Вікова фізіологія з основами генетики

Размещено на http://www.allbest.ru/

Вікова фізіологія з основами генетики

1. Структура генетичого матеріалу. Основні молекули живих систем

Генетичний матеріал -- носій генетичної інформації будь-якого організму. Генетичний матеріал відомих на сьогодні організмів -- майже винятково ДНК. Деякі віруси використовують РНК як свій генетичний матеріал.

РНК і ДНК -- макромолекули, складені з нуклеотидів, чотири з яких доступні в кожній молекулі. Три нуклеотиди компонують кодон, щось подібне до «генетичного слова», яке визначає амінокислоту в майбутньому білку. Правило трансляції кодонів в амінокислоти відоме як генетичний код.

До складу всіх живих організмів входять ті ж хімічні елементи, які містяться й у неживій матерії. Однак їх співвідношення в живому й неживому різне. Так, у живих організмах набагато більша частина хімічного складу (98 %) припадає на чотири елементи: вуглець, водень, кисень та азот. Крім того, усі живі організми побудовані з особливих речовин -- макромолекул, які відсутні в неживій матерії. Основними серед них є такі: білки, нуклеїнові кислоти й АТФ (аденозинтрифосфорна кислота), вуглеводи й ліпіди.

2. Рівні організації живої матерії. Зв'язок між молекулярно-генетичним та онтогенетичним рівнями організації живої матерії

1-й рівень. Молекулярно-генетичний рівень.

Одиниця рівня - 1 ген (ділянка ДНК).

Елементарна подія рівня - зміна структури гена (мутація).

2-й рівень. Клітинно-тканинний рівень.

Одиниця рівня - 1 клітина.

Елементарна подія - метаболізм (обмін речовин, або співвідношення двох процесів: асиміляція (сукупність реакцій синтезу складових з простих, які відбуваються з поглинанням енергії) - дисиміляція (сукупність реакцій розщеплення складних сполук до простих, які відбуваються з виділенням енергії).

3-й рівень. Організмовий рівень.

Одиниця рівня - 1 організм.

Елементарна подія - онтогенез (індивідуальний розвиток організму від зиготи до смерті). Онтогенез поділяється на 2 періоди: Ембріогенез (від зиготи до виходу з дітородних шляхів) та постембріогенезу (з моменту виходу з дітородних шляхів до моменту смерті).

4-й рівень. Популяційний рівень.

Одиниця рівня - популяція.

Елементарна подія - зміна генофонду популяції.

Патологічні зміни, які відбуваються на молекулярному, клітинному, тканинному, органному та системному рівнях, можуть відбиватися на організмовому рівні. Проте у більшості випадків за участі захисних механізмів вони не досягають організмового рівня. Вони або компенсуються, купіруються, нейтралізуються, або усуваються репаративними процесами, що забезпечує збереження гомеостазу та здоров'я людини. Коли компенсаторні реакції зазнають порушення, виникає хвороба.

3. Сучасний погляд на організацію генома людини

Геном людини - геном біологічного виду Homo sapiens. У більшості нормальних клітин людини міститься повний набір складових геном 46 хромосом: 44 з них не залежать від статі (аутосомні хромосоми), а дві - X-хромосома та Y-хромосома - визначають стать (XY - у чоловіків або ХХ - у жінок). Хромосоми в загальній складності містять приблизно 3 мільярди пар основ нуклеотидів ДНК, що утворять 20 000-25 000 генів . В ході виконання проекту «Геном людини» вміст хромосом знаходяться в стадії інтерфаза в клітинному ядрі (речовина еухроматин), було виписано у вигляді послідовності символів. В даний час ця послідовність активно використовується в усьому світі в біомедицині. В ході досліджень з'ясувалося, що людський геном містить значно менше число генів, ніж очікувалося на початку проекту. Тільки для 1,5% всього матеріалу вдалося з'ясувати функцію, решта становить так звану сміттєву ДНК. У ці 1,5% входять гени, які кодують РНК і білки, а також їх регуляторні послідовності, інтрони і, можливо, псевдоген).

4. Біологія розвитку

a. Клітина. Клітинний цикл. Будова і функції клітини.

b. Види поділу клітин.

c. Біологічне значення мітозу і мейозу.

Клітина - найпростіша біологічна система,здатна до самовідновлення, самовідтворення та розвитку. Це динамічно стійка відкрита система, яка складається з багатьох взаємопов'язаних елементів, функціонування яких не тільки визначає життєдіяльність клітини, але має значення для організму як цілого. Клітина забезпечує свою цілісність і самовідтворення за рахунок речовин і енергії, які отримує ззовні.

У житті клітини розрізняють життєвий цикл і клітинний цикл. Життєвий цикл значно довший, це період від утворення клітини внаслідок поділу материнської клітини і до наступного поділу або до загибелі клітини. Впродовж життя клітини ростуть, диференціюються, виконують специфічні функції. Клітинний цикл значно коротший. Це власне процес підготовки до поділу (інтерфаза) і сам поділ (мітоз). Тому цей цикл називають ще мітотичним. Така періодизація (на життєвий і мітотичний цикл) досить умовна, оскільки життя клітини безперервний, неподільний процес.

Клетки делятся на прокариотические и эукариотические. Первые - это водоросли и бактерии, которые содержат генетическую информацию в одной единственной органелле, - хромосоме, а эукариотические клетки, составляющие более сложные организмы, такие как человеческое тело, имеют четко дифференцированное ядро, в котором находится несколько хромосом с генетическим материалом.

Эндоплазматический ретикулум складчатый - структура, накапливающая и выделяющая синтезированные белки в рибосомах.

Эндоплазматический ретикулум гладкий - структура, образующая, выделяющая и переносящая жиры по всей клетке вместе с белками складчатого ретикулума.

Лизосомы - органеллы, ответственные за переваривание веществ, поступающих в цитоплазму.

Рибосомы - органеллы, синтезирующие белки из молекул аминокислот.

Клеточная или цитоплазматическая оболочка - полупроницаемая структура, окружающая клетку. Обеспечивает связь клетки с внеклеточной средой.

Цитоплазма - вещество, заполняющее всю клетку и содержащее все клеточные тельца, включая ядро.

Микроворсинки - складки и выпуклости цитоплазматической оболочки, обеспечивающие прохождение веществ через нее.

Центросома - участвует в митозе или делении клеток.

Центриоли - центральные части центросомы.

Вакуоли - маленькие пузырьки в цитоплазме, заполненные клеточной жидкостью.

Ядро - один из основополагающих компонентов клетки, так как ядро является носителем наследственных признаков и влияет на размножение и передачу биологической наследственности.

Ядерная оболочка - пористая оболочка, регулирующая проход веществ между ядром и цитоплазмой.

Ядрышки - сферические органеллы ядра, участвующие в образовании рибосом.

Внутриклеточные нити - органеллы, содержащиеся в цитоплазме.

Митохондрии - органеллы, принимающие участие в большом числе химических реакций, таких как клеточное дыхание.

Поділ клітини -- процес, у якому клітина, що називається материнською клітиною, ділиться на дві нові клітини, що називаються дочірніми клітинами. Поділ клітини -- зазвичай маленький сегмент великого клітинного циклу.

Існує два основних способи поділу соматичних клітин: мітоз і амітоз.

Мітоз (від грец. мЯфпт C нитка) C непрямий, або мітотичний поділ є переважаючим типом поділу еукаріотичних соматичних клітин і притаманний всім багатоклітинним організмам. При цьому відбувається точний рівномірний розподіл спадкового матеріалу. Внаслідок мітозу кожна дочірня клітина отримує повний набір хромосом із строгою кількістю ДНК і за їх складом ідентична материнській клітині. Амітоз (від грец. Ь C заперечення і мЯфпт C нитка) переважає у деяких одноклітинних організмів. Це також спосіб поділу соматичних клітин, але на відміну від мітозу, прямий поділ інтерфазного ядра клітини відбувається шляхом перетяжки простою перетинкою. При амітозі розподіл спадкового матеріалу між дочірніми клітинами може бути рівномірним або нерівномірним. Внаслідок цього утворюються або однакові, або неоднакові за розміром клітини. Тому такі клітини спадково неповноцінні.

Мітоз. Мітоз настає після інтерфази і умовно поділяється на такі фази: 1) профаза, 2) метафаза, 3) анафаза, 4) телофаза.

Біологічне значення: Мітоз -- найбільш поширений спосіб репродукції клітин тварин, рослин, найпростіших. Це основа росту і вегетативного розмноження всіх еукаріотів C організмів, які мають ядро. Основна його роль полягає у точному відтворенні клітин, забезпеченні рівномірного розподілу хромосом материнської клітини між виникаючими з неї двома дочірніми клітинами і підтриманні сталості числа і форми хромосом у всіх клітинах рослин і тварин. Мітоз сприяє росту організму в ембріональному і постембріональному періодах, копіюванню генетичної інформації і утворенню генетично рівноцінних клітин.

Мейоз - процес поділу ядра клітини з утворенням чотирьох дочірніх ядер, кожне з яких містить вдвічі менше хромосом, ніж вихідне ядро. Цей поділ має також назву редукційного: число хромосом у клітині зменшується з диплоїдного (2п) до гаплоїдного (п). Значення мейозу полягає в тому, що він забезпечує збереження в ряду поколінь постійне число хромосом у видів з статевим розмноженням.

5. Поняття про метаболізм. Співвідношення пластичного та енергетичного обміну у метаболізмі

Постійний обмін речовин із навколишнім середовищем -- одна з основних властивостей живих систем. У клітинах безперервно йдуть процеси біосинтезу (асиміляція, або пластичний обмін), тобто за участю ферментів з простих органічних сполук утворюються складні: з амінокислот -- білки, із моносахаридів -- полісахариди, із нуклеотидів -- нуклеїнові кислоти тощо. Усі процеси синтезу йдуть із поглинанням енергії. Приблизно з такою ж швидкістю йде і розщеплювання складних молекул до більш простих з виділенням енергії (дисиміляція, або енергетичний обмін). Завдяки цим процесам зберігається відносна постійність складу клітин. Синтезовані речовини використовуються для побудови клітин та їх органоїдів і заміни витрачених або зруйнованих молекул. При розщеплюванні високомолекулярних з'єднань до більш простих виділяється енергія, необхідна для реакцій біосинтезу.

Сукупність реакцій асиміляції і дисиміляції, яка лежить в основі життєдіяльності й обумовлює зв'язок організму з навколишнім середовищем, називається обміном речовин, або метаболізмом.

Пластичний і енергетичний обміни нерозривно пов'язані. Вони є протилежними сторонами єдиного процесу обміну речовин. Реакції біосинтезу потребують витрати енергії, яка відновлюється реакціями енергетичного обміну. Для здійснення реакцій енергетичного обміну необхідний постійний біосинтез ферментів і структур органоїдів, які в процесі життєдіяльності поступово руйнуються.

6. Онтогенез. Його основні етапи

Онтогенезом називають сукупність процесів, що протікають в організмі, з моменту утворення зиготи до смерті. Його підрозділяють на два етапи: ембріональний і постембріональний.

Ембріональним вважають період зародкового розвитку з моменту утворення зиготи до виходу з яйцевих оболонок чи народження, у процесі зародкового розвитку ембріон проходить стадії ділення, гаструляція, первинного органогенезу і подальшого диференціювання органів і тканин.

Ділення. Діленням називають процес утворення багатоклітинного одношарового зародку -- бластули.

Для ділення характерно: 1) розподіл кліток шляхом мітозу зі збереженням диплоїдного набору хромосом; 2) дуже короткий мітотичний цикл; 3) бластомери не диференційовані, і в них не використовується спадкоємна інформація; 4) бластомери не ростуть і надалі стають все менше; 5) цитоплазма зиготи не перемішується і не переміщається.

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

7. Ембріональний розвиток. Періоди ризику в ембріогенезі

Антенатальний розвиток (грец. ante -- перед, natus -- народження) -- це час, коли новий організм розвивається всередині материнського організму або всередині яйця, насінини тощо і завершується народженням. У людини антенатальний розвиток складається з двох періодів: ембріональний, або зародковий, період (грец. embrion -- зародок) -- перші 8 тижнів розвитку та плідний, або фетальний (грец. fetus -- плід) -- з 9-го тижня, коли зародок має вже всі системи органів. Починаючи з 9-го тижня зародок людини називають плодом. У людини вагітність (антенатальний розвиток) триває 38-42 тижні.

1-ий критичний період внутрішньоутробного розвитку (стадія прогенезу) триває з 1-го по 15-й день вагітності (перші 2 тижні) і включає процеси запліднення та імплантації. Пошкодження заплідненої яйцеклітини (зиготи) в перші 2 тижні вагітності призводить до її самовільного переривання, позаматкової вагітності та формування вад розвитку плода.

У перші 6-8 днів розвиток вагітності забезпечується гормонами яєчників та гіпофіза, в цей час у яйцеклітині відбувається посилене ділення з формуванням бластули.

2-ий критичний період триває з 16-го по 75-й день вагітності і включає стадії органогенезу (або ембріогенезу) та плацентації.

На стадії ембріогенезу відбуваються інтенсивне диференціювання клітин організму плода, формування внутрішніх органів і систем.

8. Постембріональний розвиток. Вікова періодизація онтогенезу людини

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

На даний час немає єдиної схеми періодизації постнатального онтогенезу тому що вона ПОВИННА відображати біологічні (морфологічні, фізіологічні, біохімічні та ін.), психологічні і соціологічні аспекти розвитку і старіння організму. Необхідно зважати на фактори, що в різні періоди життя мають різну інформативність.

Періоди	Межі
Новонародженість	1-10 днів
Грудний вік	10 днів-1 рік
Раннє дитинство	1-3 роки
Перше дитинство	4-7 років
Друге дитинство	8-12 років (хлопчики), 8-11 років (дівчатка)
Підлітковий вік	13-16 років (хлопчики), 12-15 років (дівчатка)
Юнацький вік	17-21 рік (хлопчики), 16-20 років (дівчатка)
Зрілий вік І	22-35 років (чоловіки), 21-35 років (жінки)
Зрілий вік ІІ	36-60 років (чоловіки), 36-55 років (жінки)
Літній вік	61-74 років (чоловіки), 56-74 років (жінки)
Старечий вік	75-90 років
Довгожителі	90 років і старше

9. Методи генетики. Поняття про менделевську генетику. Закономірності спадковості. Взаємодія генів. Зчеплене успадкування ознак. Хромосомна теорія спадковості

Г. Мендель выдвинул гипотезу чистоты гамет (1866 г.): наследственные задатки не смешиваются, а передаются от родителей в виде дискретных единиц. Эти единицы, представленные парами у особей, остаются дискретными и предаются последующим поколениям в мужских и женских гаметах, каждая из которых содержит только по одной единице наследования. В. Иогансен (1909) назвал эти единицы генами, а Т. Морган (1912) показал, что они локализованы в хромосомах.

I закон Менделя: при схрещуванні двох гомозиготних організмів, що відрізняються однією парою альтернативних ознак, у нащадків першого покоління не відбуватиметься розщеплення за генотипом і фенотипом - вони будуть ідентичні

II закон Менделя: під час схрещування двох гетерозиготних особин, які аналізують зі однією парою альтернативних ознак, у нащадків відбувається розщеплення за генотипом 3:1 і за фенотипом 1:2:1

III закон Менделя: під час схрещування гомозиготних особин, які відрізняються двома і більше парами альтернативних ознак, відбувається вільна комбінація ознак і виявляються нові, не властиві батькам

Закон зчепленого успадковування Моргана: при схрещуванні особин усі гени, що містяться у хромосомах, утворюють так звані зчеплення (вияв у фенотипі однієї ознаки супроводжується виявом іншої)

Якщо одна з Х-хромосом містить рецесивний ген, який зумовлює вияв аномальної ознаки, то носієм ознаки є жінка, а ознака виявляється у чоловіка. Рецесивні ознаки матері передають синам, а батьки - дочкам

Хромосомна теорія спадковості сформульована Т. Х. Морганом за результатами своїх досліджень. За її допомогою з'ясовано матеріальну основу законів спадковості, встановлених Г. Менделем, і те, чому в певних випадках успадкування тих чи інших ознак від них відхиляється. Основні положення хромосомної теорії спадковості такі:

- гени розташовані в хромосомах у лінійному порядку;

- різні хромосоми мають неоднакові набори генів, тобто кожна з негомологічних хромосом має свій унікальний набір генів;

- кожен ген займає в хромосомі певну ділянку; алельні гени займають у гомологічних хромосомах однакові ділянки;

- усі гени однієї хромосоми утворюють групу зчеплення, завдяки чому деякі ознаки успадковуються зчеплено; сила зчеплення між двома генами, розташованими в одній хромосомі, обернено пропорційна відстані між ними;

- зчеплення між генами однієї групи порушується внаслідок обміну ділянками гомологічних хромосом у профазі першого мейотичного поділу (процес кросинговеру);

- кожен біологічний вид характеризується певним набором хромосом (каріотипом) -- кількістю та особливостями будови окремих хромосом.

10. Поняття про мінливість. Модифікаційна мінливість та норма реакції

Мінливістю називають відмінності між особинами одного виду - предками і нащадками, які виникають внаслідок змін спадкового матеріалу або впливу умов зовнішнього середовища.

Мінливість, як і спадковість, властива всій живій природі. Генетична наука розрізняє спадкову і неспадкову мінливість.

Спадкова - це здатність до зміни самого генетичного матеріалу, а неспадкова - здатність організмів реагувати на умови зовнішнього середовища, змінюватися в межах норми реакції, заданої генотипом. Спадкова мінливість у свою чергу поділяється на комбінативну і мутаційну.

Комбінативна (рекомбінативна) мінливість виникає при гібридизації внаслідок незалежного перекомбінування генів та хромосом. Тут відбувається перекомбінація певних генетичних угруповань без якісної і кількісної зміни генетичного матеріалу.

Мутаційна мінливість виникає раптово, в результаті взаємодії організму і середовища, без схрещування. Вона зумовлена якісною зміною генетичного матеріалу, виникненням нових варіантів дискретних одиниць генетичного матеріалу, перш за все нових алелів.

Неспадкова (модифікаційна мінливість) - це фенотипна мінливість, яка виникає в процесі індивідуального розвитку організмів і не передається нащадкам. молекулярний матерія мейоз метаболізм

Фенотипна (модифікаційна мінливість) - це така форма мінливості, яка не викликає змін генотипу. Зміни ознак і властивостей організму в межах норми реакції, що виникають внаслідок різних умов існування, називаються модифікаціями.

Модифікації носять адаптивний (пристосувальний) характер і мають значення для виживання організмів, виконуючи певну роль у збереженні виду. Крім корисних (пристосувальних), зміни бувають і індиферентні.

Модифікаційна мінливість - явище масове. Вона торкається не одного, а сукупності об'єктів і тому її ще називають груповою, або визначеною.

Модифікаційна мінливість характеризується такими властивостями: 1) неуспадкуванням; 2) груповим характером змін; 3) відповідністю змін щодо дії певного чинника середовища; 4) обумовленими генотипом межами змін (хоча напрямок змін однаковий, ступінь їх прояву в різних організмів неоднаковий).

Мінливість ознаки під впливом середовища небезмежна. Ступінь прояву ознаки, або межі модифікаційної мінливості, зумовлені генотипом і середовищними чинниками. Розрізняють широку і вузьку норми реакції.

Вузька норма реакції властива таким ознакам, як розміри серця або головного мозку, тоді як кількість жиру в організмі людини зазнає змін у широких межах. У вузьких межах коливається будова квітки у рослин, проте значно змінюються розміри листків. Норма реакції генотипу виявляється в процесі модифікаційної мінливості організму. Нормою реакції визначають пристосувальні можливості сортів і ареали, які вони можуть зайняти.

11. Мутаційна мінливість. Поняття про мутагени та спадковий монтаж людини

Мутаційна мінливість -- це стрибкоподібна та стійка зміна генетичного матеріалу, що передається спадково.

Основні положення мутаційної теорії:

1) мутації -- дискретні зміни генетичного матеріалу;

2) мутації -- рідкісні випадки;

3) мутації стійко передаються з покоління в покоління;

4) мутації виникають випадково і можуть бути шкідливими, нейтральними або корисними.

Мутації -- це зміни генетичного матеріалу, які виникли заново, тоді як комбінативна мінливість -- це нове поєднання батьківських генів у зиготі.

Мутації мають наступні властивості: виникають раптово, стрибкоподібно; передаються з покоління в покоління (успадковуються); ненаправлені, тобто під дією одного чинника може мутувати будь-яка ділянка хромосоми; одні й ті ж мутації можуть виникати повторно.

Чинники, які здатні викликати мутації, називаються мутагенними. їх підрозділяють на фізичні (різні види іонізуючих випромінювань, температура), хімічні (формалін, аналоги азотних основ, іприт, деякі ліки) і біологічні (віруси, бактерії).

Мутації класифікують за причинами, що їх викликали, за характером клітин, що мутували, за результатом для організму і за змінами генетичного матеріалу.

Мутагени -- машина і хімічні чинники, що викликають стійкі спадкові зміни -- мутації.

За походженням мутагени класифікують на ендогенні, що утворюються в процесі життєдіяльності організму і екзогенні -- всі інші фактори, в тому числі і умови навколишнього середовища.

За природою виникнення мутагени класифікують на фізичні, хімічні та біологічні.

12. Спадкові хвороби людини

Спадкові хвороби не слід плутати з уродженими хворобами. Останні існують вже при народженні дитини. Вони можуть бути зумовлені спадковими і неспадковими чинниками. У разі неспадкового генезу, такі хвороби визначають як фенокопії спадкових вад розвитку. У той же час, не всі спадкові хвороби є уродженими. Значна частина їх виникає у більш пізньому віці. Серед хвороб спадкового генезу є і такі, для прояву яких необхідний вплив шкідливих факторів середовища.

До цієї групи відносяться всі хромосомні і генні хвороби (хвороба Дауна, гемофілія, хорея Гентінгтона, фенілкетонурія тощо), які можуть розпочинатися в будь-якому віці. Так, гемофілія виявляється при народженні, фенілкетонурія - в перші дні після народження, а хвороба Гентінгтона - після 40 років. Спадкові хвороби характеризуються великою різноманітністю і більшістю відбувається залучення в процес не однієї системи, а генералізоване ураження тканин і навіть органів. Тому спадкові хвороби проявляються у вигляді синдромів або комплексу патологічних ознак. Спадкові хвороби залежно від рівня ураження спадкових структур поділяються на дві великі групи: генні і хромосомні.

Класифікація спадкових хвороб. Етіологічним чинником спадкових хвороб слугує патологічна спадковість, одержана організмом хворого через статеві клітини його батьків. За кількістю залучених у мутаційний процес локусів розрізняють моногенні і полігенні хвороби. Генні мутації передаються від покоління до покоління без змін, тоді як більшість хромосомних хвороб, особливо внаслідок порушення кількості хромосом (анеуплоїдія), взагалі не успадковуються. Інверсії, транслокації успадковуються із додатковими перекомбінаціями.

Хромосомні хвороби поділяються залежно від типу мутацій на синдроми, зумовлені числовими (поліплоїдії, анеуплоїдії) або структурними змінами (делеції, інверсії, транслокації, дуплікації) хромосом. Хромосомні хвороби характеризуються множинними ураженнями без певної патогенетичної ланки. Якщо мутація виникла у зародкових клітинах, тоді виділяють повну форму хвороби. Якщо нерозходження хромосом або структурна аберація з'явилися на різних стадіях дроблення зиготи - розвиваються мозаїчні форми.

Моногенні хвороби зумовлені дією гена, що зазнав мутації. Розвиток їх пов'язаний з первинним продуктом одного гена (відсутність білка, ферменту або аномальна їх будова). Розрізняють аутосомно-домінантні, аутосомно-рецесивні, зчеплені з Х-хромосомою хвороби. До них відносяться і спадкові порушення обміну речовин (спадкові ензимопатії).

Полігенні хвороби - це захворювання зі складним характером успадкування і визначаються множинними генами. Свій патологічний прояв вони здійснюють у взаємодії з комплексом чинників зовнішнього середовища.

13. Вікова періодизація розвитку опорно-рухової системи людини

Формування м'язів відбувається в основному у внутрішньоутробний період. Після народження окремі м'язові групи ростуть нерівномірно. У немовлят насамперед розвиваються м'язи, що забезпечують смоктання, м'язи живота, діафрагма. Через незрілість центральної нервової системи скелетні м'язи новонародженого перебувають у спонтанній руховій активності. Під кінець першого року життя у зв'язку з повзанням і початком ходіння помітно ростуть м'язи спини і кінцівок.

Динамічні м'язи закладаються раніше статичних і в перше десятиліття життя розвиваються швидше. Статичні м'язи у дітей розвиваються і ростуть повільніше динамічних, тому дітям важче, ніж дорослим довго зберігати правильне положення тіла при стоянні, сидінні, наприклад, під час уроків. У зв'язку з цим вони значно частіше потребують зміни положення тіла. Еластичність м'язів дітей теж значно більша, ніж у дорослих.

В період статевого дозрівання (12-16 років), поряд із подовшанням трубчастих кісток, інтенсивно подовжуються і сухожилля м'язів. М'язи в цей час стають довгими і тонкими, а підлітки мають вигляд довгоногих і довгоруких. В цілому маса м'язів за весь період росту дитини збільшується у 35 разів, більше, ніж всіх інших органів. В 2-3 роки маса м'язів складає 23% маси тіла, у 15 років -- 32,6%, в юнацькому віці у хлопців -- 44,2% від маси тіла.

Найпізніше розвивається витривалість -- здатність людини до тривалого виконання розумової або фізичної діяльності без зниження ефективності. Витривалість дітей дошкільного періоду є дуже низькою (особливо це стосується статичної роботи). Інтенсивне зростання витривалості до динамічної і статичної роботи спостерігається в 11-12 років. У 17-19 років витривалість школярів становить 85% рівня дорослої людини. Максимальне значення витривалості спостерігається в 25-30 років.

Ступінь розвитку, сили та витривалість м'язів у різних людей неоднакові, оскільки залежить від особливостей конституції, статі, професії, віку та інших факторів. Наприклад, сила м'язів у чоловіків більша, ніж у жінок; у похилому віці -- менша, ніж у молодому. У дорослих людей до 50 років м'язи майже не змінюються, однак потім починається атрофія їх волокон. У людей похилого віку маса м'язів зменшується іноді до 30% ваги тіла. Також знижуються їх сила і витривалість.

14. Вікова періодизація розвитку дихальної системи людини

До семи років в основному закінчується формування легеневої тканини, зростає глибина дихання і знижується його частота. В 6...7 років частота дихальних рухів становить 20...22 на хвилину. Життєва ємкість легень з віком збільшується, в 4 роки вона становить близько 1100 см3, а до семи років досягає 1300... 1400 см3.

В підлітковому періоді ростуть легені, удосконалюється дихання (хоч ритм його залишається прискореним), значно збільшується життєва ємкість легень. В підлітковому віці остаточно формується тип дихання. У хлопчиків - черевний, у дівчаток - грудний. Важливо навчити підлітків правильно дихати, керувати своїм диханням під час роботи, фізичних вправ.

Ранній юнацький вік (15...17 років). В юнацькому віці відбувається посилений ріст м'язів, різко зростає їхня сила. Збільшується життєва ємкість легень. У зв'язку з тренуванням легенева вентиляція при фізичному навантаженні підвищується внаслідок прискорення дихання і його поглиблення.

15. Вікова періодизація розвитку нервової системи

1 етап. Нервова пластинка.

Нервова система людини розвивається із зовнішнього зародкового листка - ектодерми. У спинних відділах тулуба зародку ектодермальні клітини, що диференціюються, утворюють нервову пластинку (особливості диференціації нервових клітин).

II етап. Нервовий жолоб. Іггенсивність поділу клітин у різних ділянках нервової пластинки неоднакова, тому пластинка прогинається і набуває вигляду борозни або жолобу.

III етап. Нервова трубка. Ріст бокових відділів жолобу призводить до того, що його краї спочатку зближуються, а потім зростаються. Таким чином, серединний жолоб перетворюється у нервову трубку.

В конце 3-й недели беременности края валиков смыкаются, образуя нервную трубку, которая постепенно погружается в мезодерму зародыша. На концах трубки сохраняются два нейропора (отверстия) - передний и задний. К концу 4-й недели нейропоры зарастают. Головной конец нервной трубки расширяется, и из него начинает развиваться головной мозг, а из оставшейся части - спинной мозг. На этой стадии головной мозг представлен тремя пузырями. Уже на 3-4-й неделе выделяются две области нервной трубки: дорсальная (крыловидная пластинка) и вентральная (базальная пластинка). Из крыловидной пластинки развиваются чувствительные и ассоциативные элементы нервной системы, из базальной - моторные. Структуры переднего мозга у человека целиком развиваются из крыловидной пластинки.

В течение первых 2 мес. беременности образуется основной (среднемозговой) изгиб головного мозга: передний мозг и промежуточный мозг загибаются вперед и вниз под прямым углом к продольной оси нервной трубки. Позже формируются еще два изгиба: шейный и мостовой. В этот же период первый и третий мозговые пузыри разделяются дополнительными бороздами на вторичные пузыри, при этом появляется 5 мозговых пузырей. Из первого пузыря образуются большие полушария головного мозга, из второго - промежуточный мозг, который в процессе развития дифференцируется на таламус и гипоталамус. Из оставшихся пузырей формируются мозговой ствол и мозжечок. В течение 5-10-й недели развития начинается рост и дифференцировка конечного мозга: образуются кора и подкорковые структуры. На этой стадии развития появляются мозговые оболочки, формируются ганглии нервной периферической вегетативной системы, вещество коры надпочечников. Спинной мозг приобретает окончательное строение.

В следующие 10-20 нед. беременности завершается формирование всех отделов головного мозга, идет процесс дифференцировки мозговых структур, который заканчивается только с наступлением половозрелости. Полушария становятся самой большой частью головного мозга. Выделяются основные доли (лобная, теменная, височная и затылочная), образуются извилины и борозды больших полушарий. В спинном мозге в шейном и поясничном отделах формируются утолщения, связанные с иннервацией соответствующих поясов конечностей. Окончательный вид приобретает мозжечок. В последние месяцы беременности начинается миелинизация (покрытие нервных волокон специальными чехлами) нервных волокон, которая заканчивается уже после рождения.

В процессе эмбрионального развития головного мозга полости мозговых пузырей видоизменяются и превращаются в систему мозговых желудочков, которые сохраняют связь с полостью спинномозгового канала.

16. Вікова періодизація розвитку м'язової системи людини

Функціональні системи дозрівають нерівномірно, включаються поетапно, змінюються, забезпечуючи організму пристосування в різні періоди онтогенетичного розвитку. Структури, які в сукупності повинні становити до моменту народження функціональну систему, закладаються і дозрівають вибірково і прискорено. Наприклад, коловий м'яз рота іннервується прискорено і задовго до того, як будуть іннервовані інші м'язи обличчя. Прискореного розвитку зазнає не тільки коловий м'яз рота, а й інші м'язи і ті структури центральної нервової системи, які забезпечують акт смоктання. Із всіх нервів руки насамперед і найповніше розвиваються ті, що забезпечують скорочення м'язів-згиначів пальців, які беруть участь у виконанні хапального рефлексу. Такий вибірковий і прискорений розвиток морфологічних утворень, які становлять повноцінну функціональну систему, що забезпечує новонародженому виживання, дістав назву системогенезу.

Дозрівання рухового аналізатора настає в основному в 13...14 років, проходячи ряд етапів удосконалення рухової функції. Разом з тим в 15...18 років відбуваються подальший інтенсивний ріст і диференціація м'язової тканини.

З 6...7 років починається швидкий розвиток м'язів кистей рук. Особливо інтенсивно розвиваються м'язи, які забезпечують прямостояння і ходьбу. До семи років поперечний розмір волокон в цих м'язах стає більший, ніж в усіх інших. Середня сила м'язів обох рук до шести років у хлопчиків 10,3 кг, правої руки - 4 кг, а лівої - 2 кг. Відмічається велика рухова активність. Рухи мають узагальнений характер. Починають вироблятися найпростіші побутові рухові навички і трудові рухи. Тонус згиначів переважає над тонусом розгиначів. Це приводить до того, що при тривалому сидінні дитині важко тримати спину випрямленою.

Це вік від 7 до 12 років. Розвиток у молодшому шкільному віці відбувається відносно рівномірно. Довжина тіла збільшується в середньому на 4...5 см на рік, маса - на 2...З кг, окружність грудної клітки - на 1,5...2 см. Збільшується м'язова сила рук, зростає сила м'язів нижніх кінцівок. Характерним для цього віку є розвиток великих м'язів тулуба, діти здатні до рухів з великим розмахом. їм важко виконувати дрібні й точні рухи (акт письма). В 9...10 років відбувається скостеніння кісток зап'ястя, розвиваються м'язи кистей рук, починають посилено формуватися дрібні точні рухи рук. Триває скостеніння і ріст скелета. Проте слабкість глибоких м'язів спини і велика гнучкість хребетного стовпа є однією з причин порушень постави у дітей при неправильній позі під час письма, через невідповідність розмірів шкільних меблів пропорціям тіла. До семи років встановлюються у дітей справжня ходьба і біг з добре вираженим симптомом «політності». Рухові умовні реакції часто супроводжуються супутніми рухами рук, ніг і тулуба, але їх значно менше, ніж в 4...6 років.

Ранній юнацький вік (15...17 років). В юнацькому віці відбувається посилений ріст м'язів, різко зростає їхня сила.

17. Вікова періодизація видільної системи людини

Видільна, чи екскреторна, система в біології -- сукупність органів, які виводять з організму надлишок води, а також продукти обміну речовин, солі, а також отруйні речовини, які потрапили в організм ззовні чи утворилися в ньому.

Починаючі з 0,5-1,5 років, у дітей формується умовно рефлекторний акт затримки сечовиділення не тільки вдень, але і вночі. Це забезпечується роботою другого сфінктера, що свідомо керується і який розташований у місці проходження сечівника скрізь промежину і утвореного посмугованими кільцевими м'язами. Робота цього сфінктера регулюється свідомо від вищого центру сечовиділення, який знаходиться у корі головного мозку. В акті сечовиділення приймають участь також м'язи живота (при напруженні м'язів швидкість сечовиділення зростає).

У дівчат (жінок) довжина сечовивідного каналу (сечівника) становить 3.5-5 см і він має тільки два, вказаних вище, сфінктери: мимовільний (на рівні сечового міхура) і довільний, на рівні промежини.

У хлопців (чоловіків) сечівник у 3 рази більш довгий і має третій сфінктер, який діє безумовно-рефлекторно на рівні підміхурової залози.

Потові залози шкіри виконують дві важливі функції: виділення та терморегуляції. У людини на тілі з моменту народження нараховується близько 2,5 мільйонів потових залоз. На протязі життя кількість потових залоз не змінюється, а зростають тільки їх розміри та секреторна функція Розташовані потові залози по поверхні тіла нерівномірно: найбільше їх на долонях, підошвах ніг, під пахвами, біля статевих органів; найменше -- в області спини. Так як діти мають таку ж кількість потових залоз, як і дорослі люди, а загальна площа їх тіла, особливо до 10-12 років, менше у 8-10 разів площі тіла дорослих, то щільність розташування потових залоз у дітей значно вища. Таким чином, при одних і тих же умовах у дітей потовиділення йде інтенсивніше, ніж у дорослих, що необхідно враховувати при розробці питань гігієни шкіри і волосся дітей.

За даними А. Г. Хрипкової (1990), потові залози у дітей впродовж перших 3 тижнів після народження майже не функціонують, так як мають не досконалий апарат видільних клубочків самих залоз, недорозвинений потовидільний центр у довгастому мозку та слабо функціонуючі вищі кіркові центри обміну речовин і води. Морфологічний розвиток потових залоз у дітей завершується у 7-8 років і з цього моменту їх видільна функція більш -- менш стабілізується.

18. Вікова періодизація розвитку травної системи людини

До 7 років дозрівання ядер довгастого мозку в основному закінчується. Довгастий мозок бере участь у здійсненні таких рефлекторних актів, як виділення травних ферментів, жування, смоктання, ковтання, блювання, чхання.

Грудний вік (від 10 днів до 1 року). В цьому віці інтенсивно відбуваються процеси обміну речовин, що приводить до збільшення росту і маси дитини, йде активне становлення функцій травного апарату, але цей процес ще далекий від завершення, що є однією з причин частих шлунково-кишкових розладів у дітей грудного віку.

З 6...7 років починається заміна молочних зубів постійними. Травний канал на цей період досягає значного розвитку.

Размещено на Allbest.ru

...