из важных сторон сформировавшегося в процессе эволюции приспособления к внешней среде. От реактивности следует отличать резистентность, под которой понимают устойчивость организма к действию патогенных факторов. Реактивность и резистентность, отражающие основные свойства живого организма, взаимосвязаны. Изменение реактивности ведет к изменению резистентности, но они не всегда однонаправленны, т. е. реактивность может уменьшаться, а резистентность при этом увеличиваться. Сопротивляемость организма воздействию болезнетворных агентов обусловлена его реактивностью. От последней зависят вероятность заболевания человека при попадании в организм инфекционного агента, тяжесть течения у него болезни, наличие осложнений, быстрота выздоровления. Важнейшую роль в реактивности играет состояние высших отделов нервной системы.

Реактивность организма и его резистентность могут изменяться и при нарушениях в деятельности более низких отделов нервной системы: подкорковых образований, спинного мозга, вегетативной нервной системы.

Нарушения реактивности и резистентности организма возникают также в связи с расстройством функции эндокринных желез.

Факторы внешней среды, постоянно воздействуя на организм, тоже влияют на его реактивность. Она может меняться, например, в зависимости от характера питания, температуры внешней среды, воздействия отравляющих веществ, лучистой энергии, характера занятий физическими упражнениями, спортом.

Не все компоненты пищи играют одинаковую роль в изменении реактивности и резистентности организма. Наиболее отрицательно сказывается недостаток в пище белков и витаминов.

При внезапном охлаждении снижается устойчивость организма к заболеваниям гриппом, воспалением легких и др. Перегревание также способствует понижению сопротивляемости организма. Например, летом при значительном повышении температуры воздуха даже небольшое охлаждение может вызывать так называемые простудные заболевания.

Отравления алкоголем, окисью углерода, свинцом, ртутью и другими ядами снижают реактивность и устойчивость организма по отношению к самым различным болезнетворным агентам.

Лучистая энергия в виде ультрафиолетовых лучей в умеренных дозах повышает устойчивость организма к инфекциям, в больших дозах — ослабляет. Особенно вредно отражается на реактивности организма проникающая (ионизирующая) радиация.

Иммунитет — это невосприимчивость организма к действию инфекционных агентов и вырабатываемых ими токсинов.

Иммунитет — одно из важнейших проявлений реактивности организма. Основным в характеристике иммунитета следует считать его специфичность, которая определяется иммунобиологическими сдвигами, возникающими под влиянием патогенных микробов или их токсинов.

Виды иммунитета. Различают иммунитет врожденный и приобретенный.

Врожденный иммунитет является свойством, присущим тому или иному виду животных или свойством определенного организма. Поэтому ни один вид животных не заболевает в естественных условиях дифтерией, сифилисом, холерой. Человек же не подвержен некоторым инфекционным заболеваниям, присущим животным.

Приобретенный иммунитет может быть естественным и искусственным, а каждый из них — активным и пассивным.

естественный активный иммунитет вырабатывается в организме после перенесенного инфекционного заболевания: скарлатины, кори и др. Такого же вида невосприимчивость может вырабатываться путем так называемой бытовой иммунизации, когда человек незаметно инфицируется малыми дозами токсина, естественный пассивный иммунитет имеется у новорожденного, получившего его от матери (с кровью и молоком) в отношении тех заболеваний, которые она ранее перенесла.

Искусственный активный иммунитет связан с введением в организм так называемых вакцин. В них содержатся убитые или ослабленные микробы или их токсины, которые не способны вызвать болезнь, но обусловливают активное образование в организме иммунитета.

Механизмы иммунитета. Иммунитет обусловлен рядом защитных приспособлений. Основные из них — фагоцитоз, гуморальные факторы и так называемые барьерные функции. Первые два носятся к специфическим механизмам иммунитета, третий — к неспецифическим.

Фагоцитоз играет важную роль в уничтожении микробов, попавших в организм клетки, обладающие способностью к фагоцитозу, устремляются к бактериям, обволакивают их и подвергают внутриклеточному перевариванию.

Гуморальные факторы - особые вещества — антитела, которые образуются в крови и тканевой жидкости после перенесенных заболеваний

Сыворотка крови человека благодаря антителам приобретает новые свойства в отношении действия возбудителя соответствующего заболевания. Например, после заболевания холерой сыворотка крови человека приобретает способность растворять холерные микробы.

Вещества, вызывающие в организме образование антител, а также реагирующие на уже образовавшиеся антитела, называются антигенами. К ним относятся микробы, токсины, продукты их жизнедеятельности и чужеродные для данного организма белковые вещества. Местом образования антител является ретикулоэндотелиальная система. Антитела представляют собой своеобразные продукты синтеза глобулинов, т. е. белков крови, видоизмененных под влиянием антигена.

По действию антител их делят на агглютинины, бактериолизины, преципитины, опсонины, антитоксины и другие виды.

Агглютинины вызывают склеивание и оседание микробов (агглютинация), бактериолизины растворяют их (лизис), преципитины осаждают, опсонины делают микробы более доступными для фагоцитоза, антитоксины нейтрализуют токсины, выделяемые некоторыми видами микробов.

Каждое из антител обезвреживает только определенный микроб или токсин, т. е. характеризуется специфичностью.

Барьерную функцию осуществляют внешние и внутренние барьеры.

Внешними барьерами являются кожа, ее придатки и слизистые оболочки с включенными в них железами. Они не только представляют собой механическое препятствие для микробов. Выделяемые их железами секреты (лизоцим слюны, секрет слизистой желудка и кишечника) смывают микробов или даже убивают их. Защитную роль в организме играет и нормальная бактериальная флора, содержащаяся в кишечнике, на слизистой оболочке носа, рта, половых органов. Например, в кишечнике у здоровых людей всегда имеется кишечная палочка, являющаяся антагонистом многих патогенных микробов, в частности дизентерийных.

К внутренним барьерам относятся лимфатические узлы, печень, почки, внутренние оболочки капилляров и окружающая их межуточная ткань. Особенно важная роль принадлежит внутреннему барьеру в центральной нервной системе, называемому гематоэнцефалическим барьером, в который входят эндотелий капилляров мозга и сосудистых сплетений его желудочков.

Аллергия — это повышенная и качественно измененная чувствительность организма к действию инфекционных или других агентов, называемых аллергенами. Как и иммунитет, аллергия служит проявлением реактивности.

Аллергенами в основном являются вещества белковой природы, чужеродные для организма. Существуют аллергены и небелкового происхождения. В природе имеется очень много веществ, которые могут стать аллергенами: бактерии, вирусы и их токсины, волосы, перья, цветочная пыльца, красители, лекарства, продукты перегонки угля, бензина и др. В некоторых случаях (например, при злокачественных опухолях) аллергены образуются в самом организме— это так называемые аутоаллергены.

В отличие от антигенов аллергены вызывают повышенную чувствительность организма, т. е. сенсибилизацию, к повторному их введению, когда встреча аллергена с антителом принимает бурный характер с тяжелыми общими и местными расстройствами. Такую бурную реакцию называют анафилаксией, крайнюю ее степень — анафилактическим шоком. Так, если морской свинке ввести под кожу, внутримышечно или в полость брюшины небольшое количество чужеродного белка (например, лошадиной сыворотки), то никаких болезненных явлений это не вызовет. Если же этой свинке спустя некоторое время, необходимое для выработки антител по отношению к введенному белку (10—12 дней), ввести повторно некоторое количество того же антигена (5—10 мл), то возникает чрезвычайно бурная общая реакция, которая заканчивается гибелью животного.

Повышенная чувствительность человека к тем или иным веществам лежит в основе аллергических заболеваний, протекающих в виде приступов и представляющих собой реакции на повторное попадание в организм различных аллергенов. При реакции антиген (аллерген) — антитело образуются вещества (гистамин, ацетилхолин, серотонин и др.), которые вызывают или паралич сосудистых стенок и повышение их проницаемости, или спазм гладких мышечных волокон и др.

ПАТОГЕНЕЗ

Патогенез — это учение о механизмах возникновения, развития и течения болезней.

В механизмах патологических процессов важная роль принадлежит этиологическим факторам. Основными возможными вариантами действия этих факторов являются следующие.

1. Этиологический фактор вызывает заболевание, которое продолжается лишь до того времени, пока действует начальная болезнетворная причина. Примером таких заболеваний могут быть не-осложненная чесотка, глистные заболевания.

2. Этиологический фактор является толчком, повреждающим организм, вследствие чего начинается серия патологических процессов. В дальнейшем болезнь развивается и заканчивается уже без участия патогенного фактора, вызвавшего первичное повреждение организма. Примером могут служить термический ожог, лучевая болезнь.

3. Этиологический фактор действует на всем протяжении болезни, однако роль его на различных этапах болезненного процесса неодинакова (меняется в зависимости от сопротивляемости организма). Так бывает при  многих инфекционных заболеваниях.

Возможны и другие варианты действия этиологических факторов.

Действие патогенного фактора в значительной мере зависит от путей его распространения в организме. Различают тканевый, гуморальный и нервный пути.

Тканевый путь. Возбудители болезни с места их внедрения распространяются по ткани, в межклеточных пространствах, переходя с одной клетки на другую. Если распространение их происходит по одной и той же ткани, то это называется распространением по продолжению (например, гнойное воспаление подкожной клетчатки).

Гуморальный путь. Патогенные раздражители, продукты распада тканей и токсические вещества, образующиеся в пораженных тканях, могут распространяться по всему организму с током лимфы или крови, то есть преимущественно по лимфатическим или кровеносным сосудам — лимфогенным или гематогенным путем.

Нервный путь. Некоторые болезнетворные очаги распространяются по нервам — периневральным оболочкам — мозговой (например, вирусы бешенства, полиомиелита, столбнячныйтоксин,

Самой общей неспецифической приспособительной реакцией является возбуждение центральной нервной системы, которое сопровождается усилением обмена веществ, изменением функции эндокринных желез, в частности передней доли гипофиза и коры надпочечников, и других органов и систем организма.

Канадским ученым Гансом Селье установлено, что при действии различных факторов в организме возникают общие изменения, заключающиеся в усиленной выработке гипофизарных гормонов, гормонов коры надпочечников, в изменении функции зобной железы и лимфатического аппарата.

Состояние организма, приводящее к реакции гипофизарно-надпочечниковой системы на ряд различных раздражителей, было названо Селье стрессом, что означает состояние напряжения. Разнообразные факторы, способные вызвать стресс, называются стрессорами. Последними могут быть: механические повреждения (травмы, в том числе и операционные), воздействия различной температуры, токсических веществ микробного и немикробного происхождения, эмоциональные напряжения, большая физическая нагрузка и др.

Каждый из этих стрессоров вызывает специфическую реакцию организма: токсины — образование специфических антитоксинов, холод — сужение сосудов и т. д. Но одновременно со специфическими реакциями, по данным Селье, развертываются и неспецифические реакции, проявляющиеся в виде общего адаптационного синдрома, в котором выделяют три стадии.

Первая называется реакцией тревоги. Она характеризуется мобилизацией адренокортикотропного гормона (АКТГ), выделяемого гипофизом, и глюкокортикоидов, выделяемых корой надпочечников; уменьшением в крови количества эозинофилов и лимфоцитов и увеличением количества нейтрофилов. Для этой стадии характерны повышение проницаемости сосудов и кровоизлияния.

Вторая стадия носит название  реакции защиты  или реакции адаптации. В результате мобилизации АКТГ и глюкокортикоидов (так называемых адаптационных гормонов) нормализуются обменные процессы, выравниваются те сдвиги обмена, которые произошли под влиянием повреждающего фактора (повышается неспецифическая резистентность организма). Если воздействие стрессора невелико, на этом реакция на него заканчивается. При более сильном и длительном воздействии наблюдаются гиперфункция надпочечников, изменение функции зобной железы и лимфатического аппарата. При очень интенсивном воздействии компенсаторные возможности могут быть исчерпаны — тогда наступает третья стадия.

Последняя (третья) стадия — это стадия истощения, или поломки адаптации. В этой фазе АКТГ и глюкокортикоидов меньше, чем в норме; в крови увеличивается количество эозинофилов и лимфоцитов; гипертрофия лимфатического аппарата и ослабление адаптации, что может привести организм к гибели.

Регенерацией называется процесс, направленный на полное или мистичное восстановление утраченных, поврежденных, а также разрушенных клеток, тканей или частей органов. В здоровом организме клеточный состав тканей восстанавливается повседневно и постоянно. Это называется физиологической регенерацией (образование эритроцитов, лейкоцитов, смещение погибших эпителиальных клеток кожи и слизистых но-иыми и т. д.).

Под общими расстройствами кровообращения понимают такие нарушения в сердечно-сосудистой системе, которые охватывают значительную часть этой системы, препятствуя нормальной циркуляции крови.

Между различными отделами системы кровообращения существует тесная функциональная связь. Вследствие этого расстройство в каком-либо из ее звеньев отражается на общем кровообращении. Если происходящие при этом изменения кровообращения оказываются недостаточными для компенсации возникших расстройств, развиваются общие нарушения кровообращения, его недостаточность. Причинами этого могут быть:

1) нарушения деятельности сердца при поражениях клапанного аппарата, заболеваниях миокарда и перикарда, нарушениях коронарного кровообращения;

2) нарушения сосудистого тонуса;

3) нарушения механизмов, регулирующих кровообращение;

4) изменения вязкости крови или большие кровопотери.

Недостаточность кровообращения может иметь различный характер в зависимости от причин, вызвавших ее, но основные черты при самых разнообразных болезнях будут одни и те же — замедление скорости кровотока и неправильное распределение крови. Замедление скорости приводит к тому, что количество крови, протекающее в единицу времени через органы и ткани, оказывается недостаточным для удовлетворения их потребности в кровоснабжении.

При недостаточности кровообращения происходят расширение полостей сердца, уменьшение его ударного объема, снижение скорости кровотока, артериального давления. Это ведет к скоплению крови в венозной системе, развитию венозного застоя в нижних конечностях и внутренних органах: печени, почках, селезенке, легких, Повышению давления крови в венах.

Симптомами общей недостаточности кровообращения являются: тахикардия, одышка, отеки, синюшность кожных покровов, наклонность к обморокам и др.

Различают сердечную недостаточность и сосудистую. При их сочетании говорят о недостаточности кровообращения.

К местным расстройствам кровообращения относятся:

гиперемия,

стаз,

ишемия,

инфаркт,

тромбоз,

эмболия,

кровотечение и кровоизлияние.

Гиперемией называют избыточное содержание крови в тканях.

Гиперемия может быть артериальной и венозной.

Артериальная гиперемия развивается при усилении притока крови в артериях и расширении мелких артериальных сосудов и капилляров. Усиленный приток артериальной крови приводит к повышению давления в сосудах, усилению обмена веществ и деятельности органа. Этим объясняются основные признаки артериальной гиперемии: покраснение (например, кожи и слизистых), пульсация расширенных мелких сосудов, повышение температуры

Причины, вызывающие артериальную гиперемию, разнообразны — механические, термические, химические, токсические и др. Физические упражнения также вызывают артериальную гиперемию работающих мышц. В этом случае она является приспособительной.

Артериальная гиперемия — обычно явление временное. Повышение обмена веществ в зоне гиперемии способствует восстановлению функций поврежденных тканей. Такую гиперемию правильнее было бы рассматривать не как расстройство кровообращения, однако гиперемия может оказывать организм и отрицательное влияние: в результате увеличения давления в сосудах и их расширения происходит повышение проницаемости сосудистой стенки, выход жидкости в ткани и развитие отека. При венозной гиперемии затруднен отток крови, в то время как приток остается нормальным или сниженным. Кровь при этом застаивается в тканях, в ней полностью восстанавливается гемоглобин, увеличивается количество углекислоты. Это приводит к тому, что в зоне венозной гиперемии кровь становится темно-красной или даже синюшной. Это состояние называют также застойным полнокровием.

Причины венозной гиперемии могут быть местными (например, сдавление вен опухолью, рубцом, сужение просвета вен — закупорка тромбом, воспалительное утолщение внутренней оболочки) или общими (связанными с развитием недостаточности кровообращения).

Стазом называется прекращение движения крови в капиллярах и мелких венах. Его причинами могут быть паралич сосудистой стенки вен, венозный застой, а также влияние на сосуды тепловых, химических и других раздражителей. Расширенные кровеносные сосуды при стазе, оказывая значительное давление на близлежащие ткани, могут нарушать их питание, обмен веществ и функцию. При кратковременных стазах кровообращение восстанавливается. Длительные стазы ведут к гибели тканей.

Ишемия (местное малокровие) — это уменьшение наполнения кровью какого-нибудь органа или части его.

Ишемия возникает чаще всего вследствие либо сдавления артерий, снабжающих данный участок кровью, либо сужения просвета артерий в результате патологических процессов в их стенках, или спазма артерий, развивающегося в ответ на раздражение (холод» некоторые яды, психическое воздействие, травма). Так, под влиянием холода может возникнуть ишемия кожи (побледнение, покалывание, боль), в результате спазма сосудов, например, при испуге— ишемия центральной нервной системы (резкое побледнение» иногда обморок), вследствие спазма или склероза коронарных сосудов— ишемия миокарда (боли в области сердца). Возможно развитие местного малокровия при сильном притоке крови в другой участок организма, например ишемия мозга при резком

Инфаркт — это омертвение участка ткани, возникающее вследствие полного закрытия просвета концевой артерии, питающей данный участок.

В ряде органов, всегда испытывающих большую потребность в крови, имеются сильно разветвленные мелкие артерии и почти отсутствуют анастомозы между ними. Такие ветвления артерий называются конечными или концевыми. При закупорке концевой артерии соответствующий участок перестает получать кровь и в нем образуется очаг омертвения, т. е. происходит инфаркт.

Инфарктам более всего подвержены органы с недостаточным коллатеральным кровообращением: сердце, мозг, почки, селезенка, легкие и др.

Инфаркты могут быть белыми, или ишемическими, при которых зона омертвения имеет желтовато-белый цвет (в селезенке, почках, сердце), и красными, или геморрагическими, красный цвет в которых обусловлен кровоизлиянием в мертвые ткани (например, в легких).

Инфаркты могут быть в зависимости от калибра закупорившихся сосудов микроскопическими или захватывать большую часть органа, а также одиночными или множественными.

Обычно вокруг зоны инфаркта развивается воспалительный процесс, ведущий к рассасыванию омертвевшей ткани или к разрастанию грануляционной ткани, проникающей в глубь

Дистрофией называют качественные изменения химического состава тканей вследствие нарушения трофики, ведущие к нарушению их структуры и функции.

Причиной дистрофии могут быть расстройства в любом звене обмена веществ (белков, жиров, минеральных солей и воды), которые, в свою очередь, связаны с нарушением нервной регуляции (паралич, парез нерва), деятельности эндокринных желез, и местными расстройствами кровообращения, или с интоксикациями, инфекцией, хроническим воспалительным процессом и др.

Отеком называют скопление жидкости в тканях.

Атрофия — один из видов нарушения питания тканей, характеризующийся уменьшением объема тканей и органов и снижением их функции. Химический состав тканей при этом существенно не изменяется  (в отличие от дистрофии).

Гипертрофией называется увеличение органа или части его, вызванное увеличением объема или количества клеточных элементов.

Гипертрофия бывает истинной и ложной.

Некрозом называется омертвение отдельных клеток, тканей или органов в живом организме.

Некрозу предшествует процесс отмирания, который может быть длительным или продолжаться настолько короткое время, что его трудно уловить.

Процесс отмирания называют некробиозом (от греч. некрос — мертвый, биос — живой)

Некроз может быть вызван прекращением питания (закрытие просвета сосуда), действием сильного яда (например, сулема), бактерийных токсинов (при дифтерии, туберкулезе и др.)» термических влияний (холод, тепло), электричества, химических веществ (например, щелочи, кислоты), расстройством трофической иннервации тканей.

В основе некроза лежат необратимые изменения тканей, наступающие в них вследствие грубых нарушений обмена веществ. Основные изменения при некрозе происходят в ядрах клеток. Они либо расплавляются, либо уплотняются, а затем расщепляются на отдельные глыбки. Мертвая ткань постепенно превращается в безъядерную. Протоплазма клеток разрушается (тоже расплавление или уплотнение, распад на глыбки) несколько позже.

Клетки, погибающие внутри живого организма, подвергаются постепенному растворению, самоперевариванию — аутолизу.

Опухолью называется атипическая ткань какого-либо органа, отличающаяся значительной интенсивностью роста, своеобразием функции, процессов обмена и питания.

Для опухолевой ткани характерна тенденция к непрерывному прогрессивному развитию. Несмотря на то, что она образуется из тканей организма, опухолевые клетки приобретают иные, атипичные, свойства: изменяется их строение, теряется способность к созреванию. Процесс этот необратимый.

Атипизм опухолевой ткани проявляется в изменении размеров и формы клеток, особенно их ядер. Клетки опухоли и их ядра крайне разнообразны по форме и размерам. Количество хромосом в них может значительно отличаться от нормального. В клетках опухолей обнаруживаются разнообразные включения. Иногда клетки опухоли оказываются настолько измененными, что трудно определить, из какой ткани они произошли. Быстрота роста опухоли в значительной мере зависит от ее характера. Одни опухоли растут медленно (в течение многих лет), другие очень быстро (недели и месяцы).

Из некоторых опухолей легко отделяются группы клеток, которые попадают в ток лимфы или крови и разносятся по организму. Это ведет к образованию метастазов, т. е. вторичных, или дочерних, узлов опухоли.

Опухоли разделяются на доброкачественные и злокачественные. Доброкачественные состоят из зрелой ткани с нерезко выраженной анаплазией. Для них характерен экспансивный медленный рост. Они не дают метастазов и рецидивов (т. е. возобновления роста опухоли после ее удаления) и не вызывают общего истощения организма. Злокачественные опухоли состоят из незрелых клеток с резко выраженной анаплазией, быстро растут, инфильтрируя и разрушая органы, дают метастазы и рецидивы и вызывают кахексию. Иногда доброкачественные опухоли перерождаются в злокачественные.

Воспаление — сложная рефлекторная реакция организма на действие вредных агентов, проявляющаяся в виде комплекса функциональных и структурных сосудистых и тканевых изменений.

Воспалительный процесс может быть вызван действием самых разнообразных агентов, например химических, механических, температурных, инфекционных. Он сопровождается явлениями альтерации, экссудации и пролиферации.

Альтерация — это повреждение и изменение строения тканевых элементов (дистрофия и некроз клеток). В результате альтерации образуются вещества, влияющие на весь ход воспаления (например, лейкотоксин, вызывающий резкое повышение проницаемости стенок кровеносных сосудов в участке воспаления). Наряду с этим альтеративный процесс сопровождается образованием веществ, стимулирующих размножение клеток в области некроза.

Экссудация проявляется в сосудистых расстройствах в участке воспаления и в выходе из сосудов в ткани форменных элементов крови и ее жидкой части с содержащимися в ней белками. Сосудистые расстройства в начале экссудации сводятся к резкому усилению тока крови и расширению артериол и капилляров. Затем наступает замедление тока крови и развивается стаз в артериальной и в венозной сети воспаленного участка. Ток крови замедляется из-за паралича нервно-мышечного аппарата сосудов, что приводит к потере сосудистого тонуса; при этом вследствие перехода жидкости из крови в ткани происходит сгущение крови и повышение ее вязкости, еще более замедляющее кровоток; сдавление вен отеком тканей вызывает стаз крови.

Через стенки капилляров лейкоциты выходят в ткань, где фагоцитируют живых возбудителей и погибшие клетки, находящиеся в зоне воспаленного участка. При своем последующем распаде лейкоциты выделяют ферменты, способные растворять белки. Вследствие этого при обильной миграции лейкоцитов может происходить расплавление тканей.

Пролиферация заключается в размножении клеток в очаге воспаления, главным образом соединительнотканных и клеток наружного и внутреннего слоев кровеносных сосудов. Основные признаки воспаления — краснота, припухлость, жар, боль и нарушение функции.

Краснота воспаленного участка вызывается артериальной гиперемией; припухлость — пропитыванием воспаленной ткани экссудатом; жар (повышение температуры в воспаленном участке) — артериальной гиперемией и повышением обмена веществ; боль — механическим и химическим раздражением нервных окончаний вследствие повышенного напряжения тканей, вызванного воспалительным выпотом; нарушение функций — разнообразными изменениями, происходящими в очаге воспаления (структурные нарушения, расстройства обмена веществ и иннервации).

В зависимости от преобладания того или иного компонента воспалительной реакции различают три основные формы воспаления: альтеративное, экссудативное и пролиферативное.

Для альтеративного воспаления характерно преобладание явлений дистрофии, перерождения, некробиоза и некроза над экссудативными и пролиферативными явлениями, которые выражены слабо. Этот тип воспаления чаще всего бывает в паренхиматозных органах: почках, печени, а также в сердечной мышце.

Если альтеративное воспаление сопровождается преобладанием некротических процессов, то оно называется некротическим (например, при изъязвлении слизистой желудка и кишечника).

Экссудативное воспаление характеризуется более выраженной сосудистой реакцией с преобладанием экссудации и миграции. Жидкость, вышедшая из сосудов, с находящимися в ней клеточными элементами называется экссудатом. Различают следующие его виды в зависимости от того, какие элементы в нем преобладают: серозный, гнойный, фибринозный, геморрагический.

Гнойный экссудат, пронизывающий соединительную (межуточную) ткань или тканевые щели органа, называется гнойной инфильтрацией. Обширная гнойная инфильтрация жировой клетчатки или стенки полого органа носит название флегмоны. Заполненная гноем полость, образовавшаяся в результате гнойного расплавления ткани, называется абсцессом. Скопление гноя в какой-либо полости организма получило название эмпиемы.

Пролиферативное, или продуктивное, воспаление характеризуется резко выраженными процессами разрастания в очаге воспаления тканевых элементов, главным образом местных соединительнотканных клеток. В результате диффузного разрастания соединительной ткани в воспаленном органе могут образоваться рубцы, вызывающие его уменьшение и сморщивание.

Терморегуляцией называется способность организма сохранять температуру своего тела на определенном уровне независимо от колебаний температуры окружающей среды.

Тепловой баланс в организме обеспечивается определенным соотношением между отдачей тепла (физические механизмы) и его продукцией (химические механизмы). Расстройства теплового баланса проявляются в виде переохлаждения (гипотермии), перегревания (гипертермии) и лихорадки. Все эти расстройства теплового баланса возникают в результате нарушения терморегуляции и характеризуются изменением температуры тела.

Переохлаждение (гипотермия) возникает в результате усиленной теплоотдачи и уменьшения теплопродукции при воздействии на организм низких температур.

Переохлаждение может наступить, когда температура внешней среды на 10—15° ниже температуры обнаженного тела в покое. Вероятность его возрастает при ветре и повышенной влажности воздуха. Переохлаждению способствуют потеря крови, физическое утомление, психическое угнетение, а также употребление алкоголя и некоторых наркотиков, вызывающих расширение сосудов кожи и прилив к ней крови, что создает ощущение тепла и одновременно резко усиливает теплоотдачу (поэтому, например, в холодное время года лица, находящиеся в состоянии алкогольного опьянения, быстрее переохлаждаются и замерзают). В устойчивости организма к холоду большое значение имеет возраст. При переохлаждении в результате действия холода вначале суживаются периферические сосуды и уменьшается теплоотдача; одновременно увеличивается теплопродукция. Эти компенсаторные механизмы, а также повышение артериального давления и мышечная дрожь (озноб), усиливающая теплообразование в мышцах, способствуют некоторое время сохранению постоянной температуры тела. При дальнейшем действии холода возникает, вследствие увеличения потери тепла и усиления потребности в кислороде, кислородное голодание и происходит торможение деятельности центральной нервной системы; расширяются периферические сосуды; возрастает теплоотдача и понижается температура тела; значительно снижается обмен веществ и постепенно угнетаются все функции организма (падает артериальное давление, уменьшается частота сердечных сокращений и дыхания, появляется чувство сильной усталости, сонливость). При снижении температуры тела до 23—124° наступает смерть от паралича дыхания.

Перегревание (гипертермия) происходит в тех случаях, когда человек подвергается в течение длительного времени воздействию высокой температуры, влияние которой усиливается при выполнении физической работы, всегда сопровождающейся повышением теплообразования.

Перегревание может быть в условиях работы в горячих цехах, длительных переходах в жаркое время года (особенно при несении большого груза).

ТЕМА №13

Наука, занимающаяся изучением законов наследственности, получила название генетики. Ее развитие приблизило биологию к точным наукам, сделало возможным объективное изучение и направленное воздействие на наследственность растений и животных. Большой вклад в успехи мировой генетики сделан и нашими соотечественниками: К. А. Тимирязевым, И. В. Мичуриным, Н. И. Вавиловым, Ю. А. Филипченко, С. С. Четвериковым, Н. П. Дубининым и другими учеными.

Материальной основой наследственности являются хромосомы, сосредоточенные в ядрах всех клеток живого организма. Для каждого вида организмов характерны определенные форма и количество хромосом. Так, у человека 46 хромосом, представленных 22 парами так называемых аутосом и 2 половыми хромосомами: ХУ — у мужчин и XX—у женщин.

Каждая хромосома состоит из 2 хроматид, соединенных центромерой. У человека различают три чипа хромосом в зависимости от положения центромеры и определяемой этим положением относительной длины плеч, т. е. частей хромосомы по обе стороны центромеры.

Единицей наследственности является ген. В каждой хромосоме много тысяч генов, а всего во всех 46 хромосомах — около 6 миллионов. Все гены отличаются друг от друга, и каждый в отдельности контролирует строго определенный процесс, оказывая специфическое влияние на физиологию той или иной клетки и ее развитие.

Весь же комплекс генов представляет собой программу развития и деятельности организма. Передачу по наследству признаков и свойств организма выполняет дезоксирибонуклеиновая кислота — сокращенно ДНК. Структуру ДНК определили в 1961 г. Дж. Уотсон, Ф. Крик и М. Уилкинс.

По форме молекула ДНК является двойной закрученной спиралью.

Молекула ДНК состоит из остатка молекулы сахара (дезоксирибаза), фосфорной кислоты и четырех азотистых оснований: аденина, гуанина, цитозина, Тимина.

Ген представляет собой определенный участок (локус) молекулы ДНК, состоящий из длинной цепи нуклеотидов. 

Нуклеотид — азотистое основание, соединенное с дезоксирибазой. 

Впервые выделить ген удалось группе ученых Гарвардского университета под руководством Дж. Бекуита в 1969 г. Оказалось, что в выделенном ими гене кишечной палочки длиной 1,4 мк насчитывается 4000 пар азотистых оснований.

Индивидуальность гена определяется последовательностью чередования в молекуле ДНК азотистых оснований, а так как их в одном гене очень много, то количество сочетаний огромно. Вместе с тем изменение месторасположения всего лишь одной пары азотистых оснований может так изменить ген, что он перестает выполнять свое назначение. Это может вызвать тяжелое заболевание. В каждой клетке организма находится абсолютно тождественный хромосомный набор, между тем клетки различных тканей и органов резко отличаются по морфологическим, физиологическим, и функциональным свойствам. Это объясняется тем, что в каждой из них одномоментно действует лишь часть генов, которые постоянно находятся в активном состоянии, большая же часть генов хромосом активируется лишь в определенных условиях. Закономерная активация и инактивация различных генов, групп генов, участков хромосом и даже целых хромосом предопределяв развитие и деятельность той или иной клетки.

Жизненное состояние наследственной системы обусловлено обменом веществ как внутри клетки, так и с внешней средой. Обмен веществ между хромосомами ядра, цитоплазмой и внешней средой лежит в основе деятельности клетки.

Таким образом, наследственность — это не просто непосредственная передача признаков от поколения к поколению. Это — биологический, молекулярный шифр, в котором закодирована программа обмена веществ между ядром и цитоплазмой, клеткой и внешней средой.

В чем же состоит роль наследственности в развитии некоторых заболеваний? Около 1500 заболеваний и пороков развития являются наследственными, так как в их происхождении большое, если не главное, значение имеет патологическая наследственность. К ним относятся многопалость, короткопалость, альбинизм (отсутствие или уменьшение пигментации волос, кожи и глаз), цветовая слепота (дальтонизм), гемофилия (кровоточивость, связанная с резким понижением свертываемости крови), глухонемота, психические заболевания (например, шизофрения) и др.

В некоторых случаях наследственные заболевания связаны с изменением количества хромосом (в ядрах имеется не 46, а 45 или 47 хромосом). Это обусловлено неправильным расхождением хромосом в половых клетках при их делении. Например, как обнаружили ученые в конце прошлого века, у детей, которые рождаются слабоумными, с врожденным пороком сердца и другими дефектами развития (так называемая болезнь Дауна), в клетках находится 47 хромосом вместо 46.

Наследственные заболевания могут возникать и при нормальном числе хромосом, если произошло повреждение какого-либо участка хромосомы или изменение (мутация) хотя бы одного гена.

Гены могут подвергаться мутации как в естественных условиях, так и в результате воздействия искусственных для организма внешних факторов — физических и химических: проникающей радиации (что особенно опасно), алкоголя и др.

Не всякое наследственное заболевание обязательно проявляется. Некоторые из них развиваются только при соответствующих неблагоприятных условиях внешней среды. Это позволяет путем создания для ребенка определенных условий жизни исключить развитие ряда наследственных заболеваний.

Одни наследственные заболевания сейчас уже можно лечить, другие же заболевания или пороки развития пока еще лечению не поддаются. В последнем случае медицинская генетика помогает предотвратить рождение детей у родителей, у которых имеется опасная патологическая наследственность. Существуют кабинеты медицинской генетики, в которых вступающие в брак могут получить консультацию по вопросу о вероятности рождения у них детей с наследственными заболеваниями.

Организация генов. Принято считать, что каждая хроматида содержит одну из двух идентичных дочерних молекул ДНК, образующихся в процессе репликации. Молекула ДНК представляет собой непрерывную сверхскрученную двойную спираль, простирающуюся по всей длине хроматиды. Функционально эта нить подразделяется на большое число отрезков, соответствующих отдельным генам. Каждый ген несет информацию о первичной структуре отдельной полипептидной цепи, рибосомной РНК, транспортной РНК или выполняет регуляторную функцию. Кроме того, в составе непрерывной нити ДНК, наряду со смысловыми генами, находятся многократно повторяющиеся участки, выполняющие, вероятно, регуляторные или структурные функции.

Генетический код. Универсальность генетического кода.

Информация о первичной структуре полипептидов (последовательности аминокислот) записана в ДНК в виде трехбуквенного кода, составленного из первых букв названий четырех азотистых оснований, входящих в состав ДНК (А, Т, Г, Ц). Каждой аминокислоте соответствует определенный триплет из трех соседних нукле-отидов.

Из 64 возможных триплетов 61 кодирует 20 аминокислот, обнаруженных в составе клеточных белков, а 3 кодона являются стоп--сигналами, прекращающими синтез полипептидной цепи. Если триплет, соответствующий метионину, стоит в начале цепи ДНК, то он выполняет функцию возбуждения считывания. Генетический код вырожден, т.е. каждая аминокислота может кодироваться несколькими вариантами триплетов. Для осуществления синтеза полипептидов генетическая информация, закодированная в ДНК в составе хроматина, переписывается (процесс транскрипции) по принципу комплементарности азотистых оснований на информационную РНК, которая переходит из ядра в цитоплазму, где принимает участие в процессе трансляции — переводе информации с языка нуклеотидов на язык аминокислот, т.е. процессе синтеза белка. Каждому данному кодону соответствует одна и только одна определенная аминокислота. Процесс считывания генетического кода не допускает возможности перекрывания кодонов. Начавшись на определенном кодоне, считывание следующих идет без знаков препинания и пропусков. Положение первого кодона определяет границы рамки считывания. Генетический код человека не отличается по каким-либо параметрам от генетического кода других эукариотических организмов.

В пределах одного гена, который кодирует полипептид, участок молекулы ДНК подразделяется на функционально различные единицы (рис. 6). Отличительная черта строения многих генов эука-риот — прерывистость структуры смысловой части. Смысловые участки, несущие информацию о последовательности аминокислот в белке — экзоны, чередуются с участками некодирующих последовательностей — интронами.

Процесс транскрипции на ДНК как на матрице связан с синтезом комплементарной последовательности РНК, включающей и интроны, и экзоны. В ходе созревания РНК в ядре из нее удаляются интроны, а концы соседних экзонов сшиваются стык в стык. Процесс удаления последовательностей РНК, соответствующих интро-нам, и соединение участков с транскрибируемыми последовательностями экзонов называется сплайсингом. Созревшая м-РНК выходит в цитоплазму, соединяется с рибосомой, где генетическая информация транслируется в белковую последовательность.

В начале каждого гена (до представленной экзонами его смысловой части) находятся участки, которые обеспечивают регуляцию работы гена, в частности, способствуют правильной установке рамки считывания нуклеотидов.

По данным разных авторов, содержание ДНК в диплоидной клетке человека составляет примерно 7,3 * 10~12 г, что соответствует 7,1 * 109 нуклеотидных пар. Каждая молекула ДНК гетерогенна по своему составу. В ней встречаются участки с уникальной последовательностью азотистых оснований, которые несут информацию для большинства белков клетки. В то же время в ней встречаются последовательности нуклеотидов, многократно повторяющиеся в геноме в составе этой же или других молекул ДНК. Их подразделяют на два класса. Первый — умеренно повторяющиеся последовательности с числом повторов от 102 до 105 на геном. На их долю приходится примерно четверть ДНК, и они представляют собой блоки истинных генов или выполняют структурные и регуляторные функции внутри генов. Второй класс — часто повторяющиеся последовательности, или сателлитные ДНК, число повторов которых на геном превышает миллион (1 * 106) раз. Это нетранскрибирующие-ся участки ДНК, выполняющие структурные функции.

Кариотип. Общая организация хромосом человека традицион-на: в метафазе хромосома состоит из двух сестринских хроматид, соединенных центромерой, которая делит хроматиду на два плеча. Плечи могут быть равными, тогда хромосома называется метацен-трической. Если одно плечо немного короче другого, то хромосома именуется субметацентрической. В нескольких парах хромосом человека одно плечо сильно короче другого, такие хромосомы носят название акроцентрических. Тонкая морфология хромосом зависит от фазы митоза. Наиболее сильно спирализованы хромосомы в мета-и анафазе.

При стандартных методах окрашивания хромосомы человека систематизируют на классы, учитывая размеры, относительную длину плечей, положение центромеры и центромерный индекс, который отражает отношение (%) длины короткого плеча к длине всей хромосомы. Каждая пара гомологичных хромосом имеет свой номер, а все 23 пары хромосом человека разбивают на 7 групп (рис. 3). В группу А (1—3) входят пары наиболее крупных метацентричес-ких аутосом. Группа В (4—5) объединяет две пары субметацентри-ческих хромосом, не различимых между собой. Группа С (6—12) содержит семь пар аутосом среднего размера. Размеры и форма этих хромосом неодинаковы, однако стандартные методы окрашивания не позволяют их идентифицировать. В группу D (13—15) объединены три пары акроцентрических хромосом среднего размера, морфологически сходных между собой. Все хромосомы группы D содержат спутник, который не всегда выявляется, может быть очень большим, а иногда и двойным. Длина короткого плеча этих хромосом также изменчива. К группе Е (16—18) относятся три пары почти метацентрических хромосом, из которых в 16-й паре центромера наиболее близка к середине, а две другие пары не отличимы друг от друга. Группа F содержит мелкие метацентрические аутосомы (19—20), группа G — мелкие акроцентрические (21—22). Внутри групп F и G пары хромосом неразличимы. Длина коротких плечей у них изменчива, как и у хромосом группы D. Короткие плечи хромосом групп D и G содержат районы ядрышкового организатора. Перечисленные 22 пары хромосом относятся к аутосомам, одинаковым у мужчин и женщин.

Половые хромосомы составляют 23-ю пару. У женщин — это две Х-хромосомы. У мужчин — Х- и Y-хромосомы. Половая Х-хромо-сома неотличима от аутосом группы С. При стандартном окрашивании она включается в состав этой группы. Мужская половая Y-хромосома является акроцентрической, сходна по морфологии с хромосомами группы G, но ее легко отличить по морфологическим критериям. Длина короткого плеча У-хромосомы изменчива и индивидуальна. Причем варианты длины плеча наследуются от отца к сыну. Y-Хромосома, в отличие от хромосом последней группы, не

имеет спутников.

Анализ препаратов хромосом человека показал, что в ряде случаев, как уже говорилось выше, на некоторых хромосомах могут существовать вторичные перетяжки. Спутничными перетяжками обладают все акроцентрические хромосомы (пары 13,14,15,21,22). Вторичная перетяжка бывает также в аутосомах пары 9. В них она располагается в околоцентромерном районе длинного плеча.

Современные цитогенетические методики позволяют идентифицировать по морфологии все пары хромосом на препарате, а в ряде случаев и хромосомы внутри одной пары. Суть этих методик состоит в дифференциальном окрашивании нативных хромосом по длине, что обеспечивается сравнительно простыми температурно-солевыми воздействиями на фиксированные хромосомы или использованием специфических красителей. Дифференциальное окрашивание приводит к появлению линейного рисунка в виде полос по длине хромосомы.

Индивидуальная совокупность полос, различающихся по ширине и интенсивности окрашивания, образует цитологическую карту каждой хромосомы. При описании кариотипа на каждой метафаз-ной хромосоме буквами латинского алфавита р и q обозначают соответственно короткое и длинное плечо, а затем номера сегментов. Принятые обозначения используют также для описания хромосомных перестроек. Например, кариотип мужчины с увеличением сегмента 21 -й хромосомы в коротком плече 5-й хромосомы следует записать: 46, XY,+5р21.

Основанные на дифференциальном окрашивании хромосом цитологические карты имеют исключительное значение для развития цитогенетики человека. С помощью этих карт стало реальным выяснение происхождения аномальных хромосом, вплоть до точного описания, какие конкретно районы вовлекаются в ту или иную форму хромосомного нарушения. На международных совещаниях по номенклатуре в цитогенетике человека была разработана и введена в практику система обозначения сегментов нормальных хромосом и хромосом, подвергшихся тем или иным структурным перестройкам. Половой хроматин. В соматических клетках женщин половой хроматин выявляется в виде гетерохроматина — небольшой, хорошо окрашиваемой структуры округлой формы размером 0,8— 1,1 мкм, находящейся возле ядерной мембраны (рис. 7), которую называют также тельцем Барра. Половой гетерохроматин — это одна из Х-хромосом, находящаяся в неактивном (суперспирализован-ном) состоянии.

Известно, что фенотипически пол у человека определяется наличием или отсутствием Y-хромосомы, а не количеством Х-хромосом. Если в кариотипе зиготы присутствует хотя бы одна Y-хромосома, то по фенотипу формируется мужчина. Количество телец Барра в клетках всегда на одно меньше, чем число Х-хромосом. То есть только одна Х-хромосома в соматических клетках человека (и мужчины, и женщины) всегда находится в активном состоянии. В норме женщина имеет две, а мужчина одну Х-хромосому. В связи с этим инактивация второй Х-хромосомы у женщин в виде полового гетерохроматина служит механизмом компенсации различий в дозе генов, не оказывающих влияния на развитие половых признаков и признаков, сцепленных с Х-хромосомой. Этот же механизм оказался фактором, благоприятствующим носителям Х-хромосом-ных анеуплоидий. Какое бы количество Х-хромосом они не несли, генетически активна только одна. Остальные же Х-хромосомы существуют в виде факультативного полового гетерохроматина. Поэтому по количеству телец Барра в соматических клетках можно диагностировать патологическую форму дисбаланса по половым хромосомам. Например, у женщин с кариотипом 47, XXX обнаруживаются два тельца Барра, а с кариотипом 45, Х0 не обнаруживается ни одного. У мужчин с кариотипом XXY — одно.последовательность нуклеотидов в начале участка молекулы ДНК, хранящего информацию об этом белке (генетический код прилагается).

Деление клеток

Делящаяся клетка, а вместе с ней и ядро, могут находиться в двух состояниях: в митозе (деление) и интерфазе (состояние между двумя митозами). Во время митоза наследственная информация, упакованная в хромосомах, равнозначно распределяется между дочерними клетками. В интерфазе наследственная информация реализуется. Хромосомы переходят в состояние хроматина. ДНК, суперсперализованная с помощью специальных белков, частично раскручивается, сохраняя структуру двойной спирали. На молекулах ДНК (как на матрицах) по принципу комплементарности синтезируются все три типа молекул РНК: информационная, транспортная и рибосомная. Новосинтезированные молекулы РНК в комплексе с белками дозревают и покидают ядро, попадая в цитоплазму. В цитоплазме с их участием происходит синтез белков.

Интерфаза подразделяется на три периода: G1, S и G2. В период G1, вступают дочерние клетки после митоза. Количество хромосом в них диплоидное, каждая хромосома состоит из одной хроматиды. Соответственно количество двуспиральных молекул ДНК у человека равно 46 (2с), т. е. по одной нитевидной молекуле на хромосому, перешедшую в состояние хроматина. Объем клеток, общее содержание органелл, белков и РНК вдвое меньше, чем в исходной родительской клетке. В это время начинается рост клеток за счет накопления клеточных белков, мембранных структур и органелл. Клетки растут до достижений нормального объема, характерного для каждого типа клеток. Продолжительность периода G, — величина непостоянная, и, в отличие от продолжительности других фаз клеточного цикла, может изменяться от нулевых значений до многих часов, а в некоторых случаях даже месяцев в зависимости от срока эмбрио- и онтогенеза, от особенностей ткани и ряда других

факторов.

В S-периоде удваивается ДНК каждой хроматиновой нити. При этом общее количество ДНК возрастает в 2 раза. В клетках человека, так же, как и в эукариотических клетках других организмов, репликация ДНК происходит за счет независимого синтеза одновременно на множестве отдельных отрезков (вдоль каждой хромосомы) с последующим соединением концов соседних отрезков. За счет образования сотен точек репликации сокращается время, необходимое для удвоения молекул ДНК, длина которых у человека измеряется в сантиметрах. Продолжительность S-пери-ода у млекопитающих и человека 7—9 ч.

В результате процесса репликации из каждой образуются две идентичные молекулы ДНК, упакованные с помощью белков в составе хроматина. Эти новые молекулы отделены друг от друга, но остаются соединенными в центромерном районе хромосом. Центромера располагается внутри гетерохроматического района.

Наличие множества точек начала репликации ДНК на каждой хромосоме не означает одновременного начала этого процесса в каждой точке. Для процесса репликации в клетках человека характерно явление асинхронности в разных участках хромосом.

В G2-периоде количество молекул ДНК удвоенное (4с). В этом же периоде достигает максимума уровень синтеза РН К и белка. Клетки готовятся к вступлению в митоз. Продолжительность G2-nepио-да у млекопитающих около 4 ч. Эта часть клеточного цикла называется также премитотическим периодом.

В настоящее время клеточный цикл обозначают как последовательность хронологически связанных событий, происходящих в период от завершения митоза в исходной клетке до завершения митоза в ее дочерней клетке (рис. 8).

В начале 90-х годов произошел прорыв знаний в изучении регу-ляторных механизмов размножения клеток. В нормальных условиях координация событий клеточного цикла обусловлена регуляцией трех переходов: вступления в митоз, выхода из митоза и прохождение через пункт ограничения в периоде G1, после которого клетки становятся ориентированными на синтез ДНК, т. е. готовы вступить в S-период.

Митоз. Биологическое значение митоза.

Митоз — это такой тип деления клеток, при котором из одной диплоидной клетки (2n = 46) образуются две диплоидные, генетически равнозначные клетки. Процесс митоза в соматических клетках человека идет стандартно (рис. 9). К концу профазы хромосомы становятся отчетливо видимыми, каждая состоит из двух хро-матид. Обе сестринские хроматиды прилежат одна к другой. Центромера в каждой хромосоме удерживает две сестринские хроматиды вместе. Ядрышко исчезает, ядерная оболочка распадается на фрагменты. Хромосомы располагаются в цитоплазме в центральной части клетки, оттесняя все органоиды к периферии.

Во время метафазы центромеры всех хромосом располагаются в экваториальной плоскости между двумя полюсами. Хроматиды каждой хромосомы начинают отделяться одна от другой, оставаясь соединенными только в центромерной области. В районе центромер с противоположных сторон прикреплены нити веретена деления. Их количество может достигать нескольких десятков в районе каждой центромеры.

Анафаза начинается с одновременного разделения всех центромер и расхождения сестринских хроматид каждой хромосомы к противоположным полюсам. Утрата синхронности процесса может привести к неправильному расхождению хромосом. Центромеры с помощью нитей веретена деления увлекают за собой дочерние хроматиды к противоположным полюсам. Анафаза заканчивается с прекращением движения хроматид, которые становятся хромосомами. У каждого полюса клетки должно оказаться по 46 хромосом, состоящих из одной хроматиды.

Телофаза связана с образованием ядерных оболочек вокруг хромосом на двух полюсах клетки и началом перехода хромосом в состояние хроматина. Завершается телофаза образованием перетяжки в центральной части делящейся клетки, которая завершает деление клетки надвое.

Известно, что у эукариот прохождение митоза может быть заблокировано физиологически или экспериментально, что приводит к развитию полиплоидных клеток. Системная полиплоидия не характерна для человека. Полиплоидные эмбрионы погибают на ранних стадиях развития, что является одной из причин спонтанного прерывания беременности на ранних сроках. В то же время наличие полиплоидных клеток в некоторых органах человека не является патологией. Например, полиплоидные клетки встречаются в сердечной мышце, особенно в предсердиях, в печени и некоторых железах. Они могут быть одно- и двуядерными, уровень полиплоидии невысок и обычно находится в пределах 4—8n.

Мейоз. Биологическое значение мейоза.

Мейоз — это особый тип клеточного деления, возникновение которого связано с появлением полового размножения. При половом размножении два родителя — отец и мать — дают начало новому организму. При оплодотворении сливаются ядра половых клеток родителей, что увеличивает вдвое количество хромосом в зиготе. Следовательно, образование половых клеток должно быть связано с уменьшением количества хромосом в два раза, но таким образом, чтобы совокупность генетического материала обеспечивала преемственность поколений. Закономерное чередование репликации ДНК и, соответственно, хромосом, митозов и мейозов обеспечивает сохранение видоспецифического кариоти-па как в индивидуальном развитии — онтогенезе, так и в череде поколений организмов.

В процессе мейоза из одной диплоидной клетки (2n = 46) образуются 4 гаплоидные клетки (n = 23). Кроме того, в мейозе происходит два вида перегруппировки генетического материала хромосом, т. е. два вида генетической рекомбинации: 1) независимое распределение гомологичных хромосом из разных пар к полюсам деления; 2) кроссинговер — обмен участками между гомологичными хромосомами. Эти процессы обеспечивают широчайший спектр наследственной изменчивости, генетическую неповторимость индивидов даже среди потомков одной пары родителей.

Мейотическое деление у человека не имеет каких-то коренных отличий от мейоза других эукариот. Оно состоит из двух, следующих друг за другом делений, между которыми не происходит удвоения ДНК, а следовательно, и хромосом.

Перед мейозом обязательно проходит интерфаза, в S-периоде которой ДНК реплицируется. Следовательно, в профазе первого мейотического деления выявляющиеся нитевидные хромосомы состоят из двух хроматид. Каждое из двух делений мейоза состоит из про-, мета-, ана- и телофазы с индексами I или II 

Первое мейотическое деление протекает значительно дольше, чем второе. Самой длительной фазой первого мейотического деления является профаза, так как именно в этой фазе происходят такие сложные процессы, как образование бивалентов из гомологичных хромосом и кроссинговер.

Метафаза I — биваленты выстраиваются в экваториальной плоскости в цитоплазме. Центромеры хромосом расположены на экваторе, к ним прикреплены нити веретена деления. Число выстроенных бивалентов соответствует гаплоидному набору хромосом и для человека равно 23.

Анафаза I — расхождение гомологичных хромосом к противоположным полюсам клетки. Каждая хромосома состоит из двух сестринских хроматид.

Телофаза I. В этой фазе происходит образование двух дочерних ядер, каждое из которых содержит гаплоидное число хромосом, равное 23. Каждая хромосома состоит из двух сестринских хроматид.

Промежуток между двумя последующими делениями мейоза очень небольшой. Почти сразу начинается второе мейотическое деление. Оно идет по схеме митоза: 23 хромосомы, состоящие из парных сестринских хроматид, связанных в центромерных участках, в каждом из двух образованных ядер проходят профазу и мета-фазу. В анафазе они разъединяются, и сестринские хроматиды каждой хромосомы расходятся к противоположным полюсам, в результате чего образуется четыре гаплоидных ядра (рис. 10).

Рекомбинация генетического материала в мейозе происходит не только за счет процесса кроссинговера. В анафазе первого мейоти-ческого деления происходит случайное распределение по отношению к полюсам клетки гомологичных хромосом из каждого бивалента. Это приводит к большому числу возможных комбинаций отцовских и материнских хромосом в гаметах. Рассмотрим процесс подробнее на простом примере.

Проанализируем распределение первой и второй пары гомологичных хромосом в анафазе I. Известно, что в каждой паре гомологичных хромосом в процессе оплодотворения одна хромосома приходит из гаметы отца, другая — из гаметы матери. Обозначим заглавными буквами хромосомы отца, а строчными — хромосомы матери. Таким образом, А и а — первая пара хромосом, В и b — вторая пара. В профазе I образуются биваленты. В метафазе I они выстраиваются в экваториальной плоскости: А//а, В//b. В анафазе I гомологичные хромосомы из бивалентов расходятся к противоположным полюсам: к одному полюсу пойдут хромосомы А и В, т.е. отцовские, а к другому, а и b, т.е. материнские. Но у этого события может быть и другой исход, когда расположение хромосом в метафазе на экваторе будет другим: А//а, b//В. Тогда к одному полюсу пойдут хромосомы А и b, а к другому — а и В, т.е. сочетание хромосом на полюсах будет содержать одну отцовскую и одну материнскую. Наличие двух пар гомологичных хромосом обеспечивает, как мы видим, образование четырех типов гамет, качественно отличающихся друг от друга сочетанием отцовских и материнских хромосом. У человека 23 пары хромосом. Разнообразие гамет оценивается как 223. Это примерно 10 миллионов вариантов разнообразных сочетаний отцовских и материнских хромосом из каждой пары гомологов. При оплодотворении практически равновероятна встреча любого из сперматозоидов с овулировавшей яйцеклеткой. Это увеличивает число возможных генотипов детей (223 • 223). Частота генетической рекомбинации в результате независимого распределения разных пар гомологов выше, чем частота рекомбинации в результате кроссинговера.

Наследование признаков, сцепленных с полом. Хромосомы X и Y гомологичны, так как у них есть общие гомологичные участки, где локализованы аллельные гены. Однако эти хромосомы, несмотря на гомологию отдельных локусов, различаются по морфологии. Помимо общих участков Х- и Y-хромосомы имеют большой набор генов, по которым они различаются. В Х-хромосоме имеются гены, которые отсутствуют в Y-хромосоме, в свою очередь, в Y-хромосо-ме имеются гены, которых нет в Х-хромосоме. Таким образом, у мужчин в половых хромосомах имеются гены, которые не имеют второго аллеля в гомологичной хромосоме. В этом случае признак определяется не парой аллельных генов, как обычно менделирую-щий признак, а только одним аллелем. Такое состояние гена называется гемизиготным (рис. 15). Признаки, развитие которых обусловлено одним аллелем, расположенным в одной из альтернативных половых хромосом, называются сцепленными с полом. Они развиваются преимущественно у одного из двух полов. Эти признаки наследуются по-разному у лиц мужского и женского пола.

Признаки, сцепленные с Х-хромосомой, могут быть и рецессивными, и доминантными. Рецессивные признаки — гемофилия, дальтонизм, атрофия зрительного нерва и миопатия Дюшена. Доминантные — рахит, не поддающийся лечению витамином D, и темная эмаль зубов.

Рассмотрим сцепленное с Х-хромосомой наследование на примере рецессивного гена гемофилии. У мужчины половые хромосомы XY. Ген гемофилии локализован в Х-хромосоме и не имеет аллеля в Y-хромосоме, т. е. находится в гемизиготном состоянии. Следовательно, несмотря на то, что признак рецессивный, у мужчин он проявляется:

N — ген нормальной свертываемости крови;

h — ген гемофилии;

XhY — мужчина с гемофилией;

XNY — мужчина здоров.

У женщин половые хромосомы XX. Признак определяется парой аллельных генов, поэтому гемофилия проявляется только в гомозиготном состоянии:

XNXN — женщина здорова;

XNXh — гетерозиготная женщина (носительница гена гемофилии), здорова;

XhXh — женщина-гемофилик.

Основные формальные характеристики Х-сцепленного рецессивного наследования следующие. Обычно поражаются мужчины. Все их фенотипически здоровые дочери являются гетерозиготными носительницами, так как от отца в процессе оплодотворения получают Х-хромосому:

O хhу

гаметы:   Xh         и Y

 \

дочерям сыновьям.

Среди сыновей гетерозиготных матерей (XNXh) соотношение пораженных и непораженных 1:1, так как гаметы XN и Xh образуются с равной вероятностью:

Р:        О   XNXh     х   d XNY

гаметы:      XN, Xh    XN, Y Fl:

Отцовские гаметыXN Y

материнские XN XNXN XNY гаметы          Xh    XNXh        XhY

девочки    мальчики

здоровы    1: 1

здоровы  больны

Такое наследование получило название крисс-кросс (крест-накрест), т. е. сыновья наследуют фенотипический признак матери, а дочери — отца.

Законы передачи признаков, сцепленных с Х-хромосомами, были впервые изучены Т. Морганом.

Помимо Х-сцепленных признаков, у мужчин имеются Y-сцеп-ленные признаки, называемые голандрическими. Гены, определяющие голандрические признаки, локализованы в тех районах Y-xpo-мосом, которые не имеют аналогичных участков в Х-хромосоме (рис. 15). Эти признаки также определяются только одним алле-лем. Так как голандрические признаки определяются генами, находящимися только в Y-хромосоме, то выявляются они у мужчин и передаются от отца всем сыновьям. Голандрические признаки: волосатость ушей, перепонки между пальцами ног, ихтиоз (кожа имеет глубокую исчерченность и напоминает рыбью чешую).

Гомологичные районы Х- и Y-хромосом содержат аллельные гены. Они с равной вероятностью встречаются у лиц мужского и женского пола. К числу таких признаков относятся общая цветовая слепота (отсутствие цветового зрения) и пигментная ксеродер-ма — заболевание, при котором под влиянием ультрафиолетовых лучей на открытых частях тела образуются опухоли. Оба признака являются рецессивными. Признаки, которые определяются аллель-ными генами, находящимися в Х- и Y-хромосомах, наследуются как классические менделирующие признаки.

Сперматогенез осуществляется в мужских половых железах (семенниках) и складывается из четырех периодов:

♦ размножения,

♦ роста,

♦ созревания,

♦ формирования сперматозоидов.

Во время периода размножения диплоидные сперматогенные клетки делятся митозом, в результате чего образуется множество более мелких клеток, называемых сперматогониями. Часть образовавшихся сперматогониев может подвергаться повторным митотическим делениям в результате чего образуются такие же клетки сперматогонии, а часть — прекращает делиться и увеличивается в размерах, вступая в следующий период сперматогенеза — период роста.

Увеличившиеся в размерах сперматогонии называются сперматоцитами первого порядка. В ядрах сперматоцитов первого порядка осуществляется весь комплекс процессов и явлений, характерных для профазы I. Период созревания начинается тогда, когда сперматоцит первого порядка подвергается первому мейотическому делению, в результате чего образуются два сперматоцита второго порядка. Затем эти вновь образовавшиеся клетки делятся (второе мейотическое деление), и в результате образуются гаплоидные сперматиды.

Таким образом, в результате мейотического деления одного первичного диплоидного сперматоцита первого порядка возникают четыре гаплоидных сперматиды. Период формирования сперматозоидов характеризуется тем, что первично шаровидные сперматиды подвергаются ряду сложных преобразований, в результате которых образуются сперматозоиды. Причем дифференцирующийся сперматозоид отделяется от остальной массы клетки, называемой остаточным тельцем.

Оогенез достаточно сходен со сперматогенезом. Этот процесс складывается из трех периодов:

♦ размножения,

♦ роста,

♦ созревания.

Все периоды развития яйцеклеток осуществляются в яичниках.

В отличие от образования спермиев, которое происходит только после достижения половой зрелости, процесс образования яйцеклеток начинается еще у зародыша.

Период размножения полностью осуществляется на зародышевой стадии развития и заканчивается к моменту рождения. Он характеризуется тем, что в результате простых мейотических делений первичных половых клеток (оогенных клеток) образуются оогонии. которые снова подвергаются митотическому делению. Дочерние клетки, возникшие в результате деления оогониев, называются оопитами первого порядка. Их возникновение указывает на переход оогенеза в следующую фазу — период роста.

Ооцит увеличивается в размерах и вступает в профазу I. Увеличение размеров ооцитов связано с тем, что в цитоплазме происходит накопление ряда питательных веществ (белков, жиров, углеводов) и пигментов. Затем ооцит первого порядка вступает в период созревания. В результате первого мейотического деления возникают две дочерние клетки. Одна из них, относительно мелкая, называемая первым полярным тельцем, не является функциональной, а другая, более крупная (оопит второго порядка), подвергается дальнейшим преобразованиям.

Второе деление мейоза осуществляется до стадии метафазы II и продолжается только после того, как ооцит второго порядка вступит во взаимодействие со сперматозоидом и произойдет оплодотворение. Таким образом, из яичника выходит, строго говоря, не яйцеклетка, а ооцит второго порядка. Лишь после оплодотворения он делится, в результате чего возникает яйцеклетка и второе полярное тельце. Однако традиционно для удобства яйцеклеткой называют ооцит второго порядка, готовый к взаимодействию со сперматозоидом.

Оплодотворение

Оплодотворение (или сингамия) — это процесс слияния мужских и женских половых клеток, в результате которого образуется оплодотворенная яйцеклетка (зигота).

Процесс оплодотворения начинается с так называемой акросомальной реакции, которая осуществляется в момент соприкосновения головки сперматозоида с поверхностью ооцита. Суть ее заключается в том, что в результате соприкосновения акросома разрывается, а ее содержимое, включающее ряд ферментов (в частности протеазу), высвобождается. Под действием ферментов оболочки яйца разрушаются. Внутренняя поверхность акросомы вытягивается, формируя таким образом акросомальный отросток. Кончик этого отростка вступает в контакт с плазматической мембраной яйца и сливается с ней. В конце концов сперматозоид проникает в яйцеклетку. Клеточная оболочка его разрушается, а ядро высвобождается. После этого мужские и женские ядра набухают, образуя пронуклеусы. Последние сливаются (кариогамия). Это и есть как раз тот момент, который можно назвать собственно оплодотворением. В результате из двух гаплоидных гамет образуется одна диплоидная клетка, называемая зиготой.

Однако для того, чтобы произошло оплодотворение,

сперматозоиду необходимо встретиться с яйцеклеткой. Процесс, обеспечивающий эту встречу, называется осеменением. Различают наружное, внутреннее и смешанное осеменение.

При внутреннем осеменении выделяемая мужчиной семенная жидкость, содержащая сперматозоиды, вводится в половые пути женщины.

Мутационная изменчивость.

Мутации – это стойкие прерывистые изменения в хромасомах, передающиеся по евследству.

Изменчивость — это свойство организмов приобретать новые свойства или утрачивать прежние; является универсальным свойством живого, от вирусов и микроорганизмов до растений, животных и человека. Различают изменчивость генотипическую (наследственную) и модификационную (ненаследственную).

Генотипическая изменчивость обусловлена изменением генотипа и сохраняется в ряду поколений. Она включает мутационную и комбинативную изменчивость. Первая возникает путем скачкообразного изменения признаков, вторая — путем новых комбинаций родительских признаков в результате скрещивания.

Мутационная изменчивость по характеру изменения генотипа делится на генные (точковые) мутации, хромосомные и геномные. Отдельно выделяют цитоплазматические мутации, причиной которых является изменчивость определенных органоидов цитоплазмы (пластид, плазмид, митохондрий и др.), содержащих ДНК или РНК.

Генные мутации — это изменения, происходящие в пределах одного гена. Они включают: вставку или выпадение отдельных нуклеотидов (делеция), замену одного нуклеотида на другой, поворот участка гена на 180° (инверсия), удвоение участка гена (дупликация). Это приводит к возникновению различных типов мутаций: миссенс, нонсенс, сдвиг рамки считывания, нарушение сплайсинга, увеличение (экспансия) нуклеотидных повторов и др. В результате генных мутаций у человека возникает большое число болезней обмена веществ (галактоземия, фенилкетонурия, алкаптонурия и др.). В настоящее время их число превышает 3,5 тыс. Известно, что один и тот же ген может мутировать в несколько аллельных состояний, образуя серию множественных аллелей. По этому типу наследуются такие признаки, как группы крови системы АВО у человека, окраска шерсти у кроликов, наличие светлых пятен на листьях у клевера и др. Поскольку у диплоидных организмов в одной хромосоме не более двух аллелей одного гена, то наследование будет происходить в соответствии с законами Г. Менделя.

Хромосомные перестройки (аберрации) — это мутации, связанные с изменением структуры хромосом. Они могут происходить внутри одной хромосомы и между разными хромосомами.

Среди внутрихромосомных перестроек выделяют:

  1.  дупликации — один из участков хромосомы представлен более одного раза;
  2.  делеции (нехватки) — потеря концевого участка хромосомы;
  3.  инверсии — поворот участка хромосомы на 180°. Различают инверсии перицентрические (инвентированный участок включает центромеру) и парацентрические (инвентированный участок не содержит центромеру).

Межхромосомные перестройки — транслокации — характеризуются перемещением участка одной хромосомы на другую (негомологичную) хромосому. Различают реципрокные и нереципрокные транслокации (транспозиции). В первом случае происходит взаимный обмен участками негомологичных хромосом, во втором — участок хромосомы изменяет свое положение или включается в другую хромосому без взаимного обмена.

Робертсоновские транслокации образуются при слиянии двух центромер акроцентрических хромосом. В результате возникает одна мета- или субметацентрическая хромосома и число хромосом в клетке уменьшается на одну.

Геномные мутации — полиплоидия и гетероплоидия — обусловлены изменением числа хромосом в кариотипе. Полиплоидия — это кратное гаплоидному увеличение числа хромосом (n— гаплоидное число, 2n — диплоид, Зn — триплоид, 4n — тетраплоид и т.д.). У человека полиплоидия встречается редко. Около 2% нарушений хромосом приходится на триплоидию. Однако большинство триплоид-ных зародышей у человека погибает в начале второго месяца внутриутробного развития, и только около 1% доживает до 6 — 7-го месяца эмбриогенеза. Тетраплоидия, как и триплоидия, сопровождается тяжелыми пороками развития головного мозга, сердца, желудочно-кишечного тракта и др.

Помимо полиплоидии, у человека возможен мозаицизм — наличие генетически разнородных клеток в организме. Это связано с нарушениями в период соматического развития. В результате внутри одного фенотипа появляются участки нового фенотипа. Известно, что интерсексы часто содержат клетки с разным набором половых хромосом, например, 45,ХО; 46,ХХ, тогда как гермафродиты могут иметь 46,ХХ; 46,ХY. Причины их образования различны: оплодотворение разными спермиями, слияние двух оплодотворенных яйцеклеток, ошибки в период первого дробления и др.

Гетероплоидия (анеуплоидия) — изменение числа хромосом некратно гаплоидному набору. В результате возникают особи с аномальным числом хромосом: моносомики (2п — 1), трисомики (2п +1), тетрасомики (2п + 2) и т.д. У человека известен ряд заболеваний, причиной которых является изменение числа хромосом. К ним относятся трисомии по 21 -й хромосоме — синдром Дауна, по 18-й хромосоме — синдром Эдвардса, по 13-й хромосоме — синдром Патау. Хорошо изучены у человека трисомии по половым хромосомам — синдром Клайнфелтера (XXY), синдром Шерешевско-го — Тернера (ХО). Среди аутосомных трисомии только трисомики по 21-й и 22-й хромосомам жизнеспособны. Полисомии по половым хромосомам не оказывают заметного влияния на жизнеспособность особи.

Причиной образования геномных мутаций является нарушение нормального расхождения хромосом в мейозе (анафазы I и II) и образование аномальных гамет по числу хромосом. При их оплодотворении возникают гетерогоюидные зиготы.

Модификационная изменчивость.

Комбинативная изменчивость. Этот тип изменчивости возникает в результате комбинирования генов родителей. По этой причине у детей могут появляться новые признаки. Причины комбинативной изменчивости различные: мейотический кроссинговер, свободное сочетание хромосом и генов, случайное слияние гамет с различным набором генов при оплодотворении.

Комбинативная изменчивость у людей может быть связана с миграционными процессами. В последнее время стали чаще браки между супругами, родившимися в различных регионах одной страны или разных стран, межнациональные браки. Это может приводить к оплодотворению гамет, различных по генному набору, и др.

Комбинативная изменчивость делает организмы более пластичными; они лучше приспосабливаются к меняющимся условиям окружающей среды, способствуя выживаемости вида. Примером ком-бинативной изменчивости у человека может служить развитие групп крови системы АВО. Если мать имеет группу крови HI (JBJO), а отец гетерозиготен по группе крови II (JAJO), то у детей возможна IV (JAJB) или I (JOJO) группы крови, отсутствующие у их родителей.

Модификационная изменчивость не затрагивает генотип особи, не передается при половом размножении и отражает изменение фенотипа под действием окружающей среды. Выражается в разнообразии особей, имеющих одинаковый генотип. К этому типу изменчивости относится онтогенетическая изменчивость, возникающая в процессе индивидуального развития, которая является частью более широкого понятия, связанного с модификационной изменчивостью. Для нее характерны следующие особенности: а) не передается последующим поколениям; б) является адаптивной, т.е. приспособительной; в) степень проявления модификации зависит от силы и продолжительности действия фактора, вызвавшего данное изменение; г) возможность обратимости модификаций.

Пределы модификационной изменчивости ограничены нормой реакции, которая контролируется генотипом. Норма реакции показывает пределы модификационной изменчивости в зависимости от средовых факторов и может быть широкой и узкой.

Широкая норма реакции характерна для признаков, которые под влиянием факторов среды способны изменяться в широких пределах (например, вес ребенка при рождении). Узкая норма реакции имеет место в том случае, когда под влиянием условий среды признак изменяется в узких пределах (например, цвет волос, окраска глаз). Таким образом, организм наследует не признак как таковой, а способность формировать определенный фенотип в конкретных условия среды.

Онтогенетическая изменчивость является разновидностью фенотипической изменчивости и связана с определенной схемой развития особи. Процесс индивидуального развития имеет ряд критических периодов, когда организм наиболее уязвим к различным факторам окружающей среды. Особую чувствительность к токсическим воздействиям имеет эмбрион на ранних сроках развития (в первом триместре беременности). Нормальное развитие организма сопряжено с активным делением клеток, морфогенетическим движением зародышевых листков, процессами дифференцировки и органогенеза. Токсическое воздействие окружающей среды может спровоцировать гибель отдельных клеточных масс, замедлить распад и рассасывание отмирающих клеток, нарушить взаимодействие тканей между собой. В результате тот или иной орган развивается неправильно или недоразвивается, что фенотипически проявляется в пороках развития, несмотря на нормальный генотип.

Факторы, приводящие к развитию врожденных пороков у детей, не связанные с нарушением наследственного материала, называются тератогенными. Их природа может быть многообразна. Характерной чертой тератогенных пороков развития является то, что они не наследуются.

Формирование в процессе онтогенеза таких личностных качеств человека, как интеллект, поведение, характер, выявление способностей, происходит, начиная с самого раннего детского возраста. Именно перечисленные фенотипические признаки определяют индивидуальность человека. Согласно современным концепциям, человек наследует задатки способностей, характера, темперамента. Взаимодействие генетической составляющей и внешней среды, проявляющейся в процессе воспитания и обучения, обеспечивает фенотипическое разнообразие психологических и психофизиологических особенностей человека.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

49022. Методы ближнепольной и конфокальной микроскопии. Их аппаратное и метрологическое обеспечение 726.5 KB
  Содержание пояснительной записки курсовой работы проекта: Методы ближнепольной микроскопии Ближнепольный растровый оптический микроскоп БРОМ Аппаратное обеспечение ближнепольной микроскопии Методы конфокальной микроскопии Конфокальный лазерный сканирующий микроскоп Применение конфокального микроскопа...
49023. Режим термической обработки пружин из стали 65Г 267.5 KB
  Основной целью курсовой работы по технологии конструкционных материалов является освоение принципов выбора конструкционных материалов для деталей машин, инструмента, основываясь на знании состава и строения металлических конструкционных материалов и методов придания материалам заданных форм.
49024. РАСЧЕТ ТЕПЛОВОЙ СХЕМЫ КОМБИНИРОВАННОЙ ПГУ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ 1.29 MB
  Схема КПГУ с дожиганием продуктов сгорания ГТУ в топке парового котла и подводом дополнительного топлива и воздуха КПГУ с утилизацией продуктов сгорания ГТУ в топке парового котла без дожигания топлива: при этом генерация пара в котле – утилизаторе осуществляется только за счет теплоты выхлопных газов...
49025. Расчет принципиальной схемы замкнутой системы электропривода 685.5 KB
  Электродвигатель постоянного тока независимого возбуждения с рабочей машиной, при допущениях постоянного магнитного потока двигателя, скомпенсированной реакции якоря двигателя, абсолютно жёстких механических соединениях и постоянном моменте инерции J привода
49026. Расчет физических свойств природного газа при нормальных условиях 1012 KB
  Расчет физических свойств природного газа при нормальных условиях Основные физикохимические свойства компонентов газов используемых для газоснабжения Газы Молекулярная масса кг моль Плотность при 0 С и атмосферном давлении кг м3 Критическая температура...
49028. Микропроцессорная система на базе МП КР580ВМ80А 73.5 KB
  Микропроцессорные системы нашли широчайшее применения в настоящее время. Основными характеристиками этих линий являются: Функциональное назначение: линии адреса образующие шину адреса А150; линии данных образующие шину данных D70; линии управления образующие шину управления; линии синхронизации и питания. В микропроцессоре К580...
49029. Выбор профессии финансового аналитика 1.52 MB
  Нейросети в банковском деле Нейросети в маркетинге В данной работе я попытаюсь показать возможно ли применение нейросети при выборе профессии и насколько это будет эффективно. Ими были получены следующие результаты: разработана модель нейрона как простейшего процессорного элемента выполняющего вычисление переходной функции от скалярного произведения вектора входных сигналов и вектора весовых коэффициентов; предложена конструкция сети таких элементов для выполнения логических...
49030. Создание и обработка баз данных в Excel и Access 943 KB
  Для представления данных в удобном виде используют таблицы. Особенность электронных таблиц заключается в возможности применения формул для описания связи между значениями различных ячеек, расчет по ним выполняется автоматически. Изменение значения в одной ячейки приводит к пересчету во всех остальных, которые связаны с нею формульными отношениями, а тем самым к обновлению всей таблицы.