Анатомія, фізіологія дітей

Неспецифічний імунітет, обумовлений наявністю у крові "природних" антитіл, які найчастіше виникають при контакті організму з кишковою флорою. Нараховують 9 речовин, що разом утворюють захисний комплемент. Одні з таких речовин здатні нейтралізувати віруси (лізоцим), другі (С-реактивний білок) пригнічують життєдіяльність мікробів, треті (інтерферон) знищують віруси та пригнічують розмноження власних клітин у пухлинах та ін. Неспецифічний імунітет обумовлюють також спеціальні клітини-нейтрофіли та макрофаги, які здатні до фагоцитозу, тобто до знищення (перетравлення) чужорідних клітин.

Специфічний та неспецифічний імунітет поділяється на вроджений (передасться від матері), та набутий, який утворюється після перенесеної хвороби в процесі життя.

Крім цього існує можливість штучної імунізації організму, яка проводиться або у формі вакцинації (коли в організм вводять послаблений збудник хвороби і цим викликають активізацію захисних сил що до утворення відповідних антитіл), або у формі пасивної імунізації, коли роблять так зване щеплення проти певної хвороби шляхом введення сироватки (плазми крові яка не містить фібриногену, або фактора її згортання, а зате має готові антитіла проти певного антигену). Такі щеплення роблять, наприклад, проти сказу, після укусів отруйних тварин і так далі.

Як свідчить В. І. Бобрицька (2004) у новонародженої дитини в крові нараховується до 20 тис. усіх форм лейкоцитів в 1 мм3 крові і в перші дні життя їх кількість зростає, навіть, до 30 тис. в 1 мм3, що пов'язано з розсмоктуванням продуктів розпаду крововиливів у тканини дитини, які, зазвичай, відбуваються під час народження. Через 7-12 перших днів життя кількість лейкоцитів зменшується до 10-12 тис. в І мм3, що і зберігається на протязі першого року життя дитини. Далі кількість лейкоцитів поступово зменшується і в 13-15 років встановлюється на рівні дорослих (4-8 тис. в 1 мм3 крові). У дітей перших років життя (до 7 років) серед лейкоцитів перебільшують лімфоцити і лише у 5-6 років їх співвідношення вирівнюється. До того ж діти до 6-7 років мають велику кількість недозрілих нейтрофілів (юних, паличко -- ядерних), що і обумовлює відносно низькі захисні сили організму дітей молодшого віку проти інфекційних захворювань. Співвідношення різних форм лейкоцитів у складі крові називається лейкоцитарною формулою. З віком у дітей лейкоцитарна формула (табл. 9) значно змінюється: зростає кількість нейтрофилів тоді як відсоток лімфоцитів і моноцитів зменшується. У 16-17 років лейкоцитарна формула приймає склад, характерний для дорослих.

Інвазія організму завжди приводить до виникнення запалення. Гостре запалення звично породжується реакціями антиген-антитіло при яких активація комплементу плазми крові починається через декілька годин після імунологічних пошкоджень, досягає своєї вершини через 24 години, а згасає через 42-48 годин. Хронічне запалення пов'язане з впливом антитіл на Т-лімфоцитарну систему, звично проявляється через

1-2 дні і досягає піку через 48-72 години. У місці запалення завжди підвищується температура (пов'язано з розширенням судин); виникає припухлість (при гострому запаленні обумовлено виходом у міжклітинний простір білків та фагоцитів; при хронічному запаленні -- додається інфільтрація лімфоцитів та макрофагів); виникає біль (пов'язано з підвищенням тиску у тканинах).

Хвороби імунної системи дуже небезпечні для організму і найчастіше приводять до літальних наслідків, так як організм фактично стає незахищеним. Виділяють 4 основних груп таких хвороб: первинна або вторинна імунна недостатність; порушення функції; злоякісні захворювання; інфекції імунної системи. Серед останніх відомим є вірус Герпеса та загрозливо розповсюджуючися у світі, в тому числі і в Україні, вірус анті-HIV або anmiHTLV-lll/LAV, який визиває синдром набутого імунодифіциту (AIDS або СНІД). В основі клініки СНІД лежить вірусне пошкодження Т-хелперного (Th) ланцюга лімфоцитарної системи, що веде до значного зростання кількості Т-супрессорів (Ts) і порушення співвідношення Th / Ts, яке стає 2:1 замість 1:2, наслідком чого є повне припинення продукції антитіл і організм гине від любої інфекції.

Тромбоцити, або кров'яні пластинки є самими дрібними форменими елементами крові. Це без'ядерні клітини, їх кількість становить від 200 до 400 тис. в 1 мм3 і може значно зростати (у 3-5 разів) після фізичних навантажень, травм та стресів. Утворюються тромбоцити у червоному кістковому мозку і живуть до 5 діб. Основною функцією тромбоцитів є участь у процесах згортання крові при пораненнях, чим забезпечується запобігання крововтратам. При пораненні тромбоцити руйнуються і виділяють у кров тромбопластин і серотонін. Серотонін сприяє звуженню кровоносних судин у місці поранення, а тромбопластин через низку проміжних реакцій реагує з протромбіном плазми і утворює тромбін, який у свою чергу реагує з білком плазми фібріногеном, утворюючі фібрін. Фібрін у вигляді тонких ниток формує шильну сітківку, яка стає основою тромбу. Сітківку заповнюють формені елементи крові, що і стає фактично згустком (тромбом), який закриває отвір рани. Всі процеси згортання крові відбуваються при участі багатьох факторів крові, найважливішими з яких є іони кальцію (Са2*) та антигемофілійні фактори, відсутність яких протидіє згортанню крові і приводить до захворювання на гемофілію.

У новонароджених дітей спостерігається відносно уповільнене згортання крові, що обумовлено не дозрілістю багатьох факторів цього процесу. У дітей дошкільного і молодшого шкільного віку термін згортання крові становить від 4 до 6 хвилин (у дорослих 3-5 хвилин).

Склад крові за наявністю окремих білків плазми крові та формених елементів (гемограмп) у здорових дітей набуває рівня, притаманного дорослим, приблизно у 6-8 років. Динаміка білкової фракції крові у людей різного віку наведена у табл. 1O.

В табл. З З наведені середні нормативи вмісту основних формених елементів у крові здорових людей.

Кров людини розрізняють також за групами, що залежить від співвідношення природних білкових факторів, здатних "склеювати" еритроцити і визивати їх аглютинацію (руйнування і осідання). Такі фактори є у плазмі крові і їх називають антитілами аглютинінами Анти-А (а) та Анти-В (в), тоді як у мембранах еритроцитів є антигени груп крові -- аглютиногени А і В. При зустрічі аглютиніну з відповідним аглютиногеном виникає аглютинація еритроцитів.

На підставі різних комбінацій складу крові за наявністю аглютинінів та аглютиногенів виділяють чотири групи людей по системі АВО:

* група 0, або 1 група -- містить тільки аглютиніни плазми а і р. Людей з такою кров'ю до 40 %;

f група А, або II група -- містить аглютинін р і аглютиноген А. Людей з такою кров'ю приблизно 39%; серед цієї групи описані підгрупи аглютиногенів А иА'

* група В, або III група -- містить аглютиніни а і аглютиногени еритроцитів В. Людей з такою кров'ю до 15 %;

* група АВ, або IV група -- містить тільки аглютиногени еритроцитів А і В. аглютинінів у плазмі їх крові зовсім нема. Людей з такою кров'ю до 6 % (В. Ганонг, 2002).

Група крові відіграє важливу роль при переливанні крові, потреба в якому може виникати при значних крововтратах, при Отруєнні та ін. Людина, яка віддає свою кров називається донором, а та, якій вливають кров -- реципієнтом. За останні роки доведено (Г. И. Козинець із співав., 1997), що крім комбінацій аглютиногенів та аглютинінів по системі АВО в крові людини можуть бути комбінації інших аглютиногенів та аглютинінів, наприклад, Кк. Рр та інших, які менш активні і специфічні (знаходяться в меншому титрі), але можуть суттєво впливати на результати переливання крові. Виявлені також певні варіанти аглютиногенів А ГА2 та інші, які визначають наявність підгруп у складі основних груп крові за системою АВО. Вказане обумовлює, що на практиці зустрічаються випадки несумісності крові навіть у людей з однаковою групою крові за системою АВО і, як результат, це потребує у більшості випадків індивідуального підбору кожному реципієнту свого донора і, найкраще, щоб це були люди з однаковою групою крові.

Для успішності переливання крові певне значення має також так званий резус-фактор (Rh). Резус-фактор є системою антигенів, серед яких найважливішим вважається аглютиноген D. Його мають 85 % усіх людей і тому їх називають резус-позитивними. Решта, приблизно 15 % людей цього фактору не мають і є резус- негативні. При першому переливанні резус-позитивної крові (з антигеном D) людям з резус-негативною кров'ю у останніх утворюються анти-D аглютиніни (d), які при повторному переливанні резус-позитивної крові людям з резус-негативною кров'ю визиває її аглютинацію з усіма негативними наслідками.

Резус-фактор має значення і під час вагітності. Якщо батько резус-позитивний, а мати резус-негативна, то у дитини буде домінуюча, резус-позитивна кров, а оскільки кров плоду змішується з материнською, то це може привести до утворення в крові матері аглютинінів d, що може бути смертельно небезпечно для плоду, особливо при повторних вагітностях, або при вливаннях матері резус-негативної крові. Резус-належність визначають за допомогою анти-D сироватки.

Кров може виконувати усі свої функції тільки за умови її безперервного руху, що і складає сутність кровообігу. До системи кровообігу належать: серце, яке виконує роль насосу та кровоносні судини (артерії -->артеріоли --> капіляри --> венули --> вени). До кровоносної системи належать також кровотворні органи: червоний кістковий мозок, селезінка, а у дітей в перші місяці після народження і печінка. У дорослих людей печінка виконує функцію цвинтаря багатьох відмираючих формених елементів крові, особливо еритроцитів.

Виділяють два кола кровообігу: велике і мале. Велике коло кровообігу починається від лівого шлуночка серця, далі по аорті і артеріям та артеріолам різного порядку кров розноситься по всьому організму і на рівні капілярів (мікроциркулярного русла) досягає клітин, віддаючи поживні речовини та кисень у міжклітинну рідину і забираючи натомість вуглекислий газ та продукти життєдіяльності. З капілярів кров збирається у венули, далі у вени і направляється до правого передсердя серця верхньою та нижньою порожніми венами, замикаючі цим велике коло кровообігу.

Мале коло кровообігу починається від правого шлуночка пуль-мональними (легеневими) артеріями. Далі кров направляється в легені і після них по пульмональним венам повертається до лівого передсердя.

Таким чином, "ліве серце" виконує насосну функцію в забезпеченні циркуляції крові по великому колу, а "праве серце" -- по малому колу кровообігу. Будова серця приведена нарис. 31.

Передсердя мають відносно тонку м'язову стінку міокарда, так як вони виконують функцію тимчасового резервуара крові, яка надходить до серця і проштовхують її лише до шлуночків. Шлуночки (особливо

лівий) мають товсту м'язову стінку (міокард), м'язи яких потужно скорочуються, проштовхуючи кров на значну відстань по судинам всього тіла. Між передсердями, та шлуночками є клапани, які спрямовують рух крові тільки в одному напрямку (від пересердь до шлуночків).

Клапани шлуночків розташовані також на початку усіх крупних судин, які відходять від серця. Між передсердям і шлуночком правої сторони серця розташований тристулковий клапан, з лівої сторони -- двох-стулковий (мітральний) клапан. В усті судин, які відходять від шлуночків, розташовані півмісяцеві клапани. Усі клапани серця не тільки спрямовують потік крові, а і протидіють ЇЇ зворотному току.

Насосна функція серця полягає у тому, що відбувається послідовне розслаблення (діастола) та скорочення (систола) м'язів передсердь і шлуночків.

Кров, яка рухається від серця по артеріям великого кола називається артеріальною (збагаченою на кисень). По венам великого кола рухається венозна кров (збагачена на вуглекислий газ). По артеріям малого кола навпаки; рухається венозна кров, а по венам -- артеріальна.

Серце у дітей (відносно загальної маси тіла) більше, ніж у дорослих і становить 0,63-0,8 % маси тіла тоді як у дорослих 0,5-0.52 %. Найбільш інтенсивно серце росте на протязі першого року життя і за 8 місяців його маса подвоюється; до 3 років серце збільшується у три рази; у 5 років -- збільшується у 4 рази, а у 16 років -- вісім разів і досягає маси у хлопців (чоловіків) 220-300 г. а у дівчат (жінок)180-220 г. У фізично тренованих людей та у спортсменів маса серця може бути більшою від вказаних параметрів на 10-30 %.

В нормі серце людини скорочується ритмічно: систола чергується з діастолою, утворюючи серцевий цикл, тривалість якого в спокійному стані становить 0,8-1,0 сек. В нормі в стані спокою у дорослої людини за хвилину відбувається 60-75 серцевих циклів, або серцевих скорочень. Цей показник називається частотою серцевих скорочень (ЧСС). Оскільки кожна систола приводить до викиду порції крові в артеріальне русло (у стані спокою для дорослої людини це 65-70 см3 крові), то відбувається збільшення кровонаповнення артерій і відповідне розтягування судинної стінки. В результаті можна відчути розтягнення (поштовх) стінки артерії у тих місцях, де ця судина проходять близько до поверхні шкіри (наприклад, сонна артерія в області шиї, ліктьова або променева артерія на зап'ястку руки та ін.). Під час діастоли серця стінки артерій спадають і повертаються до висхідного положення.

Коливання стінок артерій у такт серцевих скорочень називається пульсом, а виміряна кількість таких коливань за певний час, (наприклад, за 1 хвилину) називається частотою пульсу. Пульс адекватно відображає частоту серцевих скорочень і є доступно зручним для експрес-контролю за роботою серця, наприклад, при визначенні реакції організму на фізичне навантаження в спорті, при дослідженнях фізичної працездатності, емоційних напруженнях та ін. Тренерам спортивних секцій, у тому числі дитячих, а також викладачам фізкультури необхідно знати нормативи частоти пульсу для дітей різного віку, а також вміти користуватись цими показниками для оцінки фізіологічних реакцій організму на фізичні навантаження. Вікові нормативи частоти пульсу (477), а також систолічного об'єму крові (тобто об'єму крові, який виштовхується у кров'яне русло лівим або правим шлуночком за одне скорочення серця), наведені у табл. 12. При нормальному розвитку дітей систолічний об'єм крові з віком поступово зростає, а частота серцевих скорочень зменшується. Систолічний об'єм серця (СО, мл) розраховується за формулою Старра:

Помірні фізичні навантаження сприяють підвищенню сили м'язів серця, зростанню його систолічного об'єму та оптимізації (зменшенню) частотних показників серцевої діяльності. Найважливішим для тренувань серця є рівномірність і поступовість зростання навантажень, недопустимість перенавантажень і медичний контроль за станом показників роботи серця та кров'яного тиску, особливо у підлітковому віці.

Важливим показником роботи серця та стану його функціональних можливостей є хвилинний об'єм крові (табл. 12), який підраховується шляхом перемноження систолічного об'єму крові на ЧП за 1 хвилину. Відомо, що у фізично тренованих людей збільшення хвилинного об'єму крові (ХОК) відбувається за рахунок збільшення систолічного об'єму (тобто за рахунок зростання потужності роботи серця), тоді як частота пульсу (ЧП) при цьому мало змінюється. У мало тренованих людей при навантаженнях, навпаки, збільшення ХОК відбувається в основному за рахунок зростання частоти серцевих скорочень.

В табл. 13 наведені критерії, за якими можна прогнозувати рівень фізичного навантаження для дітей (в тому числі спортсменів) на підставі визначення приросту частоти пульсу відносно його показників у стані спокою.

Рух крові по кровоносним судинам характеризується показниками гемодинамики, з числа яких виділяють три найважливіші: кров'яний тиск, опір судин, швидкість руху крові.

Кров'яний тиск -- це тиск крові на стінки судин. Рівень тиску крові залежить від:

* показників роботи серця;

* кількості крові у кровоносному руслі;

* інтенсивності відтоку крові на периферію;

* опору стінок судин та еластичності судин;

* в'язкості крові.

Кров'яний тиск у артеріях змінюється разом із зміною роботи серця: у період систоли серця він досягає максимуму (AT , або АТс) і називається максимальним, або систолічним тиском. У фазі діастоли серця тиск зменшується до певного початкового рівня і називається діастолічним, або мінімальним (AT , або АТХ Як систолічний так і діастолічний кров'яний тиск поступово зменшується в залежності від віддаленості судин від серця (в зв'язку з опором судин). Вимірюється артеріальний кров'яний тиск у міліметрах ртутного стовпчика (мм рт. ст.) і реєструється записом цифрових значень тиску у вигляді дробу: у чисельнику А Т; у знаменнику А Т- наприклад, 120/80 мм рт. ст.

Різниця між систолічним і діастолічним тиском має назву пульсовий тиск (ПТ)У який також вимірюється у мм рт. ст. У нашому, вище наведеному, прикладі пульсовий тиск становить 120 - 80 = 40 мм рт. ст.

Прийнято вимірювати кров'яний тиск за методикою Короткова (за допомогою сфігмоманометра та стетофонендоскопа на плечовій артерії людини. Сучасна апаратура дозволяє вимірювати кров'яний тиск на артеріях зап'ястка та інших артеріях. Кров'яний тиск може значно змінюватись в залежності від стану здоров'я людини, а також від рівня навантаження і віку людини. Перевищення показників фактичного тиску крові над відповідними віковими нормативами на 20 % і більше називається гіпертонією, а недостатній рівень тиску (80 % і менше від вікової норми) -- гіпотонією.

У дітей до 10 років кров'яний тиск в нормі в стані спокою становить приблизно: АТс 90-105 мм рт. ст.; AT 50-65 мм рт. ст. У дітей з 11 до 14 років може спостерігатися функціональна юнацька гіпертонія, пов'язана з гормональними перебудовами у пубертатний період розвитку організму з підвищенням кровяного тиску в середньому: AT -- 130-145 мм рт. ст.; АТ„-- 75-90 мм рт. ст. У дорослих людей кров'яний тиск в нормі може коливатись в межах: -- 110-J Ъ5АТД-- 60-85 мм рт. ст. Значення нормативів тиску крові не має суттєвої диференціації в залежності від статі людини, а вікова динаміка цих показників приведена в табл. 14.

Опір судин обумовлюється наявністю тертя крові о стінки судин і залежить від в'язкості крові, діаметру та довжини судин. У нормі опір руху крові у великому колі кровообігу коливається від 1400 до 2800 дін. сек./см2, а у малому колі кровообігу від 140 до 280 дін. сек./см2.

Таблиця 14

Вікові зміни середніх показників артеріального тиску, мм рт. ст. (С И. Гальперин, 1965; А. Г. Хрипкова, Ў962)

Швидкість руху крові обумовлена роботою серця і станом судин. Найбільша швидкість руху крові в аорті (до 500 мм /сек.), а найменша-- у капілярах (0,5 мм /сек.), що обумовлено тим, що загальний діаметр усіх капілярів у 800-1000 разів більший ніж діаметр аорти. З віком дітей швидкість руху крові зменшується, що пов'язано із зростанням довжини судин разом із зростанням довжини тіла. У новонароджених кров здійснює повний кругообіг (тобто проходить велике і мале коло кровообігу) приблизно за 12 сек.; у 3-х річних дітей -- за 15 сек.; у 14 річних -- за 18,5 сек.; у дорослих -- за 22-25 сек.

Кровообіг регулюється на двох рівнях: на рівні серця і на рівні судин. Центральна регуляція роботи серця здійснюється від центрів парасимпатичного (гальмуюча дія) і симпатичного (дія прискорення) відділів вегетативної нервової системи. У дітей до 6-7 років переважає тонічний вплив симпатичних іннервацій, про що свідчить підвищена частота пульсу у дітей.

Рефлекторна регуляція роботи серця можлива від барорецепторів і хеморецепторів, розташованих в основному у стінках судин. Барорецептори сприймають тиск крові, а хеморецептори сприймають зміни наявності у крові кисню (О.) і вуглекислого газу (С02). Імпульси від рецепторів спрямовуються у проміжний мозок а від нього поступають в центр регуляції роботи серця (довгастий мозок) і визивають відповідні зміни у його роботі (наприклад, підвищений вміст у крові С01 свідчить про недостатність кровообігу і, таким чином, серце починає працювати інтенсивніше). Рефлекторна регуляція можлива і за шляхом умовних рефлексів, тобто від кори головного мозку (наприклад, передстартове хвилювання спортсменів може значно прискорювати роботу серця та ін.).

На показники роботи серця можуть впливати і гормони, особливо адреналін, дія якого подібна дії симпатичних іннервацій вегетативної нервової системи, тобто він прискорює частоту і збільшує силу серцевих скорочень.

Стан судин також регулюється центральною нервовою системою (від судинорухового центру), рефлекторно і гуморально. Впливати на гемодинамику можуть лише судини, які містять у своїх стінках м'язи, а це перш за все артерії різного рівня. Парасимпатичні імпульси визивають розширення просвіту судин (вазаделятацію), а симпатичні імпульси -- звуження судин (вазаконстрікцію). Коли судини розширюються -- швидкість руху крові зменшується, кровопостачання падає і, навпаки.

Рефлекторні зміни кровопостачання також забезпечуються від рецепторів тиску і хеморецепторів на 02 і Сс72. Крім того існують хеморецептори на вміст у крові продуктів перетравлення їжі (амінокислот, моноцукрів і так далі): при зростанні в крові продуктів перетравлення, судини навколо травного тракту розширюються (парасимпатичний вплив) і відбувається перерозподіл крові. Є механорецептори і у м'язах, які визивають перерозподіл крові у працюючих м'язів.

Гуморальна регуляція кровообігу забезпечується гормонами адреналіном і вазопресіном (визивають звуження просвіту судин навколо внутрішніх органів і їх розширення у м'язах) і, іноді, в області обличчя (ефект почервоніння від стресу). Гормони ацетілхолін та гістамін визивають розширення діаметру судин.

Вікові особливості органів чуття

Одними із елементів периферійної частини нервової системи є органи чуття, або сенсорна система (від лат. sensus -- сприйняття, відчуття). У загальному вигляді сенсорна система забезпечує сприймання, передачу та перероблення інформації про явища навколишнього середовища, а також інформації про стан і роботу внутрішніх органів. Найбільш повно фізіологію сенсорної системи свого часу вивчив І. П. Павлов, який дав йому назву вчення про аналізатори. Кожний аналізатор, за вченням І. П. Павлова, складається з трьох нерозривно зв'язаних відділів:

* рецептора або периферичного сприймального апарату, що сприймає подразнення і перетворює його в нервовий процес збудження;

* провідника збудження або доцентрового нервового волокна яке передає збудження в спинний та головний мозок;

* нервового центру або ділянки кори головного мозку, в якій відбувається аналіз збудження і виникають відчуття. Периферичний відділ кожного аналізатора представляють органи

чуття з закладеними в них рецепторами. За місцем розташування всі рецептори поділяються на три групи:

* Екстерорецептори (від лат. exter -- зовнішній, receptor -- той, що сприймає) або органи зовнішнього чуття, за допомогою яких людина пізнає навколишній світ та одержує інформацію про нього. До таких рецепторів належать, наприклад, чутливі клітини сітківки ока, вуха, рецептори шкіри, органів нюху, смаку та ін.

* Інтерорецептори (від лат. interior- внутрішній), які є чутливими утвореннями, що сприймають зміни внутрішнього середовища організму. Інтерорецептори розташовані в тканинах різних внутрішніх органів (серця, печінки, нирок, кровоносних судин та ін.) і постійно контролюють стан внутрішніх органів та хід процесів, що в них відбуваються. В результаті надходження імпульсів від рецепторів внутрішніх органів відбувається саморегуляція дихання, артеріального тиску, діяльності серця та ін.

* Пропріорецептори (від лат. proprius -- власний, особливий), які є чутливими утвореннями, що сигналізують про положення і рух тіла. Такі рецептори містяться в м'язах, суглобах, фасціях і сприймають скорочення або розтягнення м'язів чи сухожилків. У людини е наступні органи чуття: зору, слуху, відчуття положення тіла в просторі, смаку, нюху, м'язово-суглобового чуття та шкіряної чутливості.

За характером взаємодії з подразником рецептори умовно поділяються на контактні і дистантні; за видом (походженням) подразника, що сприймається рецепторами, вони поділяються на механорецептори, хеморецептори, фоторецептори та ін.

Контактні рецептори здатні сприймати інформацію про властивості предметів та явищ тільки при безпосередньому контакті (стиканні) з факторами середовища. Такими рецепторами є хеморецептори язика, дотикові рецептори шкіри та ін.

Дистантні рецептори здатні сприймати інформацію на відстані, наприклад, хвильову енергію світла, звуку; кванти теплової енергії сонця або нагрітих предметів і так далі. До дистантних рецепторів слід віднести рецептори зору, слуху, тиску, температури та ін. Деякі дистантні рецептори (наприклад, терморецептори) здатні сприймати інформацію як з відстані, так і при безпосередньому контакті з подразником.

Механорецептори налаштовані трансформувати механічну енергію в біоелектричну енергію нервового збудження (наприклад, рецептори дотику); хеморецептори здатні сприймати хімічну структуру подразників (наприклад, рецептори нюху, смаку); фоторецептори здатні сприймати світлові хвилі різної довжини (наприклад, рецептори органа зору); фонорецептори налаштовані сприймати звукові хвилі різної довжини та частоти (наприклад, рецептори органа слуху); терморецептори здатні сприймати кванти теплової енергії (наприклад, холодові і теплові рецептори шкіри); барорецептори здатні сприймати зміни тиску.

За природою походження подразники, поділяються на механічні, хімічні, температурні, світлові, звукові та біологічні. Крім того, по своїй активності відносно рецепторів всі подразники поділяються на адекватні і неадекватні.

Адекватними подразниками вважаються такі, що специфічні для певного рецептора і до яких цей рецептор спеціально пристосувався у процесі філо- та онтогенезу. При дії адекватних подразників виникають відчуття, що характерні для певного органа чуття (око сприймає тільки світлові хвилі, але не сприймає запахи, звук і так далі). Більшість рецепторів відрізняються дуже високою збудливістю щодо адекватних подразнень (наприклад, око здатне темної ночі при повній прозорості повітря побачити вогник свічки на відстані 25-27 км, а в умовах чистого повітря високогір'я -- на відстані до 40 км!).

Крім адекватних, існують неадекватні подразники, дія яких проявляється лише при значній силі і зумовлює тільки примітивні відчуття, властиві певному аналізатору. Наприклад, від сильного удару головою можуть виникнути відчуття дзвону у вухах або блискавок в очах. В залежності від відношення до адекватних і неадекватних подразників рецептори можуть бути мономодальними (чутливими до одного фактору) полімодальними (чутливими до багатьох видів подразників).

Збудливість рецепторів залежить як від стану конкретного аналізатора, так і від загального стану організму.

Найменша сила дії адекватного подразника, що здатна визвати збудження відповідного рецептора, називається порогом чутливості; а найменша різниця в силі двох подразників одного виду, що може сприйматись органами чуття як окремі, називається порогом розрізнення (За законом Вебера-Фехнера цей поріг становить 1/30 і 1/40 частину від сили діючого попереднього подразнення). Таким чином, сила подразника може бути зверхпороговою, пороговою та підпороговою. Більшість імпульсів від рецепторів організму (особливо від рецепторів внутрішніх органів), досягаючи кори великого мозку, не спричиняють суттєвого збудження відповідних нервових центрів, так як вони нижче порогу чутливості і називаються субсенсорними (підпороговими). І. М. Сеченов називав такі подразнення "темним чуттям".

Рецептори здатні звикати до дії подразника. Цю властивість називають адаптацією (від лат. adaptio -- пристосування). В результаті адаптації може зменшуватись або збільшуватись чутливість рецепторів. Найбільша швидкість адаптації властива рецепторам дотику шкіри, найменша -- рецепторам м'язів та вестибулярним рецепторам. Найповільніше адаптуються рецептори кровоносних судин і легенів, що забезпечують постійну саморегуляцію артеріального тиску і дихання. Адаптація зумовлена, насамперед, процесами вторинного гальмування в кіркових відділах аналізаторів (як відповідь на тривалу дію однотипних подразнень), а також процесами, що відбуваються у самих рецепторах (вичерпання медіаторів, накопичення продуктів розпаду та ін.). Прикладом адаптації може бути відсутність суттєвих відчуттів від комфортного одягу, звикання до запахів кімнати та ін.

Рецепторам притаманна і така властивість, як інерційність, тобто здатність до збереження певного відчуття в продовж деякого часу після припинення дії подразника. Цей феномен можна пояснити проявленням такої властивості ЦНС, як "післядія". Наприклад, при зміні на екрані нерухомих кадрів з частотою 18-24 за секунду виникає ілюзія безперервного руху подій, що саме і обумовлене інерцією сприйняття відчуття від одного кадра кінофільму до появи іншого.

Рецептори здатні також до тренувань, за рахунок чого може значно підвищуватися їх чутливість і вони починають більш досконало реагувати на подразники. Відомо чимало фактів, коли відчуття людини до певних подразників як би загострюються: наприклад, чутливі пальці піаніста, зірке око мисливця, тонкий слух музиканта та ін.

Провідниковий відділ сенсорних систем найчастіше складається з трьох чутливих, (доцентрових чи аферентних) нейронів: перший розташований за межами ЦНС (у міжхребцевих спинномозкових вузлах і вузлах черепно-мозкових нервів); другий нейрон знаходиться у довгастому або середньому мозку, а третій--в ядрах таламуса, гіпоталамуса, або ретикулярної формації. На всіх цих рівнях інформація переробляється і переводиться у зручну форму для швидкого первинного аналізу на предмет обмеження надлишкової інформації та виділення суттєвих ознак подразника. Вказане досягається за рахунок обмеження пропускної спроможності аферентних каналів, пригнічення або виправлення інформації про менш суттєві явища. Далі сигнали від рецепторів кодуються, тобто підлягають перетворенню на інформацію, зрозумілу для всіх нервових клітин. Так як при збудженні любого рецептора завжди виникають стандартні потенціали дії, то розрізнити їх можна тільки за частотою. Таким чином, специфічність окремих подразнень кодується у вигляді груп або залпів імпульсів збудження, які відрізняються кількістю імпульсів, частотою, тривалістю та інтервалами між ними. Виходить, що "мовою" мозку є частотний код, а механізм перетворення інформації полягає у переведенні її з однієї частотної характеристики на іншу, тобто у зміні коду (перекодуванні).

У центральному відділі аналізатора біоелектричні імпульси від рецепторів визивають збудження нейронів відповідних нервових центрів та відображаються у свідомості, у вигляді відчуття і почуття. На основі відчуття можуть виникати складні суб'єктивні образи (сприйняття, уявлення), а також формуються відповідні зовнішні реакції організму, що у вигляді нервових імпульсів передаються далі у моторні зони кори і, по низхідним провідним шляхам умовних та безумовних рефлексів, направляються за допомогою моторних (центробіжних чи еферентних) нервових волокон до виконавчих органів. Найвищі нервові центри усіх рецепторів розташовані в корі головного мозку і утворюють так зване центральне представництво тих чи інших рецептивних зон організму. Наприклад, найвищі центри зору локалізовані на медіальній поверхні обох півкуль потиличних ділянок кори головного мозку; центри слуху-- в скроневих ділянках обох півкуль кори головного мозку. Найвищі сомато-сенсорні зони від багатьох екстеро-, інтеро- і пропріорецепторів тіла організму розташовані по заду від центральної (Роландової) борозни обох півкуль кори головного мозку ( І-а сомато-сенсорна зона), та під центральною борозною і розповсюджуються на верхній край Сільвієвої борозни (ІІ-а сомато-сенсорна зона). Важливо відмітити, що окремі рецептивні зони частин тіла людини (ніг, тулуба, лиця, рук, пальців рук і так далі) мають в області сомато-сенсорних зон певну локалізацію, при цьому рецептори мімічних м'язів лиця (як елементів мови і виразу емоцій) та рук і пальців (як органів праці) займають переважну частину області цих чутливих зон. Загальна карта тіла для кожної півкулі представлена у вигляді "гомункулюса" (рис. 8).

У дітей після народження та в перші роки життя органи чуття ще недосконалі і перебувають в процесі розвитку. Найпершими розвиваються органи смаку і нюху, а потім органи дотику, зору, слуху і так далі. Для кращого розвитку та вдосконалення різних якостей чуття у дітей велике значення має правильно поставлене їх формування і подальше тренування. Нижче розглянуто будову та функції основних сенсорних систем організму людини.

Вікові особливості обміну речовин та енергії. Режим раціонального харчування дітей

Як відомо, обмін речовин та енергії є основою життєдіяльності всіх живих істот. В більшості органів і тканин організму людини постійно відмирають і народжуються нові клітини, синтезуються і руйнуються окремі клітинні елементи та хімічні сполуки. В ролі будівельного (пластичного) матеріалу для нових утворень виступають продукти перетравлення білків, жирів та вуглеводів, а також вітаміни, неорганічні речовини та питна вода. Разом з цим, життєдіяльність і робота всіх систем та органів, всі будівельні та руйнівні процеси організму і, нарешті, процеси зовнішньої розумової або фізичної роботи людини потребують витрат енергії. Джерелом енергії, як і постачальником будівельних матеріалів, є споживчі речовини їжі. Так як утворення і руйнування біологічних структур, а також утворення і витрачання енергії на протязі життя відбуваються безперервно, одночасно і в тісному взаємозв'язку, то ці процеси називаються обміном речовин та енергії або для скорочення обміном речовин.

Під обміном речовин всередині організму слід розуміти зміни, яких зазнають всі компоненти їжі з моменту їх надходження у травний тракт до виведення назовні зайвих продуктів розпаду власних клітин організму, що відмирають. Всі процеси обміну речовин керуються ферментами, а вся сукупність ферментативних реакцій обміну, що відбуваються в організмі, називається метаболізмом. В окремих клітинах може налічуватись більше 1000 ферментів і вони здатні діяти в певній послідовності: продукт реакції, каталіз якої активізує перший фермент, стає субстратом для наступної реакції, якою керує наступний фермент і так далі.

При обміні речовин відбуваються два протилежні процеси: анаболізм і катаболізм, або асиміляція і дисиміляція.

Анаболізм (від грецького anaboie -- підйом), або асиміляція -- це реакції біологічного синтезу складних органічних сполук з простих компонентів (амінокислот, жирних кислот, моноцукрів та інших), що потрапляють в клітини організму. Наприклад, із амінокислот утворюються білки клітин; жирні кислоти використовуються для побудови матрикса (стінок) органел клітин та для іншого. Анаболізм завжди супроваджу-ються накопиченням енергії, наприклад, у формі макроергічних структур типу аденозінтрифосфорної кислоти (А ТФ). В результаті анаболізму створюються нові клітини, або їх елементи замість тих що відмирають (руйнуються), а також виростають нові клітини і тканини під час росту організму дітей, або при збільшенні маси тіла у дорослих. Анаболізм (синтез) білків називається пластичним обміном.

Енергія для анаболізму та для всіх видів внутрішньої та зовнішньої роботи організму утворюється реакціями катаболізму (від грецького katabole -- руйнування), або дисиміляції, при котрих відбувається розщеплення молекул органічних речовин з виділенням квантів енергії. Кінцевими продуктами катаболізму є вода, вуглекислий газ, сечовина, сечова і молочна кислоти та інші продукти, що зайві організму і які підлягають видаленню. Енергія в основному утворюється за рахунок реакцій фосфорилювання аденінових сполук і перетворення аденозінтрифосфорної кислоти (АТФ) у аденозіндіфосфорну кислоту (АДФ) з наступним ресиитезом АТФ. При вказаних перетвореннях саме і виділяються кванти енергії.

В залежності від співвідношення процесів анаболізму і катаболізму можливі три варіанти стану організму:

* динамічна рівновага, коли процеси анаболізму і катаболізму врівноважені, кількість клітин і тканин не змінюється, що властиво дорослому, здоровому організму у збалансованому стані; ріст, коли процеси анаболізму перебільшують, відбувається накопичення тканин, тобто ріст розмірів організму, що властиво дитячому організму або організму, який набирає вагу;

* часткова втрата структур тіла, коли перебільшують процеси катаболізму. При такому стані йде втрата тканин, зменшення маси тіла, виснаження організму. Таке властиво хворому або старіючому організму, а також організму, в якому цілеспрямовано зменшують масу тіла.

Для нормальної життєдіяльності організму необхідно своєчасне і повне забезпечення його клітин пластичними матеріалами та енергією, адекватно тим фактичним витратам, які потребує відповідна функціональна активність. За цих умов інтенсивність і напрямок обміну речовин кожну мить повинен відповідати потребам клітин та адекватно змінюватись. Наприклад, потреба м'язів у АТФ при переході від стану спокою до напруженої фізичної роботи за 1 секунду може зростати більше ніж у 100 разів.

Саморегуляція пластичного та енергетичного обмінів здійснюється за рахунок зміни активності ферментів, а зовнішня регуляція цього процесу забезпечується на клітинному, гуморальному та нервовому рівнях. При клітинній регуляції фермент змінює швидкість біохімічних реакцій, з'єднуючись з субстратом, що приймає участь у цих реакціях. Після змін субстрату, фермент виходить із комплексу реакцій непошкодженим і починає новий цикл. Швидкість таких реакцій в окремих клітинах коливається від 6 до 40 тис. за хвилину. При гуморальній регуляції гормони діють на ферменти, пригнічуючи або підсилюючи їх активність. При нервовій регуляції або змінюється інтенсивність роботи ендокринних залоз, або безпосередньо змінюється активність самих ферментів у клітинах.

Обмін речовин і енергії складається з обміну білків, жирів, вуглеводів, вітамінів, неорганічних сполук та води.

Обмін білків.

Як відомо, білковий обмін координує, регулює та інтегрує більшість хімічних перетворень в організмі. Саме з станом білків пов'язане виникнення та розповсюдження збудження, скорочення м'язів, транспорт кисню, властивості крові, імунний захист, передача спадкової інформації та ін. Крім цього, білки є джерелом енергії: 1 г білків при розщепленні в організмі дає 4,1 кілокалорії (ккал) або 17,2 кілоджоулів (кДж) енергії. Слід пам'ятати, що 1 ккал = 4,2 кДж.

Синтез білків організму відбувається з 20-ти амінокислот, 1/3 частина яких утворюються із білків їжі, а 2/3 мають ендогенне походження, тобто утворюються із власних білків організму при розпаді клітин, що відмирають. Всі амінокислоти умовно поділяються на дві групи: незамінні до складу яких відносять 10 амінокислот, а саме: лізін, лейцин, ізолейцин, валін, триптофан, треонін, гістідін, аргінін, метіонін і фенілаланін.

Решта амінокислот є такими, що можуть замінюватись іншими або синтезуватись в організмі. При відсутності в їжі незамінних амінокислот можуть спостерігатись різноманітні порушення синтезу білків організму, що особливо шкідливо для росту і розвитку дитячого організму. Так, наприклад, при недостачі у їжі амінокислоти лізину затримується ріст дитини, виснажуються її м'язи; нестача валіну приводить до розладу рівноваги дітей і так далі.

їжа, білки якої містять увесь необхідний для синтезу білків організму набір із 20-ти амінокислот, вважається повноцінною (наприклад, білки яєць, м'яса, молока, риби то що), а решта -- неповноцінною (білок кукурудзи, пшениці, картоплі та інших продуктів, переважно рослинного походження).

Перетворення білків їжі в організмі відбувається у два етапи: перший етап полягає у гідролізі білків до амінокислот; другий -- у синтезі з амінокислот власних білків організму.

Продукти перетравлення білків (амінокислоти) в організмі про запас не накопичуються. У зв'язку з цим, якщо з їжею потрапляє білків менше, ніж потребує організм, то потреби пластичного обміну будуть задовольнятися за рахунок ендогенних білків, що може призвести до білкового голодування і виснаження організму.

При надмірному вживанні білкової їжі, надлишок амінокислот буде дезамінуватись, а хімічні радикали цих перетворень стануть створювати глікоген і далі розпадатися до моноцукрів з виділенням енергії (це має місце, коли організм витрачає багато енергії, наприклад, при фізичних навантаженнях у спортсменів). Розпад надлишкових амінокислот звично йде шляхом відщеплення аміногрупи від амінокислоти з утворенням отруйного аміаку, вуглекислого газу і води, Аміак потрапляє у кров, доставляється до печінки і тут перетворюється на сечовину та у складі сечі виводиться нирками із організму. Із надлишкових амінокислот може також синтезуватись жир і, як наслідок, відбуватись ожиріння всього організму.

В зв'язку з тим. що кінцевим продуктом всіх білкових перетворень ( азот, то стан білкового обміну в організмі зручно характеризувати співвідношенням кількості азоту, що виводиться з організму (наприклад, з сечею) і тією кількістю азоту, яка потрапляє в організм з білками їжі за добу. В результаті можна отримати показник азотистого балансу, який буває позитивним або негативним. При позитивному азотистому балансі кількість азоту, що потрапляє в організм з їжею перебільшує кількість того, що видаляється, то б то йде наростання кількості білків в організмі. Таке явище має місце у дітей, що ростуть, у спортсменів при наростанні у них маси скелетних м'язів, а також у вагітних жінок та у людей, які набирають масу тіла або видужують після хвороби. При негативному балансі в організм потрапляє азоту менше, ніж виводиться. Це властиво для людей, які втрачають вагу, для хворих і пристарілих людей, а також для людей, які мають білкове голодування. При повноцінному поміркованому харчуванні має місце азотиста рівновага.

Руйнування білків в організмі і виведення азоту з сечею не припиняється навіть при відсутності білків у їжі. При безбілковій дієті за добу руйнується приблизно 331 мг власних білків на 1 кг маси тіла. Для людини з масою тіла 70 кг це становить 23.2 г і називається "коефіцієнтом зношування". Таким чином, кількість білків в складі їжі, необхідних для покриття коефіцієнту зношування за добу в середньому становить 23-25 г і називається білковим мінімумом. Якщо тривалий час людина вживає лише мінімальну кількість потрібних білків, настає негативний азотистий баланс. Для нормального функціонування організму дорослих людей необхідний білковий оптимум, який досягається при вживанні 100-110 г білка за добу (при значних фізичних навантаженнях--до 130-140 г).

Діти, які ростуть, потребують додаткової кількості білків у їжі (4-5 г на 1 кг маси тіла на добу). Молодші школярі у 6-7 років в середньому потребують до 70 г чистого білка на добу, старше 7 років -- 75-80 г.

Важливо, аби діти отримували тільки оптимальну кількість повноцінних білків. При надлишках білкової їжі у дітей зникає апетит, порушується кислотно -- лужний баланс, збільшується виведення азоту з сечею і калом.

Центр регуляції білкового обміну розташований в гіпоталамусі проміжного мозку. Активність нейросекреторних клітин цього центру передається гіпофізу, а той, в свою чергу, своїми гормонами впливає на обмін речовин та на активність інших залоз. Так, наприклад, соматотропний гормон гіпофізу (гормон росту) затримує білки (азот) в організмі і стимулює зростання розмірів і маси всіх органів. Гормони щитовидної залози (тироксин і трийодтиронін) стимулюють синтез білку і ріст тканин. Гормони надниркових залоз (гідрокортизон і кортикостерон) стимулюють синтез білків у печінці і сприяють його розпаду у м'язовій і лімфоідній тканинах, тобто регулюють обмінні процеси.

Обмін жирів.

Жири, що потрапляють в організм з їжею, в процесі перетравлення в тонкій кишці розщеплюються на гліцерин та жирні кислоти, які переважно всмоктуються з кишок в лімфу і частково у кров. В організмі з цих речовин синтезується власний жир, який перш за все є багатим джерелом енергії (1 г жиру при катаболізмі виділяє 9,3 ккал енергії). Жир є обов'язковою складовою таких клітинних структур, як цитоплазма, ядро і мембрана, є основною складовою статевих гормонів. Крім енергетичної та пластичної функцій, жир, покриваючі внутрішні органи, захищає їх від механічних пошкоджень. Підшкірна жирова основа захищає організм від тепловтрат. З жирами в організм надходять жиророзчинні вітаміни (А, Д, Е, К).

Не використані в організмі жири їжі накопичується у вигляді жирових відкладень під шкірою, в області сальника кишок та у складі пухкої сполучної тканини навколо окремих органів. Жир частково може синтезуватись також із надлишків білків та вуглеводів їжі. При необхідності, жирові відкладення можуть бути постачальниками енергії (до 80 % всієї потрібної), у тому числі теплової. Загальна кількість запасів жиру в організмі дорослої людини в середньому коливається в межах 10-20 % маси тіла, а при патологічному ожирінні може доходити до 50 %. У немовлят та мешканців північних районів (наприклад, у ескімосів) вдовж великих судин грудної клітки та між лопатками знаходиться так званий "бурий жир", який при розщепленні виділяє підвищену кількість тепла. Це забезпечує додаткове зігрівання організму та запобігає його переохолодженню. Жири організму в більшості випадків представляють собою тригліцириди олеїнової, пальмітинової та стеаринової кислот. Важливо зазначити, що в клітинах жирової тканини (адіпоцитатах) жир перебуває у динамічному стані: постійно синтезується (процес ліпогенезу) і розщеплюється (процес ліпофізу). Запасений в тканинах жир розпадається під дією ліпаз крові до гліцерину та жирних кислот, які далі окислюються до вуглекислоти і води з виділенням квантів енергії, Існує також шлях перетворення жиру (гліцерину) у вуглеводи (глікоген) в клітинах печінки.

Жири їжі, як і білки, поділяються на повноцінні і неповноцінні. Повноцінні жири містять чотири ненасичені жирні кислоти (олеїнову, лінолеву, ліноленову, арахідонову), які не синтезуються в організмі і надходять тільки з їжею (в основному з олією рослинного походження, з курячим та гусячим жиром). Якщо кількість ненасичених жирних кислот падає нижче 1 % від загальної кількості жиру в раціоні харчування за добу, то може знижуватись еластичність судин, підвищуватись вміст холестерину в крові та ін.

У дітей з перших днів життя жири перетравлюються та всмоктуються достатньо інтенсивно і вже у молодших школярів засвоюються на 95-97 %.

На 1 кг маси тіла за добу рекомендується вживати приблизно 1,25 г жиру (в середньому 80-100 г за добу): 17 % по масі і до 30 % по енерговитратам. При фізичних навантаженнях потреба у жирах зростає у 1,5-2 рази. Для кращого всмоктування жиру в їжі дітей повинно бути достатньо вуглеводів, які сприяють більш повному окисленню жирів і запобігають накопиченню у крові кислих продуктів обміну жирів. Найбільш повно засвоюються рослинні жири та жири тваринного походження (до 90-97 %).

Обмін вуглеводів.

Вуглеводи є найбільш доступним джерелом енергії в організмі. В процесі перетравлення їжі вуглеводи розщеплюються до глюкози, яка з кров'ю постачається до клітин і засвоюється ними, приймаючі участь у будові клітинних мембран та в енергетичному обміні. Із надлишків глюкози в печінці синтезується глікоген, який накопичується в тканинах печінки та у м'язах як депо вуглеводів організму. Зайві вуглеводи можуть також накопичуватись у вигляді жирових відкладень організму. При недостачі вуглеводів у їжі вони шляхом катаболізму можуть утворюватись із жирових відкладень, або із білків і жирів їжі.

При не достатку глюкози у крові (гліпоглікемії) можливі головокружіння, вегетативні порушення, втрата свідомості. Особливо чутливі до цього діти. Розпад вуглеводів з виділенням енергії, може відбуватись як без наявності кисню (анаеробно) так і в його присутності (аеробно). Кінцевим продуктом обміну вуглеводів є вуглекислий газ та вода. Особливістю обміну вуглеводів є їх здатність швидко розпадатись та окислюватись, що дає можливість миттєво мобілізовувати енергетичні ресурси організму при фізичних та психоемоційних стресах. Відомо, що при значному стомлені, наприклад, в період спортивних змагань, достатньо з'їсти декілька шматочків цукру або цукерок, щоб поліпшити стан організму.

Вуглеводи відіграють також велику роль у синтезі нових клітин, входять до складу клітинних мембран та органел, цитоплазми та інших структур.

На 1 кг маси тіла дітям молодшого шкільного віку потрібно вживати до 12-15 г вуглеводів за добу (1 г вуглеводів при розпаді дає 4.1 ккал енергії). Загальна потреба за добу у вуглеводах в середньому для дітей 4-7 років становить до 290 г; у 9-13 років до 370 г; у 14-17 років до 470 г; для дорослих до 500 г.

Размещено на Allbest.ru