Дипломная работа. Особенности динамики массы тела у детей грудного периода онтогенеза в контексте генотипсредовых эффектов Выпускная квалификационная работа
 Скачать 455 Kb.
|
|
Министерство образования и науки РФ Калужский Государственный Университет имени К.Э. Циолковского Институт Естествознания Кафедра морфофизиологии, генетики и безопасности жизнедеятельности. Особенности динамики массы тела у детей грудного периода онтогенеза в контексте генотип-средовых эффектов Выпускная квалификационная работа Выполнил: студент группы БХ-56 Ефремов А.С. Научный руководитель: профессор, д-р биол. наук Чернова Г.В. Калуга 2011 г. Содержание Введение I. Обзор литературы…………………………………………………...3 I.1. Общие закономерности роста и развития……………………….3 I.2. Масса тела как один из количественных признаков физического развития детей………………………………………………………....6 I.3. Особенности наследования количественных признаков……...11 I.4. Влияние генетических и экологических факторов на рост и развитие детей первого года жизни…………………………………………....13 I.5. Акселерация и ретардация……………………………………....17 II. Материалы и методы………………………………………….......21 II.1. Описание объекта обследования и характеристика методов...21 II.2.Статистико-математические методы анализа……………….....23 III. Результаты исследований и их обсуждение…………………....32 III.1. Распределение детей в зависимости от величины и разнообразия в проявлении признака (массы тела)………………………………....32 III.2. Показатели общей тенденции развития изучаемого признака, его изменчивости………………………………………………………....35 III.3. Оценка генотип - средовых отношений на основе дисперсионного анализа………………………………………………………………...49 IV. Выводы…………………………………………………………....51 V. Литература Введение Человеческий организм развивается и изменяется в течение всей своей жизни от момента зарождения до смерти. Для возрастной физиологии и ее генетической составляющей важнейшая задача – изучение динамики и закономерностей изменений физиологических функций в процессе индивидуального развития. Рост и развитие ребенка представляют собой сложные процессы, которые тесно связаны с условиями его жизни, обучением, воспитанием и самим состоянием организма (состоянием здоровья) [Безруких М.М. и др., 2003.]. Рост и развитие определяются взаимодействием генотипа и факторов внешней среды. Физическое развитие, наряду с рождаемостью, заболеваемостью и смертностью, является одним из показателей уровня здоровья населения. Наблюдение за физическим развитием и состоянием здоровья детей и подростков совершенно необходимо медицинским работникам детских учреждений, так как позволяет своевременно наметить и осуществить как индивидуальные, так и массовые оздоровительные мероприятия. Без индивидуальной оценки физического развития невозможно составить обобщенную характеристику той или иной группы, так же как без знания средних показателей физического развития, свойственных данному возрасту, полу и коллективу, нельзя объективно оценить физическое развитие каждого в отдельности. Цель данного исследования: изучение влияния соотношения генотипа и среды (внутренний и внешний компонент) на динамику массы тела детей грудного периода онтогенеза. Актуальность исследования: По г. Калуга и Калужской области такие данные никогда не анализировались. В настоящее время все больше возрастает необходимость изучения влияния генотипа и средовых факторов на рост и развитие детского организма, особенно грудного периода, предопределяющего дальнейшее его формирование, что и обозначило данное исследование. Новизна: Впервые по г.Калуга и Калужской области были получены данные о влиянии соотношения генотипа и среды (внутренний и внешний компонент) на динамику массы тела детей грудного периода онтогенеза. Формирование массы тела наблюдалось в контексте генотип - средовых эффектов. Наиболее выраженное влияние (в 77, 1% случаев) на результативный признак оказало суммарное действие генетических факторов, действие средовых факторов составило 22,9%. Практическая значимость: Данное исследование имеет большое практическое значение для оценки состояния здоровья детей грудного периода онтогенеза, так как грудной период предопределяет дальнейшее формирование и развитие детского организма. Исследование вопроса о влиянии генотипа и факторов среды на динамику массы детей грудного периода позволит своевременно наметить и осуществить как индивидуальные, так и массовые оздоровительные мероприятия. 3 I. Обзор литературы. I.1. Общие закономерности роста и развития Детскому организму присущи две основные характеристики: рост и развитие. Рост – увеличение размеров развивающегося организма, в том числе массы тела детей и других показателей их физического развития [Назарова Е.Н., 2008]. Рост осуществляется за счет процессов гиперплазии – увеличения числа клеток и количества составляющих их органических молекул, а также за счет гипертрофии – увеличения размеров клеток [Безруких М.М. и др., 2003.]. Развитие – качественные изменения, заключающиеся в усложнении строения и функций всех тканей и органов и их дифференцировке, взаимоотношений органов и систем организма и процессов их регуляции, т.е. совершенствование функций организма [Назарова Е.Н. , 2008]. Рост и развитие организма протекают неравномерно – гетерохронно. В неодновременности роста и развития отдельных систем лежит биологическая целесообразность. В первую очередь в эмбриональном периоде, развиваются жизненно необходимые органы, обеспечивающие адаптацию к конкретным условиям внешней среды и выживаемость организма [Безруких М.М. и др., 2003.]. Неравномерность роста и развития наблюдается и после рождения. При этом рост и развитие детского организма отличаются характерными особенностями: · процессы роста и развития совершаются крайне интенсивно, причем степень интенсивности, наибольшая в течение первого года жизни ребенка, в последующие годы значительно понижается и колеблется в отдельные периоды детства; · процессы роста и развития органов не всегда идут параллельно; 4 · структурное формирование органов заканчивается в различные возрастные периоды; · в росте и развитии органов существует определенная закономерность, развитию одних органов предшествует развитие других [Безруких М.М. и др., 2003.]. Детский организм, развиваясь по четкой генетической программе, тонко реагирует на все изменения окружающей среды. Генное влияние может проявляться на различных этапах онтогенеза, однако большинство фенотипических признаков проявляется еще до рождения ребенка [Доскин В.А., и др. 1997.]. Физиологические константы детского организма меняются медленнее, но и Они не остаются абсолютно постоянными в течение десятилетий, поэтому их периодически пересматривают [Доскин В.А, и др. 1997.]. Процессы роста и развития взаимосвязаны и взаимообусловлены, они представляют 2 стороны единого процесса жизнедеятельности, в основе которого лежит процесс обмена веществ и энергии, и протекают в соответствии с объективно существующими законами на основе следующих закономерностей: 1. Неравномерность темпов роста и развития в целом: Процессы роста и развития непрерывны, носят поступательный характер, а их темп зависит от возраста: на одних возрастных отрезках преобладает рост(период вытягивания), а на других – развитие(период округления). 2. Неодновременность роста и развития отдельных органов и систем: В основе этой закономерности лежит необходимость ускоренного и избирательного созревания органов для обеспечения выживаемости организма. Так, в первые годы жизни активно созревает мозг, что 5 необходимо для формирования условно-рефлекторной деятельности и обеспечения связи организма с внешней средой, т.е. его выживания. Лимфатическая же ткань до 10-12 лет не развивается, а функцию иммунитета выполняет вилочковая железа (тимус). Только после 12 лет, когда определенной степени зрелости достигли сердечно-сосудистая (ССС), дыхательная и другие системы, начинается активное развитие половых желез [Назарова Е.Н. , 2008]. 3. Обусловленность процессов роста и развития полом:Пол сказывается не только на особенностях развития организма в целом, но и на обмене веществ, телосложении (форма туловища, пропорции тела), мышечной силе, функционировании печени, дыхании, развитии половой функции и психофизиологических (мышление, усидчивость, терпение, смелость, тревожность, агрессивность и т.д.). 4. Обусловленность процессов роста и развития факторами наследственности и среды: Рост и развитие находятся под влиянием генетической программы и воздействия окружающей среды, причем одни из них в большей степени детерминированы генетическими факторами (рост, тип высшей нервной деятельности), а другие в большей степени подвержены действию факторов среды (масса тела, развитие двигательных навыков, деятельность вегетативной нервной системы) [Назарова Е.Н., 2008]. Положительное влияние на рост и развитие организма оказывает явление гетерозиса (гибридная мощность), которое проявляется в большем росте, ускоренном развитии, большей продолжительности жизни и длительности периода воспроизводительной функции, в большей устойчивости к инфекционному началу, к различным вредоносным агентам [Леонтьева Н.Н., Маринова К.В., 1986]. 6 I.2. Масса тела как один из количественных признаков физического развития детей. В отличие от роста масса тела является довольно лабильным показателем, который сравнительно быстро реагирует и изменяется под влиянием самых различных причин. Особенно интенсивно прибавка в массе тела происходит в первую четверть года. Масса тела доношенных новорожденных колеблется от 2600г до 4000г и в среднем равна 3-3,5 кг. Однако, адаптивная масса тела составляет 3250-3650 граммов. В норме у большинства детей к 3-5 дню жизни отмечается «физиологическая» убыль в массе до 5 %. Это объясняется большей потерей воды при недостаточном количестве молока. Восстановление физиологической потери массы тела происходит максимум к 2 неделям. За 1-й месяц жизни масса ребенка повышается на 600г., за 2-й и 3-й месяцы на 800г, а в каждый следующий (до года) ежемесячное прибавление составляет на 50г меньше, чем в предыдущий месяц. Динамика массы тела характеризуется большей прибавкой в первые 6 месяцев жизни и меньшей к концу первого года. Масса тела ребёнка к 4,5 месяцам удваивается, к году утраивается, несмотря на то, что этот показатель может изменяться и зависит от питания, перенесенных заболеваний и т.д. Энергия нарастания массы тела с каждым месяцем жизни постепенно ослабевает [Леонтьева Н.Н., Маринова К.В., 1986]. Организм ребенка отличается от организма взрослого выраженными особенностями строения и функций органов. Главное отличие заключается в том, что организм ребенка в отличие от организма взрослого находится в состоянии непрерывного роста и развития. Под ростом подразумеваются, главным образом, происходящие количественные изменения организма, под развитием — в первую очередь, качественные, такие как процессы дифференцировки органов и тканей. Постепенно нарастая, количественные изменения приводят к качественным, в чем собственно и проявляется единство и взаимозависимость роста и развития. В 7 отдельные возрастные периоды процессы роста и развития протекают неравномерно. Из многообразия признаков физического развития выделяют ряд основных:
3. Физиометрические, или функциональные: ЖЕЛ (жизненная ёмкость легких), мышечная сила, частота дыхания, частота сердечных сокращений (ЧСС), артериальное давление (АД) и др. [Назарова Е.Н., 2008]. Индивидуальная оценка физического развития проводится путем сопоставления данных обследуемого со средними величинами показателей для каждой возрастно-половой группы данного региона проживания – стандартами физического развития. [Назарова Е.Н. , 2008]. Для повседневной оценки физического развития не обязательно использовать весь комплекс показателей. Вполне достаточно учитывать основные антропометрические показатели: длину и массу тела, которые на разных этапах онтогенеза меняются с различной интенсивностью. Так, наиболее интенсивные изменения длины и массы тела происходят в первые периоды постнатального развития. В течение первого года длина тела ребенка увеличивается в среднем на 25 см, а масса возрастает на 6-7 кг. Этот период называют периодом первого вытягивания [Назарова Е.Н. , 2008]. Средние 8 значения веса тела при рождении в настоящее время составляют 3,3-3,7 кг для мальчиков и 3,2-3,5 кг для девочек (нормальные индивидуальные различия от 2,6 до 4,5 кг). В два-три первых дня вес тела уменьшается примерно на 200 г. Это происходит, прежде всего, за счет интенсивного расходования организмом резерва питательных веществ и воды, обеспечивающих ростовой рывок. Прибавка в весе достигает максимума через два месяца после рождения (до 30 г в день). В конце первого года жизни прибавка уменьшается до 10 г в день. В зависимости от показателей здоровья (физического развития, заболеваемости) дети и подростки подразделяются на 5 групп здоровья: а) лица, у которых отсутствуют хронические заболевания, не болеющие или редко болеющие, т.е. практически здоровые; б) лица, не страдающие хроническими заболеваниями, но имеющие функциональные отклонения; в) лица, имеющие хронические заболевания; г) дети-хроники в стадии обострения заболевания; д) дети-инвалиды. [Назарова Е.Н. , 2008]. Грудной период (период вскармливания)— от 4 недель (29 дней) до 1 года жизни — характеризуется интенсивным нарастанием массы тела и роста, интенсивным физическим, нервно-психическим, интеллектуальным развитием. К 4 мес. масса тела удваивается, а к 1 году — утраивается [Дробинская А.О., 2003.]. За первую четверть года ребенок ежемесячно вырастает на 3 см, за вторую четверть — на 2,5 см, за третью четверть — на 1,5 см и за четвертую четверть года ребенок каждый месяц прибавляет в росте 1 см. В грудной период наблюдаются большие сдвиги в 9 психомоторном развитии ребенка, в этот период закладывается фундамент здоровья, физического и умственного развития. Оно оценивается каждую четверть года. В развитии зрительного анализатора происходит следующее: к концу 1-го месяца наблюдается зрительное сосредоточение; ко 2 — 3-му месяцу — фиксация взора с одновременными реакциями мышц шеи и головы; к 3,5 мес — различение окружающих предметов, длительное сосредоточение, слежение за предметами; к 5 мес. проявляется способность рассматривать предмет на близком расстоянии; к 6 мес. ребенок хорошо различает цвета, выражая к ним определенное отношение. Реакции слухового восприятия проявляются, помимо слухового сосредоточения (конец 2-й недели), четкой ориентировкой на звуки (1-й месяц) и отыскиванием его источника с конца 2-го месяца. В 2–3 мес. ребенок прислушивается к звукам, а в 3–3,5 мес. безошибочно отыскивает источник звука. В 3–7 мес. проявляется постоянная активность на разнообразные звуковые раздражители, а с 10–11 мес. — реакция на звук в связи с содержанием и значением этого звука. Развитие моторики ребенка — удерживает голову, если держать его в вертикальном положении (на 5–6-й неделе), приподнимает голову или поворачивает ее в сторону в положении на животе (на 5-й неделе), переворачивается на бок из положения лежа на спине (4–4,5 мес.), сидит самостоятельно (6–7 мес.), ходит на четвереньках (на 8-м месяце), встает и стоит, придерживаясь опоры (7–8 мес.), ходит самостоятельно (на 11–12-м месяце). Развитие хватательной способности — протягивает руку к предмету (на 3-м месяце), схватывает предмет (4,5 мес.), держит по предмету в каждой руке (6 мес.), приводит все тело в активное состояние при хватании (на 7-м месяце), зачатки специфических манипуляций (на 11-м месяце). Прорезывание зубов с 5–7 мес. С 4–6 нед. наблюдаются зрительно-слуховой поиск и зрительное сосредоточение на лице взрослого, а с 3 мес. выраженная потребность в общении со взрослыми. 10 У ребенка грудного возраста ведущей линией двигательной активности в 7–8 мес. является ползание, на 12-м месяце— зачатки манипуляционных игр. Происходит развитие I и II сигнальных систем ЦНС, функционируют зобная и щитовидная железы; функция надпочечников ослаблена; начало функции гипофиза. Могут проявляться рахит, дистрофия, пищевая и респираторная аллергия, заболевания органов дыхания и острые желудочно-кишечные заболевания. В каждом периоде для правильного развития ребенка требуется создание определенных условий окружающей среды, режима, воспитания. Характерны значительные темпы роста — длина тела (рост) увеличивается на 50% длины при рождении, к 1 году достигает 75–77 см. Окружность головы к году составляет 46–47 см, окружность груди — 48 см. Происходит быстрое развитие моторики и двигательных умений [Дробинская А.О., 2003.]. Выделяют три пика двигательной активности: I — 3-4 мес. — комплекс оживления, радости при первом общении со взрослыми; II — 7-8 мес. — активация ползания, формирование бинокулярного зрения (овладение пространством); III пик — 11-12 мес. — начало ходьбы. Определяют их сенсорно-моторные связи. Скелетная мускулатура и двигательная активность являются факторами, детерминирующими процессы роста и развития на первом году жизни ребенка. Темп роста обеспечивается высоким обменом веществ. 11 I.3. Особенности наследования количественных признаков: Все биологические признаки варьируют, но все они поддаются непосредственному измерению [Лакин Г.Ф., 1990г.]. Отсюда возникает деление признаков на качественные, или атрибутивные, и количественные. В клинической медицине и практике здравоохранения мы часто сталкиваемся с признаками, имеющими количественную характеристику (рост, число дней нетрудоспособности, уровень кровяного давления, посещения поликлиники, численность населения на участке и т.д.). Количественные значения могут быть дискретными или непрерывными. Пример дискретного значения – число детей в семье, пульс; пример непрерывного значения – артериальное давление, рост, вес (число может быть дробным, переходящим в следующее). Качественные признаки не поддаются непосредственному измерению и учитываются по наличию их свойств у отдельных членов изучаемой группы. Например, среди растений можно подсчитать количество экземпляров с разной окраской цветков- белой, розовой, красной, фиолетовой и т.д. В массе животных также нетрудно отличить и учесть особей разного пола и масти- серых, гнедых, вороных, пестрых и др. По Лакину Г.Ф. количественные признаки поддаются непосредственному измерению и счету. Их делят на мерные, или метрические, и счетные, или меристические. Длина колосьев, урожайность той или иной культуры, мясная и молочная продуктивность животных- всё это мерные признаки, варьирующие непрерывно: их величина может принимать в определенных пределах (от-до) любые числовые значения [Лакин Г.Ф., 1990г.]. Счетные признаки, такие, например, как число зерен или колосков в колосьях, яйценоскость и другие подобные признаки, варьируют прерывисто или дискретно: Их числовые значения выражаются только целыми числами. Деление на качественные и количественные признаки весьма условно. Например, в массе однородных индивидов, доступных измерению, можно выделить группы высоких, средних и низких, а также успевающих и неуспевающих и т.д. Вместе с тем в каждом 12 качественном признаке, можно обнаружить целую гамму количественных переходов, или градаций, и измерить их [Лакин Г.Ф., 1990г.]. И все же, несмотря на очевидную условность приведенной классификации, она необходима хотя бы потому, что количественные признаки распределяются в вариационный ряд, а качественные не распределяются. Первая важная особенность элементов продуктивности - их непрерывное варьирование, характерное для всех количественных, т.е.мерных, признаков, к которым относятся масса, рост, молочность, яйценоскость и др. То же самое справедливо для мерных признаков растений [Инге-Вечтомов С.Г., 1989г.]. Вторая важная особенность этих признаков – их зависимость от большого числа взаимодействующих генов. При большом числе генов, действующих на один и тот же признак, ошибки измерения часто сопоставимы с различиями между классами, и дискретное наследование отдельных генов невозможно вычленить. Третья особенность количественных признаков заключается в том, что они также подвержены влиянию модификационной изменчивости, результат которой непрерывен, т.е. он еще больше смазывает различия между классами. Все это приводит к тому, что изменчивость по количественным признакам оказывается непрерывной [Инге-Вечтомов С.Г., 1989г.]. Таким образом, наследование и изменчивость по количественным признакам нельзя изучать теми же методами, что и по качественным признакам. В последнем случае используют термины сильный и слабый ген (гены) в зависимости от их влияния на количественный признак. Между сильными и слабыми генами можно наблюдать промежуточные варианты проявлений. Кроме того, вследствие плейотропии один и тот же ген можно рассматривать как сильный по отношению к одним признакам и как слабый по отношению к другим. Изменчивость вследствие расщепления по многим генам называют полигенной, а обуловливающие ее слабые гены - полигенами. Изучение наследования количественных признаков сопряжено с их измерениями, результаты которых выражают в виде характеристик 13 получаемых распределений, таких, как среднее квадратичное отклонение (σ), коэффициент изменчивости и д.р. Результатом действия факторов окружающей среды будет изменчивость количественных признаков, которую обозначают общим термином паратипическая. Учитывая, что паратипическая изменчивость в значительной степени обусловлена модификациями, необходимо знать, в какой мере их проявление зависит от генотипа [Инге-Вечтомов С.Г., 1989г.]. |