Признаки старения в органах и системах органов.
Лекция№15
Тема: Основы онтогенеза (постэмбриональное развитие)
План лекции
1. Периодизация постнатального онтогенеза.
2. Рост: закономерности и регуляции роста.
3. Конституция и габитус.
4. Старение и старость. Теории старения.
5. Смерть клиническая и биологическая.
6. Понятие о реанимации и эвтаназии.
Постэмбриональный (постнатальный) период – это период с момента рождения или выхода из яйцевых оболочек и до смерти. Завершается морфогенез, наступает половое созревание, проходит репродукция и завершающий этап онтогенеза – старение и смерть.
Типы онтогенеза
прямое развитие
а) откладка яиц с большим количеством желтка (птицы
б) внутриутробное (млекопитающие)
непрямое развитие (с метаморфозом) )
а) неполный метаморфоз - стадии: яйцо – личинка – взрослая особь(гельминты кишечника)
б) полный метаморфоз - стадии: яйцо – личинка куколка – взрослая особь (бабочки, двукрылые насекомые)
Периодизация постнатального онтогенеза у человека.
Период новорождения (1-10 дней): сложный период перестройки всего организма, приспособление к новым условиям существования.
Грудной период (11 дней – 12 месяцев): вскармливание ребенка молоком матери; интенсивный рост.
Период раннего детства (1-3 года): ребенок учится ходить и говорить, знакомится с окружающим миром.
Первый период детства (4-6 лет): ребенок всем интересуется и стремится все понять, осваивает элементарные трудовые навыки.
Второй период детства (девочки 7-11 лет, мальчики 7-12 лет): замедляется рост, интенсивно развивается мышечная система.
Подростковый период (девочки 12-15 лет, мальчики 13-16 лет): начинается половое созревание и повышается интенсивность роста.
Юношеский возраст (девушки 16-20 лет, юноши 17-21 год): заканчивается половое созревание, рост и физическое развитие.
Средний возраст, I период (женщины 21-35 лет, мужчины 22-35 лет):оптимальный период для деторождения.
Средний возраст, II период (женщины 36-55 лет, мужчины 36-60 лет): период наиболее активной профессиональной деятельности; после 35 лет начинают проявляться первые признаки старения – изменяются некоторые биохимические реакции и физиологические функции.
Пожилой возраст (женщины 56-75 лет, мужчины 61-75 лет): продолжают развиваться процессы старения, хотя большинство людей сохраняют профессиональную трудоспособность.
Старческий возраст (76-90 лет): заметно выражены старческие изменения; некоторые люди и в этом возрасте сохраняют способность к творческому труду.
Возраст долгожителей (свыше 90 лет): до этого возраста доживают чаще женщины.
В постнатальном имеются критические периоды:
1. Период новорождения (первые дни после рождения) – идет перестройка всех систем органов на новую среду обитания.
2. Период полового созревания (12-16 лет) - гормональная перестройка, поступление в кровь половых гормонов и формирование вторичных половых признаков.
3. Период полового увядания (в среднем около 50-ти лет) – угасание функций половых желез и желез внутренней секреции).
У животных и человека выделяют три периода постнатального онтогенеза:
1) дорепродуктивный (ювенильный);
2) репродуктивный (зрелый);
3) пострепродуктивный (период старения).
Рост – это увеличение размеров и массы тела. Рост бывает неограниченный (неопределенный) - продолжается всю жизнь (ракообразные, рыбы, рептилии) и ограниченный (определенный) - прекращается к определенному возрасту (насекомые, птицы, млекопитающие). Процесс роста человека протекает неравномерно; чередуются периоды быстрого роста и периоды замедленного роста.
Закономерности роста
Наибольшая интенсивность роста человека отмечена на первом году жизни – увеличение на 25 см. На втором году жизни – на 10-11 см, на третьем – на 8 см. В возрасте от 4-х до 7 лет увеличение роста – на 5-7 см каждый год. В младшем школьном возрасте – 4-5 см в год, в период полового созревания интенсивность роста увеличивается до 7-8 см в год. После этого периода рост человека замедляется и далее до 20-25 лет увеличивается на 1-2 см в год.
Основные типы роста тканей и органов:
1 – лимфоидный тип; тимус, лимфоузлы, лимфоидная ткань кишечника, селезенки, миндалин; максимальное увеличение их массы до 11-12 лет.
2 – мозговой тип: головной и спинной мозг, глаза, голова развиваются раньше всех других частей тела – после рождения и до 10-12 лет.
3 – общий тип: все тело, мышцы, скелет, органы дыхания, печень –
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 годы. максимальный рост в первый год жизни и в период полового созревания;
4 – репродуктивный тип: различные части половой системы – быстрый рост в период полового созревания.
Регуляция роста
гормоны: соматотропин (гормон факторы среды: свет, питание, гипофиза); тироксин (гормон витамины (А, В, D), микроэлементы, щитовидной железы); половые гормоны социально-экономические факторы.
Соматотропный гормон вырабатывается с момента рождения ребенка до 13-16 лет. При снижении функции железы развиваются гипофизарные карлики, при ее повышении развивается гигантизм – рост человека достигает 2-х метров и более. Выделение гормона во взрослом возрасте приводит к акромегалии – увеличению размера костей кисти, стопы
и лица. Тироксин повышает энергетический обмен в организме. Снижение функции железы приводит к задержке роста, нарушению пропорций тела, задержке полового развития, нарушению психики. Половые гормоны оказывают влияние на все процессы обмена веществ. Значительное влияние на рост оказывают факторы среды. Для нормального роста ребенка необходимо сбалансированное питание, включение в него витаминов и микроэлементов. В синтезе витамина D (кальциферола) важную роль играет солнечный свет. Последние несколько десятков лет отмечается ускорение физического
и физиологического развития детей, называемое акселерацией. Проявляется оно уже на стадии внутриутробного развития – увеличение длины тела новорожденных на 0,5 – 1,0 см, массы тела – на 50-100 г, изменяются сроки прорезывания зубов. Рост у взрослых людей за последние 100 лет увеличился в среднем на 8 см. Причиной акселерации считают следующие факторы: межрасовые браки (повышение гетерозиготности), урбанизацию, повышение радиационного фона, изменение магнитного поля Земли и ряд социальных факторов.
Возраст человека
Биологический – на сколько лет выглядит человек
Хронологический – количество лет, прожитых человеком
Биологический и хронологический возраст совпадают не всегда.
Критерии определения биологического возраста:
- скелетозрелость: окостенение различных частей скелета происходит в разном возрасте;
- зубная зрелость: появление молочных зубов и замена их постоянными происходит в определенном возрасте;
- время появления и степень развития вторичных половых признаков.
Конституция человека – это генетически обусловленные особенности морфологии, физиологии и поведения.
В 1927 году М.В.Черноруцкий предложил классификацию, по которой выделяют три основных конституциональных типа.
Тип эктоморфный (астеники). Они имеют узкую грудную клетку, низкое положение диафрагмы, удлиненные легкие, относительно малой длины кишечник с низкой всасывательной способностью, тонкие кости и длинные конечности, незначительный слой жировых отложений. Для астеников характерны: повышенная возбудимость, склонность к неврозам, гипотонии, язвенной болезни, туберкулезу.
Тип мезоморфный (нормостеники): имеют пропорциональное телосложение, умеренное развитие подкожной жировой клетчатки. Люди этого типа энергичны, подвижны, склонны к невралгиям, атеросклерозу, заболеваниям верхних дыхательных путей.
Тип эндоморфный (гиперстеники) характеризуются широкой грудной клеткой, высоким расположением диафрагмы, объемистым желудком и длинным кишечником с высокой всасывательной способностью, значительным отложением жира. Сердце относительно крупных размеров, в крови повышенное содержание холестерина, мочевой кислоты, эритроцитов и гемоглобина. У гиперстеников преобладают процессы ассимиляции, они
склонны к атеросклерозу, ожирению, сахарному диабету, гипертонии, болезням почек и желчного пузыря. Люди этого типа уравновешенны, спокойны, общительны. Большинство людей по типам конституции занимает промежуточное положение.
Особенности морфологии, физиологии, поведения в определенный промежуток времени – это габитус. Габитус отражает самочувствие человека и состояние здоровья в данный момент времени. Он включает: особенности телосложения, осанку, походку, цвет кожных покровов, выражение лица, соответствие биологического и хронологического возраста.
Старение – общебиологическая закономерность, свойственная всем живым организмам. Старость – заключительный этап онтогенеза. Наука о старости называется геронтология. Она изучает закономерности старения различных систем органов и тканей. В геронтологию входят разделы геронтогигиена и геронтопсихология.
Гериатрия – наука о болезнях людей старческого возраста; изучает особенности их развития, течения, лечения и профилактики. Процесс старения охватывает все уровни – молекулярный, субклеточный, клеточный, тканевой, органный и организменный. Результатом этого процесса является снижение жизнеспособности особи, ослабление механизмов гомеостаза и адаптации. Биологический смысл старения – неизбежность смерти.
Признаки старения в органах и системах органов.
1. Сердечно-сосудистая система. Изменение эластичности стенок кровеносных сосудов; разрастание в сердце и в стенках сосудов соединительной ткани на месте мышечной; нарушение кровоснабжения тканей и органов. Снижение функции кроветворных органов.
2. Дыхательная система. Разрушение межальвеолярных перегородок и сокращение дыхательной поверхности легких; уменьшение их жизненной емкости; разрастание соединительной ткани.
3. Пищеварительная система. Потеря зубов, снижение функций пищеварительных желез, нарушение двигательной (моторной) функции кишечника.
4. Мочевыделительная система. Гибель части нефронов, снижение интенсивности фильтрации почек.
5. Мышцы и скелет. Атрофия скелетных мышц, снижение прочности костей, преобладание в их составе минеральных веществ.
6. Нервная система. Гибель нейронов, нарушение регуляции функций органов, снижение скорости проведения импульсов, ослабление памяти. Снижение функций всех органов чувств.
7. Ослабление механизмов гуморального и клеточного иммунитета. Внешние проявления признаков старения: изменяются осанка, форма тела, походка; появляется седина, теряется эластичность кожи (появление морщин), ослабляются зрение и слух.
Геронтология предлагает более 300 гипотез старения. Наиболее распространенные из них следующие.
1. Энергетическая (М.Рубнер, 1908): организм каждого вида имеет определенный энергетический фонд. Он расходуется в течение жизни и организм погибает.
2. Интоксикационная (И.Мечников, 1903): самоотравление организма в результате накопления в толстом кишечнике человека продуктов азотистого обмена и гниения.
3. Соединительнотканная (А.Богомолец, 1922): так как соединительная ткань является регулятором трофики клеток и тканей, изменения в ней нарушают межтканевые взаимодействия и приводят к старению.
4. Перенапряжение центральной нервной системы (И.Павлов, 1912, Г.Селье, 1936): нервные потрясения и продолжительное нервное перенапряжение вызывают преждевременное старение.
5. Изменения коллоидных свойств цитоплазмы клеток (В.Ружичка, М.Маринеску, 1922): измененная цитоплазма плохо удерживает воду, коллоиды из гидрофильных переходят в гидрофобные, укрупняются коллоидные частицы и изменяются их биологические свойства.
6. Запрограммированное число митозов клеток (А.Хейфлик, 1965): у различных видов отмечается неодинаковое число клеточных делений – при большей продолжительности жизни их больше (фибробласты эмбрионов человека дают около 50 генераций, у мыши и курицы около 15 генераций).
7. Генетические: накопление мутаций; снижение интенсивности и нарушение процессов транскрипции, трансляции и репарации; нарушение самообновления белков.
Существенное влияние на процесс старения человека оказывают социальные факторы, условия и образ жизни, различные болезни. Старение и продолжительность жизни человека зависят также от экологической ситуации.
Наука, которая изучает здоровый образ жизни человека и условия увеличения ее продолжительности, называется валеология. Теоретически возможный возраст человека 150-200 лет, максимальный регистрируемый 115-120 лет. Средняя продолжительность жизни: мужчины 67-74, женщины 74-79 лет. В отдельных странах средняя продолжительность жизни составляет 35-40 лет. Старение организма заканчивается смертью.
Смерть обеспечивает смену поколений. Причины смерти могут быть различны. Смерть физиологическая, или естественная, наступает в результате старения. Смерть патологическая, или преждевременная, - результат болезни или несчастного случая.
Смерть клиническая наступает в результате прекращения жизненно важных функций (остановка сердца и дыхания), но сохраняются процессы обмена веществ в клетках и органах. Смерть биологическая – прекращение процессов самообновления в клетках и тканях, нарушение течения химических процессов, аутолиз и распад клеток. В наиболее чувствительных клетках коры головного мозга некротические изменения обнаруживаются уже через 5-6 минут. Увеличить период наступления клинической смерти можно с помощью общего охлаждения организма (гипотермия), которое замедляет процессы обмена веществ и повышает устойчивость к кислородному голоданию.
Реанимация – возможность возвращения человека к жизни из состояния клинической смерти (когда не повреждены жизненно важные органы) через 5-6 минут, пока «живы» клетки коры головного мозга. Методы реанимации применяются в медицине при любых угрожающих состояниях. В середине ХХ века в медицине появилось направление, которое назвали эвтаназия. Эвтаназия – это медицинская помощь уходу из жизни
тяжело и неизлечимо больному по его желанию или по просьбе его родных. Эвтаназия разрешена законом лишь в нескольких странах. Она требует разрешения многих юридических и морально-этических проблем.