Введение в возрастную анатомию и физиологию.

Лекционный материал (В основу данного лекционного материала легли работы М.М. Безруких, В.Д. Сонькина, Д.А. Фарбер, Р.И. Айзмана, Л.К. Великановой, Н.П. Абаскаловой, Т.М. Дмитриевой, Н.И. Обереимовой и А.С. Петрухина). ТЕМА 1: Введение в возрастную анатомию и физиологию. План 1. Взаимосвязь возрастной анатомии и физиологии с другими науками. 2. Теоретические и прикладные задачи курса. 3. Структурные и функциональные основы целостности организма. 4. Понятия «организм» и «среда». Взаимодействие организма и внешней среды. 5. Наследственность и среда, и их влияние на развитие детского организма. 6. Организм как целостная система. Анатомия и физиология человека - это методологическая основа для изучения ряда других медико-биологических и психолого-педагогических дисциплин: антропологии, педагогики, психологии, психопатологии, генетики, психофизиологии, невропатологии и других. Знания анатомии и физиологии являясь теоретической базой, позволяет понимать закономерности роста и развития функциональных систем организма с момента зачатия. Понимание течения физиологических процессов в организме с точки зрения системно-генетического подхода и во взаимосвязи с окружающей средой, объясняют причины возникновения разнообразных аномалий развития. В этом заключается теоретическая значимость курса. Анатомия и физиология ребенка - необходимый компонент знаний любого специалиста, работающего с детьми, - психолога, воспитателя, учителя, специального педагога. «Воспитание и обучение имеет дело с целостным ребенком, с его целостной деятельностью», - считал известный российский психолог и педагог В. В.Давыдов. Эта деятельность, рассматриваемая им как особый объект изучения, содержит в своем единстве много аспектов, в том числе физиологический. Знание основных закономерностей возрастного и индивидуального развития позволяет решать практические задачи. Наиболее важной проблемой анатомии и физиологии является разработка, и использование адекватных возрасту и индивидуальности коррекционно-педагогических воздействий, а также создание условий для организации коррекционно-педагогического процесса. Эффективность коррекционной работы находится в тесной зависимости от того, в какой мере учитываются анатомо-физиологические особенности организма, на сколько формы и методы педагогического воздействия соответствуют возрастным анатомическим, физиологическим и психофизиологическим особенностям детей. Конкретные знания чрезвычайно важны для разработки психофизиологических основ организации коррекционно-педагогической, воспитательной и учебной работы, выработки у ребенка механизмов компенсации и адаптации. Анатомия человека – это наука о формах и строении, происхождении и развитии организма как единого целого. Анатомия изучает внешние формы и пропорции тела человека, его частей, отдельные органы, их конструкцию, макроскопическое, микроскопическое и ультрамикроскопическое строение. Анатомия рассматривает строение тела человека, его органов в различные периоды жизни, от внутриутробного периода и до старческого возраста, исследует особенности организма в условиях воздействия внешней среды. Физиология изучает функции живого организма, его органов и систем, клеток и клеточных ассоциаций, процессы их жизнедеятельности. Физиология исследует функциональные взаимосвязи в теле человека в различные возрастные периоды и в условиях изменяющейся внешней среды. Возрастная физиология - наука об особенностях жизнедеятельности организма, о функциях его отдельных систем, процессах, в них протекающих, и механизмах их регуляции на разных этапах индивидуального развития. Частью ее является изучение физиологии ребенка в разные возрастные периоды. Предметом возрастной физиологии является изучение особенности развития физиологических функций и жизнедеятельности организма, механизмов регуляции и его приспособления к внешней среде на разных этапах онтогенеза. Необходимо отметить, что невозможно понять функции организма без знания строения тела человека, его анатомии. Также нельзя представить себе все особенности, закономерности строения без изучения его функциональной организации. Форма и функции тесно связаны между собой и взаимообусловлены. Организм - сложнейшая, иерархически организованная саморегулирующаяся система органов и структур, обеспечивающих жизнедеятельность и взаимодействие с окружающей средой. Характерным для всякого организма является определенная организация его структурных компонентов. В процессе индивидуального развития происходит дифференциация клеток, в которых протекают биохимические процессы. Поэтому элементарной структурно - функциональной единицей организма является клетка. Совокупность клеток и межклеточного вещества, объединенных общностью происхождения, строения и выполняемой функцией образует ткань. Ткани образуют органы, выполняющие определенные функции. Органы представляют собой рабочие аппараты организма, специализированные на выполнении сложных и специфических видов деятельности, необходимых для полноценного существования организма. Совокупность органов, участвующих в выполнении какого-либо более сложного акта деятельности организма как единого целого, образуют анатомические и функциональные объединения, которые называют системой органов. Организм может существовать лишь при постоянном взаимодействии с окружающей его внешней средой. Окружающая среда воздействует на организм человека в течение всей его жизни с момента зачатия и до смерти. Под средой понимают все то, что окружает живой организм прямо или косвенно воздействует на него и его процессы развития, размножения и выживания. В основе снижения показателей функционального состояния растущего организма и уровня здоровья детей лежат самые различные причины, как экзогенного (физические, химические, биологические и социальные), так и эндогенного (наследственные) происхождения. К экзогенным факторам относят две компоненты природную и социальную. Не последнюю роль в реализации механизмов поддержания и сохранения здоровья играют и природно-экологические факторы. Научные представления о важной роли окружающей среды в жизнедеятельности организма были сформулированы еще И.М. Сеченовым: «Организм без среды, поддерживающей его существование невозможен». Состояние здоровья детей определяет здоровье нации. Снижение рождаемости, рост социально-бытовых проблем, ухудшение экологической среды обитания и ослабление здоровья населения ставит проблему сохранения и укрепления здоровья в ряд приоритетных. Организм ребенка чутко реагирует на различные неблагоприятные факторы среды, ухудшающие здоровье. В последние годы многие авторы отмечают неуклонный рост показателей заболеваемости по всем группам расстройств здоровья. М. В. Антропова (1998) указывает, что поражение центральной нервной системы новорожденных как результат перинатальной патологии прогнозируется у 50% детей. В последствии эти нарушения могут проявляться в виде задержки психомоторного и речевого развития ребенка, либо других нарушений функций центральной нервной системы. В.М. Шкловский (2004) отмечает, что 50 % родившихся детей составляют группу риска; 20 – 30 % детей имеют поражения ЦНС; 26 % - минимальную мозговую дисфункцию (ММД). М.Н, Шеремет (2004) приводит следующие цифры: 82 % детей рождаются с отклонениями в состоянии здоровья 56 % детей, нуждаются в помощи специалиста дефектолога. Тревожные факты констатирует Ю.А. Разенкова (2004), только 31 % составляют нормальные роды. На 2002 г. 7000 детей с массой ниже нормы; первое место среди детей занимают болезни нервной системы (на 10000 детей – 53 ребенка с заболеваниями нервной системы); на втором месте психические расстройства – 20 % - патология нервной системы; 8,5 % - нарушения слуха и 3,5 % - дегенеративные расстройства нервной системы. По данным В.Г. Косенко обращаемость к специалистам детей с нарушениями речи увеличилась в 1993 – 1995 годах на 58,9 %. Динамические показатели психического здоровья населения Красноярского края. – Международная конференция психиатров. Результаты изучения морфо - функционального развития дошкольников свидетельствуют, что только 14% из них здоровы. В этом возрасте у 15-20% диагностированы хронические заболевания и более чем у 50%- функциональные отклонения. Результаты исследований подтверждают нарушения в состоянии здоровья детей: 44 % составляют четырехлетние дети и 86 % - учащиеся первого класса общеобразовательных школ. Тенденция ухудшения показателей здоровья детей налицо. По данным специалистов, количество детей с нормальным нервно-психическим развитием значительно сокращается с возрастом: в группе 2 – 4 лет они составляют 60 %, в 5 – 6 лет – 34 %, а к 6 – 8 годам лишь 14,2 %. Количество детей с неврозами или невротическими состояниями возрастает ежегодно, составляет 16 % у детей 2 – 4 года, 39,1 % у детей 5 – 6 лет, 50 % у детей 6 – 8 лет. Ученые отмечает, что за последнее десятилетие ухудшается здоровье детей раннего, дошкольного и школьного возраста. У детей, начавших обучение с 6 лет, выявлены высокие показатели нервно – психических расстройств, У 12-15% шестилеток имеются нарушения в развитии речи. Фундаментальные исследования по биологическим, медицинским, психолого-педагогическим, социальным и философским проблемам указывают на то, что современные тенденции развития общества отрицательно сказываются на состояние здоровья человека. Таким образом, становится понятным, что ухудшение состояния здоровья современных детей обусловлено незрелостью органов и функциональных систем, их дисфункциями и нарушениями механизмов регуляции. Состояние здоровья детей подходит к черте, когда начинается процесс деградации и депопуляции человека как биологического вида. ильность, необходимую для эффективного поддержания постоянной температуры тела. Реакции организма на воздействие окружающей среды зависят от ряда особенностей: возраста, пола, типологических особенностей и состояния здоровья. Как правило, уязвимыми являются дети в силу своей морфофункциональной незрелости. Исследования, проведенные Р.И. Айзман и др. в 1983, 1991 годах, позволили установить, что надежность детского организма (3-5 лет) по многим параметрам в 20 раз ниже уровня взрослых. Исследованиями также показано, что в основе ухудшения здоровья современного ребенка лежат незрелость, нарушения, дисфункции их систем регуляции. Можно сделать вывод о том, что организм ребенка толерантен и характер развития детского организма носит адаптивный характер, обеспечивая приспособительные реакции к условиям среды. П.К. Анохин отмечает, что, в адекватных условиях среды включаются мобильные и экономичные механизмы компенсации, а в негативных условиях инертные и неэкономичные, следовательно, нарушение развития в раннем возрасте небезразличны для нормального течения последующих периодов онтогенеза и состояния здоровья ребенка. Известно, что нарушения в состоянии здоровья могут быть вызваны макросоциальными, средовыми причинами, не связанными с патологией анализаторов или центральной нервной системы. К таким факторам можно отнести неблагоприятные формы семейного воспитания, социальную и эмоциональную деривацию. Исследователи отмечают, что среди причин несерьезного отношения к своему здоровью можно выделить незнание особенностей своего организма, несоблюдение навыков здорового образа жизни; отсутствие систематического, целенаправленного дошкольного образования. В литературе придается исключительно важное значение сохранению и укреплению здоровья детей в зависимости от влияния некоторых социально – бытовых факторов. К социально обусловленным видам речевого дизонтогенеза можно отнести так называемую педагогическую запущенность. Статистические данные, говорящие о катастрофическом состоянии здоровья детей дошкольного возраста во многом обусловлены физической, психолого-педагогической, моральной и социальной неподготовленностью их родителей. Современный этап развития общества характеризуется формированием нового уровня социальных ожиданий и запросов на здоровье и здоровый образ жизни. Социальные факторы, оказывающие влияние на здоровье ребенка также разнообразны. С первых дней жизни малыша окружают взрослые люди – родители, родственники впоследствии это врачи, педагоги и просто посторонние. Позже он начинает взаимодействовать и со сверстниками. В результате такого взаимодействия развивается личность ребенка. Первым институтом социализации ребенка является семья, которая осуществляет разнообразные функции: воспитательную, хозяйственную, эмоциональную, духовного общения, первичного социального контроля (А.В. Дмитриева, 2002). Семья, имеющая больного ребенка, может способствовать полноценной его реабилитации совместно с педагогами психологами, медиками и специалистами дефектологами. Именно родители играют важную роль при разработке и реализации программы коррекционно – педагогического сопровождения ребенка, с учетом особенностей семейного воспитания. Наиболее сильное влияние на развивающейся у ребенка Я – образ чаще всего оказывают его родители, так как они снабжают детей определениями правильных и неправильных действий, образцами поведения, речи и оценками поступков, представлениями о здоровье и здоровом образе жизни. Это становится основой, фундаментом собственных представлений ребенка. Таким образом, родители ребенка становятся активными участниками коррекционно-педагогического процесса. М.Н. Краснова обращает внимание на то, что важнейшая функция семьи – воспитание и развитие детей, социализация и интеграция ребенка в общество. Воспитательный потенциал семьи и эффективность его реализации обусловлены многими социальными (политическими, экономическими, демографическими, психологическими) факторами объективного и субъективного характера. Физическое и психическое состояние человека, его умственное здоровье зависят от взаимодействия на протяжении всей его жизни факторов внешней среды и особенностей, унаследованных человеком. Человек появляется в результате слияния материнской и отцовской гамет, т.е. половых клеток и содержащегося в них генетического материала. Как будет выглядеть этот человек, как он будет развиваться, какие у него будут способности, когда и какие заболевания проявятся, зависит от состава его генов. Наследственные факторы являются лишь программой развития, которая иногда может быть нереализованной. Реализация этих факторов зависит еще и от факторов внешней среды. Например, заложенные в организме гены могут не реализоваться, так как организм подвергся разрушающему влиянию среды. Это может произойти в разное время: в период внутриутробного развития (беременная женщина принимала лекарство, перенесла инфекционные болезни), во время рождения (ребенок может перенести родовые травмы и тяжелую асфиксию) или в постнатальном периоде (воздействие травмы, инфекции и т.д.). Реализация генетических факторов происходит последовательно. В пренатальном онтогенезе сначала действуют общие гены, которые определяют вид и пол индивидуума. Затем начинают функционировать гены, которые определяют развитие органов и тканей, уровень активности ферментов, обмен веществ организма и фенотипические признаки: цвет глаз, волос и многое другое. Действие патологических генов имеет свои сроки реализации и точки приложения. Дебют наследственных болезней происходит в разное время - от периода новорожденности до старости. При нарушениях числа и структуры хромосом страдает геном в целом, так как происходит дисбаланс генетического материала в результате утраты или избыточного количества многих генов. Такие болезни называются хромосомными. Они характеризуются определенным фенотипом, множественными пороками развития органов (например, болезнь Дауна). Общая теория системного принципа регуляции физиологических функций вошла в историю науки с именем Л. Берталанфи в конце 40-х годов нашего столетия. В рамках самого понятия системы следует выделить основополагающие системные принципы: а) целостность; свойства системы ‒ это не сумма ее частей; б) структурность; возможность описания системы через ее структуру; в) иерархичность; соподчиненность составляющих элементов системы; г) взаимосвязь системы и среды. Понятие функциональной системы, как комплекса взаимодействующих компонентов для получения полезного результата, в современную физиологию ввел П. К. Анохин. Функциональная система представляет собой объединение анатомически различных элементов организма, упорядоченное взаимодействие которых направлено на достижение полезного результата, который рассматривается как системообразующий фактор. Функциональная система формируется на основании целого ряда операций: 1. Афферентный синтез всей имеющейся информации, которая включает наличную афферентацию (обстановочную и пусковую), следы прошлого опыта, мотивационный компонент. 2. Принятие решения на основе всей имеющейся информации с одновременным формированием программы действия и акцептора результатов действия - модели ожидаемого результата. Это означает, что до осуществления любого поведенческого акта в мозге уже имеется представление о нем. Сходное представление об организации деятельности мозга было высказано Н.А. Бернштейном, считавшим, что всякому действию должно предшествовать создание «модели потребного будущего». То есть того результата, на достижение которого направлена складывающаяся функциональная система. 3. Собственно действие, которое организуется за счет эфферентных сигналов из центральных структур к исполнительным органам, обеспечивающим достижение необходимой цели. 4. Сличение на основе обратной связи параметров совершенного действия с моделью - акцептором его результатов; обратная афферентация является необходимым фактором успешности каждого поведенческого акта и основой саморегуляции функциональной системы. Системный подход базируется на представлении о целесообразности, т. е. под функцией в рамках системного подхода понимают процесс достижения некой цели, результата. На различных этапах этого процесса потребность в вовлечении тех или иных структур может весьма существенно меняться, поэтому констелляция (состав и характер взаимодействия элементов) функциональной системы очень подвижна и соответствует той частной задаче, которая решается в текущий момент. Наличие цели предполагает, что существует некоторая модель состояния системы до и после достижения этой цели, программа действия, а также существует механизм обратной связи, позволяющий системе контролировать свое текущее состояние (промежуточный результат) по сравнению с моделируемым и на этом основании вносить коррективы в программу действия ради достижения конечного результата. Системный подход рассматривает организм как открытую систему, целевая функция которой может быть помещена как внутри, так и вне ее. В соответствии с этим взглядом организм реагирует на воздействия внешнего мира как единое целое, перестраивая стратегию и тактику этого реагирования в зависимости от достигаемых результатов каждый раз таким образом, чтобы либо быстрее, либо надежнее достичь модельных целевых результатов. С этой точки зрения реакция на внешний раздражитель угасает тогда, когда сформированная под его воздействием целевая функция оказывается реализованной. Стимул может продолжать действовать либо, напротив, - может прекратить свое действие еще задолго до завершения функциональных перестроек, но раз начавшись, эти перестройки должны пройти весь запрограммированный путь. Реакция закончится только тогда, когда механизмы обратной связи принесут информацию о полной сбалансированности организма со средой на новом уровне функциональной активности. Простой и наглядной иллюстрацией этого положения может служить реакция на любую физическую нагрузку. Для ее выполнения активируются мышечные сокращения, что вызывает необходимость соответствующей активации кровообращения и дыхания, и даже когда нагрузка уже завершена - физиологические функции все еще довольно длительное время сохраняют свою повышенную активность, поскольку они обеспечивают выравнивание метаболических состояний и нормализацию гомеостатических параметров. Функциональная система, обеспечивающая выполнение физического упражнения, включает в себя не только мышцы и нервные структуры, отдающие мышцам приказ сокращаться, но также и кровеносную систему, дыхательную систему, эндокринные железы и множество других тканей и органов, вовлеченных в этот процесс, связанный с серьезными изменениями внутренней среды организма. Таким образом, одни и те же элементы могут входить в состав разных функциональных систем. Взаимодействие различных структур в складывающейся функциональной системе обусловливает ее дальнейшее развитие на основе частных механизмов интеграции (нервных, гуморальных, эндокринных). В свою очередь, сложившаяся функциональная система детерминирует деятельность отдельных органов, поднимая их работу на новую качественную ступень. Стабильность состава компонентов функциональной системы и характер их взаимосвязи определяются видом реализуемой деятельности. Функциональные системы, обеспечивающие жизненно важные функции (дыхание, сосание), состоят из стабильных, жестко связанных компонентов. Те же системы, которые обеспечивают осуществление сложных поведенческих реакций и психических функций, включают в себя как жесткие, так и в значительной степени гибкие пластичные связи, что создает высокую динамичность и вариативность их организации в зависимости от конкретных условий и задач. При системном подходе к оценке целостных физиологических актов выявлен вероятностный характер поведения объекта. Выбор ответной реакции на действие внешнего раздражителя осуществляется системами живого организма и организмом в целом в условиях неопределенности. Однако для биологической системы неопределенность выбора ограничивается реакциями, направленными на получение полезного приспособительного результата. Живой организм представляет собой единое целое, в котором частные физиологические процессы подчинены закономерностям работы сложной целостной системы. Процесс познания физиологических закономерностей немыслим без глубокого изучения структуры органа или системы органов. Поэтому изучение макро - и микроструктуры органа - необходимый этап познания сущности физиологических процессов. Разумеется, речь идет не о механических аналогиях, а о глубоком понимании связи между структурой и функцией живого органа или целостной живой системы. Каждый орган или система органов выполняет специфическую функцию. Однако самостоятельность системы или органа в целостном организме является относительной. Живой организм представляет собой систему систем, которая в процессе взаимодействия с внешней средой обеспечивает получение полезного приспособительного результата. Так, в реализации поведенческой реакции, связанной с удовлетворением потребности организма в пище, различные физиологические реакции оказываются подчиненными решению главной задачи - получению пищи. Ведущее значение в физиологических механизмах сложных поведенческих актов принадлежит нервной системе. Управление процессами жизнедеятельности в организме строится по принципу системной иерархичности: элементарные процессы жизнедеятельности подчинены сложным системным зависимостям. Не случайно нервная система у человека и высших животных построена по принципу соподчинения низших отделов высшим. Низшие уровни управления обеспечиваются автоматическими системами регуляции, поддерживающими заданный режим жизнедеятельности. Будучи системой сложно организованной, организм имеет не один, а несколько контуров регуляции. Центральная нервная система координирует физиологические функции, определяя их ритм и общую направленность. В свою очередь, частные формы физиологических функций оказывают влияние на высший управляющий аппарат. Такая форма контроля и взаимного влияния физиологических функций: является главным содержанием принципа системного управления в организме. Нервная система - это, вероятно, главный, но отнюдь не единственный регуляторный механизм. Весьма важную роль выполняют эндокринные органы - железы внутренней секреции, которые химическим путем регулируют деятельность практически всех органов и тканей. В каждой клетке организма есть, кроме того, и своя внутренняя система саморегуляции. Следует подчеркнуть, что организм представляет собой открытую систему не только с термодинамической точки зрения, т.е. он обменивается с окружающей средой не только энергией, но также веществом и информацией. Вещество мы потребляем главным образом в виде кислорода, пищи и воды, а выделяем в виде углекислоты, испражнений и пота. Каждый человек является источником зрительной (жесты, позы, движения), акустической (речь, шум от перемещения), тактильной (прикосновения) и химической (многочисленные запахи) информации.