старица. Возрастная физиология Предмет и задачи возрастной физиологии Предмет возрастной физиологии
 Скачать 195.55 Kb.
|
|
Возрастная физиология 1. Предмет и задачи возрастной физиологии Предмет возрастной физиологии. Физиология — наука о функциях живого организма как единого целого, о процессах, протекающих в нем, и механизмах его деятельности. Возрастная физиология является самостоятельной ветвью физиологии. Она изучает особенности жизнедеятельности организма в различные периоды онтогенеза, функции органов, систем органов и организма в целом по мере его роста и развития, своеобразие этих функций на каждом возрастном этапе. Возрастная физиология как учебный предмет. Возрастную физиологию как науку не следует отождествлять с курсом возрастной физиологии, являющимся учебной дисциплиной в вузах. Задача возрастной физиологии как науки — познавать и открывать новое, ее задача как учебного предмета — сообщить студентам известные знания и методы, созданные наукой Предмет курса возрастной физиологии. Курс возрастной физиологии — это самостоятельная учебная дисциплина, предметом которой является изучение физиологических особенностей детей и подростков, закономерностей их становления в процессе индивидуального развития и особенностей реакции физиологических функций на педагогические воздействия. Главный акцент в курсе возрастной физиологии делается на тех теоретических материалах физиологической науки, которые имеют наибольшее значение в практической деятельности учителей и воспитателей. К числу таких вопросов прежде всего следует отнести закономерности высшей нервной деятельности детей и подростков и функциональные особенности их нервной системы. Задачи курса возрастной физиологии. В числе основных задач курса возрастной физиологии необходимо назвать следующие. 2. Дать необходимые для работы педагога знания анатомо-физиологических особенностей детей и подростков. 2. Сформировать правильное диалектическое понимание основных биологических закономерностей развития организма детей и подростков. 3. Ознакомить с условно-рефлекторными основами процессов обучения и воспитания детей и подростков. 4. Ознакомить с физиологическими механизмами таких сложных психических процессов, как ощущение, восприятие, внимание, память, мышление и физиологическими основами речи и эмоциональных реакций. 5. Развить у будущих учителей умение использовать знания морфофункциональных особенностей организма детей и подростков и физиологии их высшей нервной деятельности при организации учебно-воспитательной работы и анализе педагогических процессов и явлений. 2. Общие закономерности роста и развития детей и подростков Рост и развитие - общебиологическое свойство живой материи. Процессы роста и развития человека начинаются от момента оплодотворения яйцеклетки и непрерывно продолжаются в течение всей жизни. Это единый процесс жизнедеятельности организма. Рост - количественный процесс, т. е. процесс непрерывного увеличения длины, объема и массы организма за счет увеличения числа клеток или их размеров. Например, кости растут в основном за счет увеличения числа клеток, а мышцы - за счет увеличения размеров самих клеток. Развитие - комплексный процесс количественных и качественных изменений, происходящих в организме человека и приводящих к повышению уровня сложности организма и взаимодействия всех его систем. Развитие включает три основных фактора: рост, дифференцировка органов и тканей и формообразование (приобретение организмом характерных, присущих только ему, форм), которые находятся в тесной взаимосвязи. Закономерности онтогенетического развития. К важным закономерностям роста и развития детей относятся неравномерность и непрерывность роста и развития, гетерохрония и явления опережающего созревания жизненно важных функциональных систем. И. А. Аршавский сформулировал «энергетическое правило скелетных мышц» в качестве основного фактора, позволяющего понять не только специфические особенности физиологических функций организма в различные возрастные периоды, но и закономерности индивидуального развития. Согласно его данным, особенности энергетических процессов в различные возрастные периоды, а также изменение и преобразование деятельности дыхательной и сердечно-сосудистой систем в процессе онтогенеза находятся в зависимости от соответствующего развития скелетной мускулатуры. А. А. Маркосян к общим законам индивидуального развития отнес и надежность биологической системы. Процессы роста и развития протекают непрерывно, но не всегда равномерно: за первый год жизни длина тела новорожденного увеличивается на 50%, за второй - на 13, за третий - на 9%. С четырех до семи лет ежегодно прибавляется 5 - 7%, а с восьми до десяти - только 3%. В период полового созревания наблюдается скачок роста. С 16 до 25 лет интенсивность роста тела снижается, а затем рост прекращается. Так же неравномерно изменяется масса тела и. развиваются отдельные органы и системы. В первый год жизни ребенка масса тела увеличивается на 6 - 7 кг (первый период вытягивания). До четырех лет идет период округления. В 5 - 7 лет рост увеличивается (второй период вытягивания). С 7 до 11 лет наблюдается период округления, а в период полового созревания наблюдается третий период вытягивания. Неравномерность, или гетерохронность, развития обеспечивает гармоничное соотнощение развивающегося организма и окружающей среды, т. е. ускоренно формируются те структуры и функции, которые обеспечивают приспособление организма, его выживание. Зрелость морфофункциональных возможностей организма в определенный период его развития и их соответствие требованиям окружающей среды характеризуют гармоничность развития организма. Например, масса головного мозга новорожденного составляет 360 - 390 г, в конце первого года жизни она увеличивается в 2 - 2,5 раза, в конце третьего года достигает в среднем 1100 г. В семилетнем возрасте масса мозга 1250 г, а поверхность коры составляет 80 - 90% поверхности коры взрослого человека. Ускорение процесса роста мозга в первые годы объясняется интенсивным формированием связей с окружающим миром, усилением условно-рефлекторной деятельности мозга. Это интенсивный процесс познавательной деятельности ребенка. Лимфатическая система в это время почти не изменяется (развитие начинается к 10 - 12 годам), а половая система начинает быстро развиваться после 11 - 12 лет, приводя организм к половой зрелости. К общим законам развития организма относится надежность биологической системы - такой уровень регуляции всех процессов в организме, который обеспечивает запас жизненных резервов. Например: кровь одного человека содержит количество фермента тромбина, которое способно обеспечивать свертывание крови у 500 человек; жизнь организма сохраняется при удалении значительной части легочной ткани; артериальная кровь содержит примерно в 3,5 раза больше кислорода, чем его используют ткани и т. д. При неблагоприятных ситуациях это позволяет организму произвести экстренную мобилизацию резервов, гарантирующих приспособленность к новым условиям и быстрый возврат к исходному состоянию. Отрезок времени, в течение которого процессы роста, развития и функционирования организма идентичны, получил название возрастного периода. Одновременно это отрезок времени, необходимый для завершения определенного этапа развития организма и его готовности к определенной деятельности. Такая закономерность роста и развития легла в основу возрастной периодизации - объединения формирующихся (растущих и созревающих) детей, подростков и взрослых по возрасту. Возрастная периодизация, объединяя специфические анатомические и функциональные особенности организма, имеет важное значение в медицинской, педагогической, социальной, спортивной, экономической и других отраслях деятельности человека. 3. Наследственность и развитие Наследственность — свойство всех живых организмов сохранять и передавать потомкам характерные особенности строения, функций и индивидуального развития. Носителем наследственной информации человека является хромосомный аппарат ядра клетки, состоящий из 23 пар, или 46 хромосом. Хромосомы подразделяют на аутосомы, одинаковые у обоих полов, и половые хромосомы, отличающиеся у лиц женского и мужского пола: XX— у женщин, ХУ — у мужчин. Кариотип человека содержит 22 пары аутосом и две половые хромосомы. Клетки тела имеют двойной набор хромосом, половые клетки — одинарный. В процессе оплодотворения половые клетки сливаются, и число хромосом в оплодотворенной яйцеклетке удваивается. Этот механизм обеспечивает передачу потомству генетической информации от обоих родителей. Пол будущего ребенка определяется в момент оплодотворения в зависимости от сочетания половых хромосом. На основе генетической информации, заключенной в ядре клетки, со 2-й по 12-ю внутриутробного развития закладываются яичники у девочек и семенники (яички) — у мальчиков. В каждой хромосоме в линейной последовательности расположены гены. Ген — участок молекулы ДНК, несущий информацию о синтезе определенного белка. Набор генов, получаемых потомком от родителей в момент оплодотворения, называется генотипом. Генетический аппарат оплодотворенной яйцеклетки содержит программу индивидуального развития организма. Нарушения генотипа или процесса реализации этой программы приводят к различным отклонениям от нормы. Здоровье человека во многом обусловлено его генотипом. Генотип - совокупность генов организма человека, находящихся в сложном взаимодействии. Генотипу присуща наследственная (генотипическая) изменчивость (мутации). Мутации - это стойкие внезапные необратимые изменения генотипа, затрагивающие целые хромосомы или участки ДНК (гены). Изменяться может любой участок ДНК. Следовательно, мутации представляют собой качественные изменения признаков, которые, как правило, наследуются в ряде поколений. Мутации проявляются по-разному. Чаще они бывают вредными для организма, и внешним их проявлением являются наследственные заболевания, в том числе некоторые формы слепоты, глухоты, умственной отсталости, нарушения обмена веществ, свертываемости крови и т, д. Кроме того, эти стойкие изменения генотипа имеют индивидуальный характер. Совокупность генотипов всего населения, проживающего на данной территории, составляет его генофонд. «Развитие,— писал В. И. Ленин,— есть «борьба» противоположностей». Только в постоянной борьбе между консервативной наследственностью (генетическая программа развития), требующей стабильных условий, и средой, никогда не бывающей постоянной, возможно нормальное развитие ребенка. При этом физическое и психическое развитие ребенка не следует понимать механистически как пассивный результат взаимодействия наследственности и среды, так как в конечном итоге источником любого развития являются самодвижение материи, внутренние противоречия в самом организме ребенка. Именно внутренние противоречия, возникающие в организме, являются основной движущей силой его развития. 4. Значение нервной системы. Общий план строения нервной системы Нервная система является ведущей физиологической системой организма, без нее было бы невозможно соединение бесчисленного множества клеток, тканей и органов в единое гармонично работающее целое. Функции нервной системы могут быть условно поделены на два типа: низшие и высшие. Низшая нервная деятельность представляет собой процессы регуляции всех внутренних органов и физиологических систем организма человека. Высшая нервная деятельность включает в себя те функциональные механизмы мозга, которые обеспечивают человеку адекватный контакт с окружающей средой. Высшие функции лежат в основе психической деятельности человека, но не могут быть сведены к ней. Таким образом, благодаря деятельности нервной системы мы связаны с окружающим миром, способны восхищаться его совершенством, познавать тайны его материальных явлений. Наконец, благодаря деятельности нервной системы человек способен активно воздействовать на окружающую природу, преобразовывать ее в желаемом направлении. И пока человек творит, его внутренние органы функционируют в оптимальном для данной деятельности режиме. Если архитектор создает проект будущего здания, большинство его мышц работает в статическом режиме, дыхание и сердечный ритм относительно спокойны, расход энергии незначителен. Мышцы же рабочего, воплощающего идеи архитектора в реальные формы, работают в динамическом режиме; дыхательный и сердечный ритм значительно учащены, повышен расход энергии. Следовательно, высшая и низшая нервная деятельность накладываются одна на другую и должны рассматриваться только в тесном и гармоничном единстве. Нервная система человека состоит из двух основных отделов: центральной и периферической нервной системы. К центральной нервной системе (ЦНС) относятся головной и.спинной мозг, к периферической — все нервные волокна и скопления нервных клеток, расположенные вне ЦНС. Различают также вегетативную нервную систему и соматическую нервную систему. Первая осуществляет регуляцию деятельности внутренних органов и обмена веществ. Вторая регулирует сокращения поперечнополосатой мускулатуры и обеспечивает чувствительность нашего тела. Выделение вышеназванных отделов в нервной системе условно. В действительности она представляет собой анатомически и функционально единое целое, элементарной основой которого являются нервные клетки — нейроны, представляющие собой, образно говоря, «атомы» нашего мозга. 5. Нервная ткань, физиологические свойства нервной ткани Помимо нейронов в состав нервной системы входят клетки глии. Совокупность нейронов и глиальных клеток составляет нервную ткань. Клетки глии, окружая со всех сторон нейроны, выполняют для них опорные, питательные и электроизолирующие функции. В процессе постнатального развития человека значительно изменяется соотношение между глиальными и нервными клетками. У новорожденного количество нейронов выше, чем количество глиальных клеток. К 20—30 годам их соотношение становится равным (50:50), а далее сдвигается в сторону глиальных клеток. Основными свойствами нервной ткани являются возбудимость, проводимость и лабильность, которые в свою очередь связаны с одним из самых общих свойств всего живого — раздражимостью. Изменения в окружающей среде или организме называют раздражителями, процесс действия раздражителя — раздражением, а ответные изменения в деятельности клеток и целого организма — биологическими реакциями. Основные физиологические свойства нервной ткани, ее проводимость, возбудимость и лабильность характеризуют функциональное состояние нервной системы человека, определяют его психические процессы. Нарушение проводимости и возбудимости нервной ткани, например при общем наркозе, прекращает все психические процессы человека и приводит к полной потере сознания. Возбудимость и возбуждение. Клетки нервной ткани в процессе эволюции приспособились к быстрой ответной реакции на действие раздражителя, поэтому нервную ткань называют возбудимой, а ее способность быстро реагировать на раздражение — возбудимостью. Количественной мерой возбудимости является порог раздражения — минимальная величина раздражителя, способная вызвать ответную реакцию ткани. Возбудимость проявляется в процессах возбуждения, которые представляют собой изменение процессов обмена веществ в клетках нервной ткани. Таким образом, возбуждение нервной клетки связано с изменением обмена веществ и сопровождается появлением электрических потенциалов — электрических, или нервных, импульсов. Проводимость . Проводимость — способность живой ткани проводить возбуждение. Проводимость нервной ткани связана с распространением по ней процессов возбуждения. Возникнув в одной клетке, электрический (нервный) импульс легко переходит на соседние клетки и может передаваться в любой участок нервной системы. Проводимость нервной ткани связана с тем, что возникший в месте возбуждения потенциал действия в свою очередь вызывает изменения ионных концентраций в соседнем участке. Возникнув на новом участке, потенциал действия вновь вызывает изменение концентрации ионов в соседнем участке и, соответственно, новый потенциал действия и т. д. Таким способом волна возбуждения распространяется вдоль всей ткани или отдельной нервной клетки. Лабильность . Исследуя особенности протекания процессов в различных возбудимых тканях, известный русский и советский физиолог Н. Е. Введенский обнаружил, что различные возбудимые субстраты характеризуются различной скоростью процессов возбуждения. Способность возбудимой ткани отвечать максимальным числом потенциалов действия в ответ на определенную частоту раздражений Н. Е. Введенский назвал лабильностью или функциональной подвижностью. Иначе говоря, лабильность — свойство, характеризующее способность возбудимой ткани воспроизводить максимальное количество потенциалов действия в единицу времени. Оказалось, что нервная ткань обладает наибольшей лабильностью, у мышечной она значительно ниже, самая низкая лабильность у синапсов. Лабильность ткани в значительной степени зависит от функционального состояния этой ткани. Патологические процессы и утомление приводят к снижению лабильности нервной ткани, а систематические специальные тренировки — к ее повышению. 6. Нейроны и синапсы, нервы и нервные волокна. Их свойства. Механизм возникновения и передачи нервного импульса Основная функция нейронов связана с анализом нервных импульсов, несущих закодированную информацию. Нейроны представляют собой клетки, весьма разнообразные по форме. Вместе с тем общее строение нейронов не отличается от строения любой другой клетки нашего тела. Здесь также можно выделить клеточную мембрану, ядро, ядрышко, клеточные органоиды. Особенностью в строении нейронов является большое количество клеточных отростков и наличие в цитоплазме специфических образований: тигроидного вещества, или тигроидных глыбок, и нейрофибрилл. В состав тигроидного вещества нейрона входит РНК, содержание которой увеличивается до полового созревания, а затем находится на относительно постоянном уровне (если условия существования организма остаются благоприятными). В случае экстремальных (стрессорных) воздействий содержание РНК в тигроидном веществе может уменьшаться, а сами глыбки полностью распадаются, что приводит к гибели нейрона. Нейрофибриллы представляют собой длинные белковые молекулы, расположенные в теле и отростках нейрона и исчезающие при его длительной работе. Каждый нейрон имеет один длинный отросток — аксон (от греч. аксон — ось), или нейрит, расположенный всегда в так называемой базальной части нейрона. Аксоны проводят возбуждение от тела нервной клетки к другим нейронам, являясь как бы своеобразным «выходом». Функции «входа» нейрона выполняют его многочисленные короткие ветвящиеся отростки — дендриты (от греч. дендрон — дерево), расположенные в различных частях нервной клетки. Тонкие разветвления дендритов покрыты микроскопическими выростами — шипиками. Существует предположение, что шипики увеличивают площадь контакта нейрона с другими нервными клетками. Число нейронных шипиков значительно увеличивается после рождения и, как показали эксперименты на животных, связано с процессами обучения. Чем более интенсивно проводится обучение, тем большее число шипиков образуется на дендритах, тем в большей степени изменяется их форма. Связь между отдельными нейронами осуществляется с помощью специального приспособления — синапса, строение и деятельность которого в настоящее время хорошо изучены. Синапсы состоят из собственно синаптического окончания, представляющего утолщение аксона, синаптической щели и постсинаптической мембраны, являющейся уже частью другого нейрона. Количество синапсов очень велико, они покрывают тело нейрона, его дендриты и аксон. В целом 80 % мембраны нейрона покрыто синапсами. Передача закодированной в нервных импульсах информации с одного нейрона на другой осуществляется с помощью медиаторов — особых веществ, способных вызывать возбуждение постсинаптической мембраны. Предполагают, что запасы медиаторов содержатся в синаптических пузырьках, располагающихся в синаптическом окончании. При возбуждении нейрона медиаторы выходят в синаптическую щель, толщина которой составляет не более 20 нм. Передача возбуждения происходит только в одном направлении от синаптического окончания к постсинаптической мембране. Существуют особые нейроны, синаптические окончания которых выделяют не возбуждающие медиаторы, а тормозные, вызывающие торможение соседствующего нейрона. Таким образом, передача информации с одного нейрона на другой осуществляется с помощью синапсов. Число и размеры синапсов в процессе постнатального развития человека значительно увеличиваются. Интересно отметить, что число межнейронных связей находится в прямой зависимости от процессов обучения: чем интенсивнее идет обучение, тем большее число синапсов образуется. Можно полагать, что эффективность работы мозга зависит от его внутренней организации и непременным атрибутом талантливого человека является богатство синаптических связей его мозга. Нервными волокнами называются покрытые оболочками отростки нервных клеток. Тела нейронов и большая часть их дендритов сосредоточены в спинном и головном мозге. Незначительная часть дендритов и аксоны, длина которых у человека может достигать 1 —1,5 м, выходят далеко за пределы ЦНС. Сплетаясь друг с другом, они образуют нервы. Нервы видны в виде белых нитей даже невооруженным глазом. Они, как провода, связывают все участки нашего тела с центральными отделами нервной системы. Основная функция нервных волокон и нервов — проведение нервных импульсов. Различают чувствительные нервы (афферентные}, проводящие нервные импульсы к ЦНС (центростремительные), двигательные нервы (эфферентные), проводящие нервные импульсы от ЦНС к периферическим органам (центробежные), и смешанные нервы, состоящие из чувствительных и двигательных волокон. Некоторые нервные волокна имеют оболочку, состоящую из жироподобного вещества — миелина, выполняющего трофические, защитные и электроизолирующие функции. Возникшее возбуждение распространяется по нервному волокну, переходит на другие клетки за счет местных токов, возникающих между возбужденным и покоящимся участком волокна. Проведение возбуждения обусловлено тем, что потенциал действия, возникший в одной клетке, становится раздражителем, вызывающим возбуждение соседних участков. Возбуждение от одной нервной клетки к другой передается только в одном направлении: с аксона одного нейрона на тело клетки и дендриты другого нейрона. |